關鍵詞：新能源， FPC, CCS, 電動汽車，光伏太陽能，碳中和

引言：新能源汽車在主流的大眾消費群體中越來越受歡迎，新能源汽車銷量持續增長。2021年新能源汽車銷量 333.41萬輛，新能源汽車在中國乘用車市場的滲透率從2017年的2.4%快速增長至2021年的16.0%。預計2022年新能源汽車銷量473.19萬輛，滲透率提高至22.6%。純電動汽車已成為中國最受歡迎的新能源汽車類型。2021年純電動汽車銷量273.4萬輛，純電動汽車在中國新能源汽車市場的滲透率已達82.0%。預計2022年純電動汽車銷量382.76萬輛，純電動汽車在中國新能源汽車市場的滲透率將達80.9%。不難看出，新能源行業是我國未來的一大趨勢。

中國另一個讓人倍感振奮的行業，那就是光伏新能源。2021年，中國為全球市場提供了超過70%的光伏組件；2021年，中國光伏行業四大環節產值突破7500億元，再創歷史新高；2021年，中國光伏發電新增裝機量54.88GW，分布式光伏發電占比歷史首次突破50%，裝機規模居世界第一；中國光伏產業在關鍵核心技術領域持續突破，依托自主可控的專利技術與規模優勢，發電成本較10年前下降約80%……黨的十八大報告中提出，“加強節能降耗，支持節能低碳產業和新能源、可再生能源發展，確保國家能源安全”。在這一精神指引下，過去10年間，光伏產業通過降本提質增效，從被“卡脖子”到全球領先，為中國可再生能源跨越式發展做出重要貢獻。

總體來說，中國未來新能源發展的戰略可分為三個發展階段：第一階段到2010 年，實現部分新能源技術的商業化。第二階段到2020 年，大批新能源技術達到商業化水平，新能源占一次能源總量的18％以上。第三階段是全面實現新能源的商業化，大規模替代化石能源，到2050 年在能源消費總量中達到30％以上。中國新能源發展任重而道遠，低碳經濟、低碳生活呼喚新能源。由于我國處在工業化和城鎮化的快速發展階段，經濟的快速發展將進一步增大資源消耗的強度，日益加劇的能源供求矛盾已經成為制約國家經濟和社會發展的重要因素。

FPC柔性線路板

一

FPC簡介

柔性電路板（Flexible Printed Circuit 簡稱FPC）是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種具有高度可靠性，絕佳的可撓性印刷電路板。具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點。又稱軟性電路板、撓性電路板，其以質量輕、厚度薄、可自由彎曲折疊等優良特性而備受青睞…，但國內有關FPC的質量檢測還主要依靠人工目測，成本高且效率低。而隨著電子產業飛速發展，電路板設計越來越趨于高精度、高密度化，傳統的人工檢測方法已無法滿足生產需求，FPC缺陷自動化檢測成為產業發展必然趨勢。

柔性電路(FPC)是上世紀70年代美國為發展航天火箭技術發展而來的技術，是以聚脂薄膜或聚酰亞胺為基材制成的一種具有高度可靠性，絕佳曲撓性的印刷電路，通過在可彎曲的輕薄塑料片上，嵌入電路設計，使在窄小和有限空間中堆嵌大量精密元件，從而形成可彎曲的撓性電路。此種電路可隨意彎曲、折迭重量輕，體積小，散熱性好，安裝方便，沖破了傳統的互連技術。在柔性電路的結構中，組成的材料是是絕緣薄膜、導體和粘接劑。

二

FPC組成

1、絕緣薄膜

絕緣薄膜形成了電路的基礎層，粘接劑將銅箔粘接至了絕緣層上。在多層設計中，它再與內層粘接在一起。它們也被用作防護性覆蓋，以使電路與灰塵和潮濕相隔絕，并且能夠降低在撓曲期間的應力，銅箔形成了導電層。

在一些柔性電路中，采用了由鋁材或者不銹鋼所形成的剛性構件，它們能夠提供尺寸的穩定性，為元器件和導線的安置提供了物理支撐，以及應力的釋放。粘接劑將剛性構件和柔性電路粘接在了一起。另外還有一種材料有時也被應用于柔性電路之中，它就是粘接層片，它是在絕緣薄膜的兩側面上涂覆有粘接劑而形成。粘接層片提供了環境防護和電子絕緣功能，并且能夠消除一層薄膜，以及具有粘接層數較少的多層的能力。

絕緣薄膜材料有許多種類，但是最為常用的是聚酰亞胺和聚酯材料。在美國所有柔性電路制造商中接近80%使用聚酰亞胺薄膜材料，另外約20%采用了聚酯薄膜材料。聚酰亞胺材料具有非易燃性，幾何尺寸穩定，具有較高的抗扯強度，并且具有承受焊接溫度的能力，聚酯，也稱為聚乙烯雙苯二甲酸鹽（Polyethyleneterephthalate簡稱：PET），其物理性能類似于聚酰亞胺，具有較低的介電常數，吸收的潮濕很小，但是不耐高溫。聚酯的熔化點為250℃，玻璃轉化溫度（Tg）為80℃，這限制了它們在要求進行大量端部焊接的應用場合的使用。在低溫應用場合，它們呈現出剛性。盡管如此，它們還是適合于使用在諸如電話和其它無需暴露在惡劣環境中使用的產品上。聚酰亞胺絕緣薄膜通常與聚酰亞胺或者丙烯酸粘接劑相結合，聚酯絕緣材料一般是與聚酯粘接劑相結合。與具有相同特性的材料相結合的優點，在干焊接好了以后，或者經多次層壓循環操作以后，能夠具有尺寸的穩定性。在粘接劑中其它的重要特性是較低的介電常數、較高的絕緣阻值、高的玻璃轉化溫度和低的吸潮率。

