作為動力電池系統(tǒng)能量密度提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，pack領(lǐng)域的新材料導入和應用是不少企業(yè)進行攻關(guān)的方向。以FPC替代傳統(tǒng)線束的運用創(chuàng)新，就是其中一條重要路徑。
高工鋰電調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)動力電池第一梯隊的寧德時代和比亞迪已經(jīng)在pack環(huán)節(jié)批量化應用FPC。
“相對于傳統(tǒng)線束，F(xiàn)PC擁有高度集成、自動化組裝、裝配準確性、超薄厚度、超柔軟度、輕量化等諸多優(yōu)勢。”曾參與比亞迪動力電池FPC導入的合力泰副總經(jīng)理顧志明向高工鋰電表示，F(xiàn)PC方案可以幫助Pack實現(xiàn)布局規(guī)整、結(jié)構(gòu)緊湊效果。
正是準確的解決了動力電池企業(yè)在PACK環(huán)節(jié)對于空間節(jié)省、自動化水平提升的核心“痛點”，顧志明所在的合力泰提出的FPC方案在比亞迪已經(jīng)批量應用達4年之久，眼下，他正進行更進一步的市場開拓。
在龍頭企業(yè)的示范作用下，國軒高科、欣旺達、力神、比克、萬向、孚能、桑頓新能源、國能電池等大批企業(yè)也開始積極嘗試小批量導入應用。
主流動力電池企業(yè)的一致共識是，未來幾年，F(xiàn)PC替代傳統(tǒng)線束的進程將會明顯提速，能在整體解決方案、價格、可靠性等方面具備綜合優(yōu)勢的FPC供應商將迎來一輪新的市場機會。
老樹新芽
事實上，作為電路板的一種，F(xiàn)PC并非新鮮事物，由于配線密度高、質(zhì)地輕薄可折疊，過去數(shù)十年里，F(xiàn)PC已全面滲透入PC配件市場的各個角落。
在全新的動力電池運用領(lǐng)域，F(xiàn)PC主要用于pack環(huán)節(jié)的傳統(tǒng)線束替換，協(xié)助電池包的信息采集。奕東電子FPC業(yè)務(wù)負責人謝紅海介紹：“FPC之所以能夠?qū)雱恿﹄姵兀饕且驗橄噍^傳統(tǒng)線束而言，F(xiàn)PC在安全性、電池包輕量化、工藝靈活性、自動化生產(chǎn)4方面優(yōu)勢顯著，滿足了國內(nèi)動力電池高能量密度和低成本的需求導向。”
具體來看：
安全性能：在代替弱電導線的同時，F(xiàn)PC用金屬片與匯流排進行連接，添加了熔斷保護電流設(shè)計，保證了信息的高速傳輸路線，確保即使電池包出現(xiàn)短路問題，F(xiàn)PC的內(nèi)部設(shè)計也會直接將線路銅絲熔斷，避免引起電池包其他部分的燃燒或爆炸；
輕量化：相較傳統(tǒng)采集信號所用的線束和PCB(印刷線路板)產(chǎn)品，F(xiàn)PC在電池保內(nèi)所占的空間更小，整體重量更輕，為電池包能量密度的增加做出一定貢獻。
工藝靈活性：相較擁有眾多接插點和復雜手工接插環(huán)節(jié)的傳統(tǒng)線束，F(xiàn)PC突破了工藝選擇上的局限，產(chǎn)品可配合電池包本身所具有的特性，進行超聲波、焊接等多種工藝選擇。
自動化生產(chǎn)：FPC形狀規(guī)整，且設(shè)計集成度更高，可以省去大量多余的排線連接工作，十分適合機械規(guī)?；笈可a(chǎn)，在大大縮短組裝工時、節(jié)省人工的同時，為動力電池組裝環(huán)節(jié)的自動化生產(chǎn)，提供極大可能。
用戶端的反饋證實了上述說法，比亞迪的pack工程師表示，常規(guī)線束由銅線外部包圍塑料而成，幾股線包成絕緣體形成一根線束，連接電池包時每一根線束要到達一個電極。當動力電池包電流信號很多時，需要很多根線束配合，勢必會擠占電池包空間。而FPC則可實現(xiàn)布局規(guī)整、結(jié)構(gòu)緊湊效果。
