FPC掘金动力电池PACK应用

作为动力电池系统能量密度提升的关键环节，pack领域的新材料导入和应用是不少企业进行攻关的方向。以FPC替代传统线束的运用创新，就是其中一条重要路径。

高工锂电调研发现，国内动力电池第一梯队的宁德时代和比亚迪已经在pack环节批量化应用FPC。

“相对于传统线束，FPC拥有高度集成、自动化组装、装配准确性、超薄厚度、超柔软度、轻量化等诸多优势。”曾参与比亚迪动力电池FPC导入的合力泰副总经理顾志明向高工锂电表示，FPC方案可以帮助Pack实现布局规整、结构紧凑效果。

正是准确的解决了动力电池企业在PACK环节对于空间节省、自动化水平提升的核心“痛点”，顾志明所在的合力泰提出的FPC方案在比亚迪已经批量应用达4年之久，眼下，他正进行更进一步的市场开拓。

在龙头企业的示范作用下，国轩高科、欣旺达、力神、比克、万向、孚能、桑顿新能源、国能电池等大批企业也开始积极尝试小批量导入应用。

主流动力电池企业的一致共识是，未来几年，FPC替代传统线束的进程将会明显提速，能在整体解决方案、价格、可靠性等方面具备综合优势的FPC供应商将迎来一轮新的市场机会。

老树新芽

事实上，作为电路板的一种，FPC并非新鲜事物，由于配线密度高、质地轻薄可折叠，过去数十年里，FPC已全面渗透入PC配件市场的各个角落。

在全新的动力电池运用领域，FPC主要用于pack环节的传统线束替换，协助电池包的信息采集。奕东电子FPC业务负责人谢红海介绍：“FPC之所以能够导入动力电池，主要是因为相较传统线束而言，FPC在安全性、电池包轻量化、工艺灵活性、自动化生产4方面优势显著，满足了国内动力电池高能量密度和低成本的需求导向。”

具体来看：

►安全性能：在代替弱电导线的同时，FPC用金属片与汇流排进行连接，添加了熔断保护电流设计，保证了信息的高速传输路线，确保即使电池包出现短路问题，FPC的内部设计也会直接将线路铜丝熔断，避免引起电池包其他部分的燃烧或爆炸；

►轻量化：相较传统采集信号所用的线束和PCB （印刷线路板）产品，FPC在电池保内所占的空间更小，整体重量更轻，为电池包能量密度的增加做出一定贡献。

►工艺灵活性：相较拥有众多接插点和复杂手工接插环节的传统线束，FPC突破了工艺选择上的局限，产品可配合电池包本身所具有的特性，进行超声波、焊接等多种工艺选择。

►自动化生产：FPC形状规整，且设计集成度更高，可以省去大量多余的排线连接工作，十分适合机械规模化大批量生产，在大大缩短组装工时、节省人工的同时，为动力电池组装环节的自动化生产，提供极大可能。

用户端的反馈证实了上述说法，比亚迪的pack工程师表示，常规线束由铜线外部包围塑料而成，几股线包成绝缘体形成一根线束，连接电池包时每一根线束要到达一个电极。当动力电池包电流信号很多时，需要很多根线束配合，势必会挤占电池包空间。而FPC则可实现布局规整、结构紧凑效果。

在pack装配环节，传统线束依赖工人手工将端口固定在电池包上，担不同时段人的精力不一样，批量生产难免会产生波动。而FPC厚度仅0.5毫米左右，宽度可依据电池包结构定制，装配时可通过机械手臂抓取直接放置电池包上，无须人工整理固定，具备较强的装配优势。

应用瓶颈

尽管性能优越，但在导入之初，FPC并没有被大规模地运用到动力电池当中。

“FPC产品导入不如预期，主要源于客户的两种顾虑：一是成本。单就FPC材料而言，在小批量使用的情况下，其使用成本明显高于传统线束。二是可靠性。作为一种全新的运用，最初电池和Pack厂商对FPC的性能表现有所怀疑。但这差不多是任何一款新产品在导入使用中都会遭遇的问题。”比亚迪电子部品件公司项目经理蓝燕飞解释。

事实上，除了客户端的顾虑，相较消费电子领域，FPC在动力电池端运用的较高门槛，也一定程度上滞缓了FPC被大面积导入的脚步。欣旺达的技术工程师强调：“作为车用零部件，动力电池对FPC的耐久性、稳定性和可靠性提出了十分严格的要求。”

一方面，动力电池对FPC提出了耐温、耐压要求，因此FPC产品用材必须优质耐用，对不少FPC厂家来说，这意味着对供应商结构的调整，需要引进国际顶尖供应商，对应材料价格也更为昂贵；

另一方面，由于要对电池电压、温度、电流等情况进行及时精准的把控，动力电池用FPC需要根据具体装配的动力电池性能和形状进行定制化生产，并辅以复杂的工序调整，以及严格的工艺测试，一道工序出现瑕疵，整块软板都将作废。

“导入之前，电池/pack厂商前期还会对FPC进行长时间的测试，这需要双方进行深度的配合，也对供应商的研发配套、制造工艺等都提出了更高的要求，这也是目前仅少数企业实现批量应用的难点所在。”上述欣旺达工程师补充。

替代蓝海

尽管在成本和可靠性上仍面临一定阻碍，但在动力电池头部企业以及FPC厂商的共同推动下，国内FPC在动力电池领域的导入环境已得到极大改善。

“为平衡成本因素，FPC结合部分动力电池厂的实际情况开发出了‘FPC+传统线束’的搭配方式，折中后的运用效果同样显著，对动力电池空间利用率、轻量化以及自动化等性能提升起到了积极作用。”

一位不愿具名的pack企业工程师表示。“近两年，通过对自身工艺的多方改善，FPC厂商已将动力电池用FPC的价格降下不少，未来两年FPC有望大批量导入行业。”

这样的推论并非武断，知情人士透露，当前国轩高科、欣旺达、力神、比克、天戈、桑顿、国能、万向、孚能等动力电池/pack企业均已小批量或正在尝试导入FPC产品，预计随着使用客户的进一步铺开，以及参与该领域市场竞争企业的增加，未来国内动力电池用FPC的价格还将进一步下降。

除了价格更具优势外，在性能层面，动力电池用FPC也还存在着较大的提升空间。一位FPC厂商透露：“在数码领域已经运用成熟的FPC双面板、多层板等更高性能产品，目前囿于成本因素，都还没有被调整后大范围导入动力电池行业。一旦成本问题得到较为妥善的处理，FPC会在动力电池领域赢得更大的市场。”

“当然，这并不意味着未来FPC会完全取代传统线束和PCB（印刷线路板），毕竟在成本和耐久性上，后者确实具备着难以逾越的优势。”上述人士补充。

事实上，嗅到新兴市场气息的电子企业已纷纷加快了布局动力电池市场的步伐。高工锂电了解到，当前国内景旺电子、合力泰、安捷利、弘信电子、奕东电子等实力强劲的电子供应商已针对该市场制定了相应的扩产以及产品推广计划，一场关于动力电池用FPC市场的竞争似已初现端倪。