在pack裝配環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)線束依賴工人手工將端口固定在電池包上，擔不同時段人的精力不一樣，批量生產(chǎn)難免會產(chǎn)生波動。而FPC厚度僅0.5毫米左右，寬度可依據(jù)電池包結(jié)構(gòu)定制，裝配時可通過機械手臂抓取直接放置電池包上，無須人工整理固定，具備較強的裝配優(yōu)勢。
應用瓶頸
盡管性能優(yōu)越，但在導入之初，F(xiàn)PC并沒有被大規(guī)模地運用到動力電池當中。
“FPC產(chǎn)品導入不如預期，主要源于客戶的兩種顧慮：一是成本。單就FPC材料而言，在小批量使用的情況下，其使用成本明顯高于傳統(tǒng)線束。二是可靠性。作為一種全新的運用，最初電池和Pack廠商對FPC的性能表現(xiàn)有所懷疑。但這差不多是任何一款新產(chǎn)品在導入使用中都會遭遇的問題。”比亞迪電子部品件公司項目經(jīng)理藍燕飛解釋。
事實上，除了客戶端的顧慮，相較消費電子領(lǐng)域，F(xiàn)PC在動力電池端運用的較高門檻，也一定程度上滯緩了FPC被大面積導入的腳步。欣旺達的技術(shù)工程師強調(diào)：“作為車用零部件，動力電池對FPC的耐久性、穩(wěn)定性和可靠性提出了十分嚴格的要求?！?/span>
一方面，動力電池對FPC提出了耐溫、耐壓要求，因此FPC產(chǎn)品用材必須優(yōu)質(zhì)耐用，對不少FPC廠家來說，這意味著對供應商結(jié)構(gòu)的調(diào)整，需要引進國際頂尖供應商，對應材料價格也更為昂貴；
另一方面，由于要對電池電壓、溫度、電流等情況進行及時精準的把控，動力電池用FPC需要根據(jù)具體裝配的動力電池性能和形狀進行定制化生產(chǎn)，并輔以復雜的工序調(diào)整，以及嚴格的工藝測試，一道工序出現(xiàn)瑕疵，整塊軟板都將作廢。
“導入之前，電池/pack廠商前期還會對FPC進行長時間的測試，這需要雙方進行深度的配合，也對供應商的研發(fā)配套、制造工藝等都提出了更高的要求，這也是目前僅少數(shù)企業(yè)實現(xiàn)批量應用的難點所在?！鄙鲜鲂劳_工程師補充。
替代藍海
盡管在成本和可靠性上仍面臨一定阻礙，但在動力電池頭部企業(yè)以及FPC廠商的共同推動下，國內(nèi)FPC在動力電池領(lǐng)域的導入環(huán)境已得到極大改善。
“為平衡成本因素，F(xiàn)PC結(jié)合部分動力電池廠的實際情況開發(fā)出了‘FPC+傳統(tǒng)線束’的搭配方式，折中后的運用效果同樣顯著，對動力電池空間利用率、輕量化以及自動化等性能提升起到了積極作用?！?/span>
一位不愿具名的pack企業(yè)工程師表示?！敖鼉赡?，通過對自身工藝的多方改善，F(xiàn)PC廠商已將動力電池用FPC的價格降下不少，未來兩年FPC有望大批量導入行業(yè)?！?/span>
這樣的推論并非武斷，知情人士透露，當前國軒高科、欣旺達、力神、比克、天戈、桑頓、國能、萬向、孚能等動力電池/pack企業(yè)均已小批量或正在嘗試導入FPC產(chǎn)品，預計隨著使用客戶的進一步鋪開，以及參與該領(lǐng)域市場競爭企業(yè)的增加，未來國內(nèi)動力電池用FPC的價格還將進一步下降。
除了價格更具優(yōu)勢外，在性能層面，動力電池用FPC也還存在著較大的提升空間。一位FPC廠商透露：“在數(shù)碼領(lǐng)域已經(jīng)運用成熟的FPC雙面板、多層板等更高性能產(chǎn)品，目前囿于成本因素，都還沒有被調(diào)整后大范圍導入動力電池行業(yè)。一旦成本問題得到較為妥善的處理，F(xiàn)PC會在動力電池領(lǐng)域贏得更大的市場。”
“當然，這并不意味著未來FPC會完全取代傳統(tǒng)線束和PCB(印刷線路板)，畢竟在成本和耐久性上，后者確實具備著難以逾越的優(yōu)勢?！鄙鲜鋈耸垦a充。
事實上，嗅到新興市場氣息的電子企業(yè)已紛紛加快了布局動力電池市場的步伐。高工鋰電了解到，當前國內(nèi)景旺電子、合力泰、安捷利、弘信電子、奕東電子等實力強勁的電子供應商已針對該市場制定了相應的擴產(chǎn)以及產(chǎn)品推廣計劃，一場關(guān)于動力電池用FPC市場的競爭似已初現(xiàn)端倪。
高工鋰電調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)動力電池第一梯隊的寧德時代和比亞迪已經(jīng)在pack環(huán)節(jié)批量化應用FPC。
“相對于傳統(tǒng)線束，F(xiàn)PC擁有高度集成、自動化組裝、裝配準確性、超薄厚度、超柔軟度、輕量化等諸多優(yōu)勢。”曾參與比亞迪動力電池FPC導入的合力泰副總經(jīng)理顧志明向高工鋰電表示，F(xiàn)PC方案可以幫助Pack實現(xiàn)布局規(guī)整、結(jié)構(gòu)緊湊效果。
正是準確的解決了動力電池企業(yè)在PACK環(huán)節(jié)對于空間節(jié)省、自動化水平提升的核心“痛點”，顧志明所在的合力泰提出的FPC方案在比亞迪已經(jīng)批量應用達4年之久，眼下，他正進行更進一步的市場開拓。
在龍頭企業(yè)的示范作用下，國軒高科、欣旺達、力神、比克、萬向、孚能、桑頓新能源、國能電池等大批企業(yè)也開始積極嘗試小批量導入應用。
主流動力電池企業(yè)的一致共識是，未來幾年，F(xiàn)PC替代傳統(tǒng)線束的進程將會明顯提速，能在整體解決方案、價格、可靠性等方面具備綜合優(yōu)勢的FPC供應商將迎來一輪新的市場機會。
老樹新芽
事實上，作為電路板的一種，F(xiàn)PC并非新鮮事物，由于配線密度高、質(zhì)地輕薄可折疊，過去數(shù)十年里，F(xiàn)PC已全面滲透入PC配件市場的各個角落。
在全新的動力電池運用領(lǐng)域，F(xiàn)PC主要用于pack環(huán)節(jié)的傳統(tǒng)線束替換，協(xié)助電池包的信息采集。奕東電子FPC業(yè)務(wù)負責人謝紅海介紹：“FPC之所以能夠?qū)雱恿﹄姵兀饕且驗橄噍^傳統(tǒng)線束而言，F(xiàn)PC在安全性、電池包輕量化、工藝靈活性、自動化生產(chǎn)4方面優(yōu)勢顯著，滿足了國內(nèi)動力電池高能量密度和低成本的需求導向。”
具體來看：
安全性能：在代替弱電導線的同時，F(xiàn)PC用金屬片與匯流排進行連接，添加了熔斷保護電流設(shè)計，保證了信息的高速傳輸路線，確保即使電池包出現(xiàn)短路問題，F(xiàn)PC的內(nèi)部設(shè)計也會直接將線路銅絲熔斷，避免引起電池包其他部分的燃燒或爆炸；
輕量化：相較傳統(tǒng)采集信號所用的線束和PCB(印刷線路板)產(chǎn)品，F(xiàn)PC在電池保內(nèi)所占的空間更小，整體重量更輕，為電池包能量密度的增加做出一定貢獻。
工藝靈活性：相較擁有眾多接插點和復雜手工接插環(huán)節(jié)的傳統(tǒng)線束，F(xiàn)PC突破了工藝選擇上的局限，產(chǎn)品可配合電池包本身所具有的特性，進行超聲波、焊接等多種工藝選擇。
自動化生產(chǎn)：FPC形狀規(guī)整，且設(shè)計集成度更高，可以省去大量多余的排線連接工作，十分適合機械規(guī)?；笈可a(chǎn)，在大大縮短組裝工時、節(jié)省人工的同時，為動力電池組裝環(huán)節(jié)的自動化生產(chǎn)，提供極大可能。
用戶端的反饋證實了上述說法，比亞迪的pack工程師表示，常規(guī)線束由銅線外部包圍塑料而成，幾股線包成絕緣體形成一根線束，連接電池包時每一根線束要到達一個電極。當動力電池包電流信號很多時，需要很多根線束配合，勢必會擠占電池包空間。而FPC則可實現(xiàn)布局規(guī)整、結(jié)構(gòu)緊湊效果。
在pack裝配環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)線束依賴工人手工將端口固定在電池包上，擔不同時段人的精力不一樣，批量生產(chǎn)難免會產(chǎn)生波動。而FPC厚度僅0.5毫米左右，寬度可依據(jù)電池包結(jié)構(gòu)定制，裝配時可通過機械手臂抓取直接放置電池包上，無須人工整理固定，具備較強的裝配優(yōu)勢。
應用瓶頸
盡管性能優(yōu)越，但在導入之初，F(xiàn)PC并沒有被大規(guī)模地運用到動力電池當中。
“FPC產(chǎn)品導入不如預期，主要源于客戶的兩種顧慮：一是成本。單就FPC材料而言，在小批量使用的情況下，其使用成本明顯高于傳統(tǒng)線束。二是可靠性。作為一種全新的運用，最初電池和Pack廠商對FPC的性能表現(xiàn)有所懷疑。但這差不多是任何一款新產(chǎn)品在導入使用中都會遭遇的問題。”比亞迪電子部品件公司項目經(jīng)理藍燕飛解釋。
事實上，除了客戶端的顧慮，相較消費電子領(lǐng)域，F(xiàn)PC在動力電池端運用的較高門檻，也一定程度上滯緩了FPC被大面積導入的腳步。欣旺達的技術(shù)工程師強調(diào)：“作為車用零部件，動力電池對FPC的耐久性、穩(wěn)定性和可靠性提出了十分嚴格的要求?！?/span>
一方面，動力電池對FPC提出了耐溫、耐壓要求，因此FPC產(chǎn)品用材必須優(yōu)質(zhì)耐用，對不少FPC廠家來說，這意味著對供應商結(jié)構(gòu)的調(diào)整，需要引進國際頂尖供應商，對應材料價格也更為昂貴；
另一方面，由于要對電池電壓、溫度、電流等情況進行及時精準的把控，動力電池用FPC需要根據(jù)具體裝配的動力電池性能和形狀進行定制化生產(chǎn)，并輔以復雜的工序調(diào)整，以及嚴格的工藝測試，一道工序出現(xiàn)瑕疵，整塊軟板都將作廢。
“導入之前，電池/pack廠商前期還會對FPC進行長時間的測試，這需要雙方進行深度的配合，也對供應商的研發(fā)配套、制造工藝等都提出了更高的要求，這也是目前僅少數(shù)企業(yè)實現(xiàn)批量應用的難點所在?！鄙鲜鲂劳_工程師補充。
替代藍海
盡管在成本和可靠性上仍面臨一定阻礙，但在動力電池頭部企業(yè)以及FPC廠商的共同推動下，國內(nèi)FPC在動力電池領(lǐng)域的導入環(huán)境已得到極大改善。
“為平衡成本因素，F(xiàn)PC結(jié)合部分動力電池廠的實際情況開發(fā)出了‘FPC+傳統(tǒng)線束’的搭配方式，折中后的運用效果同樣顯著，對動力電池空間利用率、輕量化以及自動化等性能提升起到了積極作用?！?/span>
一位不愿具名的pack企業(yè)工程師表示?！敖鼉赡?，通過對自身工藝的多方改善，F(xiàn)PC廠商已將動力電池用FPC的價格降下不少，未來兩年FPC有望大批量導入行業(yè)?！?/span>
這樣的推論并非武斷，知情人士透露，當前國軒高科、欣旺達、力神、比克、天戈、桑頓、國能、萬向、孚能等動力電池/pack企業(yè)均已小批量或正在嘗試導入FPC產(chǎn)品，預計隨著使用客戶的進一步鋪開，以及參與該領(lǐng)域市場競爭企業(yè)的增加，未來國內(nèi)動力電池用FPC的價格還將進一步下降。
除了價格更具優(yōu)勢外，在性能層面，動力電池用FPC也還存在著較大的提升空間。一位FPC廠商透露：“在數(shù)碼領(lǐng)域已經(jīng)運用成熟的FPC雙面板、多層板等更高性能產(chǎn)品，目前囿于成本因素，都還沒有被調(diào)整后大范圍導入動力電池行業(yè)。一旦成本問題得到較為妥善的處理，F(xiàn)PC會在動力電池領(lǐng)域贏得更大的市場。”
“當然，這并不意味著未來FPC會完全取代傳統(tǒng)線束和PCB(印刷線路板)，畢竟在成本和耐久性上，后者確實具備著難以逾越的優(yōu)勢?！鄙鲜鋈耸垦a充。
事實上，嗅到新興市場氣息的電子企業(yè)已紛紛加快了布局動力電池市場的步伐。高工鋰電了解到，當前國內(nèi)景旺電子、合力泰、安捷利、弘信電子、奕東電子等實力強勁的電子供應商已針對該市場制定了相應的擴產(chǎn)以及產(chǎn)品推廣計劃，一場關(guān)于動力電池用FPC市場的競爭似已初現(xiàn)端倪。