2、導體

銅箔適合于使用在柔性電路之中，它可以采用電淀積（Electrodeposited簡稱：ED），或者鍍制。采用電淀積的銅箔一側表面具有光澤，而另一側被加工的表面暗淡無光澤。它是具有柔順性的材料，可以被制成許多種厚度和寬度，ED銅箔的無光澤一側，常常經特別處理后改善其粘接能力。鍛制銅箔除了具有柔韌性以外，還具有硬質平滑的特點，它適合于應用在要求動態撓曲的場合之中。

3、粘接劑

粘接劑除了用于將絕緣薄膜粘接至導電材料上以外，它也可用作覆蓋層，作為防護性涂覆，以及覆蓋性涂覆。兩者之間的主要差異在于所使用的應用方式，覆蓋層粘接覆蓋絕緣薄膜是為了形成疊層構造的電路。粘接劑的覆蓋涂覆所采用的篩網印刷技術。不是所有的疊層結構均包含粘接劑，沒有粘接劑的疊層形成了更薄的電路和更大的柔順性。它與采用粘接劑為基礎的疊層構造相比較，具有更佳的導熱率。由于無粘接劑柔性電路的薄型結構特點，以及由于消除了粘接劑的熱阻，從而提高了導熱率，它可以使用在基于粘接劑疊層結構的柔性電路無法使用的工作環境之中。

三

FPC分類

有基材：有基材雙面膠是以棉紙、PET、PVC膜、無紡布、泡棉、亞克力泡棉、薄膜~ ~等等為基材，雙面均勻涂布彈性體型壓敏膠或樹脂型壓敏膠、丙烯酸類壓敏膠等，在上述基材上制成的卷狀或片狀的膠粘帶，是由基材、膠粘劑、隔離紙（膜）部分組成。

無基材：無基材雙面膠是在離型紙（膜）材料上涂有（彈性體型壓敏膠或樹脂型壓敏膠、丙烯酸類壓敏膠等）膠粘劑，制成的卷狀或片狀膠粘帶，是由膠粘劑、隔離紙（膜）部分組成。

膠粘劑：分為溶劑型膠粘帶(油性雙面膠)、乳液型膠粘帶（水性雙面膠）、熱熔型膠粘帶、壓延型膠粘帶、反應型膠粘帶。一般廣泛用于皮革、銘板、文具、電子、汽車邊飾固定、鞋業、制紙、手工藝品粘貼定位等用途。熱熔雙面膠主要用在貼紙、文具、辦公等方面。油性雙面膠主要用在皮具、珍珠棉、海棉、鞋制品等高粘方面。繡花雙面膠主要用在電腦繡花方面。

四

FPC的優缺點

柔性印刷電路板是用柔性的絕緣基材制成的印刷電路，具有PCB電路板不具備的優點：

（1）可以自由彎曲、卷繞、折疊，可依照空間布局要求任意安排，并在三維空間任意移動和伸縮，從而達到元器件裝配和導線連接的一體化；

（2）利用FPC可大大縮小電子產品的體積和重量，適用電子產品向高密度、小型化、高可靠方向發展的需要。因此，FPC在航天、軍事、移動通訊、手提電腦、計算機外設、PDA、數字相機等領域或產品上得到了廣泛的應用；

（3）FPC還具有良好的散熱性和可焊性以及易于裝連、綜合成本較低等優點，軟硬結合的設計也在一定程度上彌補了柔性基材在元件承載能力上的略微不足。

柔性電路板（FPC）的缺點：

（1）一次性初始成本高：由于柔性PCB是為特殊應用而設計、制造的，所以開始的電路設計、布線和照相底版所需的費用較高。除非有特殊需要應用軟性PCB外，通常少量應用時，最好不采用；

（2）軟性PCB的更改和修補比較困難：柔性PCB一旦制成后，要更改必須從底圖或編制的光繪程序開始，因此不易更改。其表面覆蓋一層保護膜，修補前要去除，修補后又要復原，這是比較困難的工作；

（3）尺寸受限制：軟性PCB在尚不普的情況下，通常用間歇法工藝制造，因此受到生產設備尺寸的限制，不能做得很長，很寬；

（4）操作不當易損壞：裝連人員操作不當易引起軟性電路的損壞，其錫焊和返工需要經過訓練的人員操作。

CCS電芯集成塊

一

CCS電芯集成塊の簡介

CCS(Cells Contact System)集成母排，線束板集成件產品由FPC、塑膠結構件、銅鋁排等組成。新能源汽車動力電池一般由多個電池模組組成，單個電池模組對應1個CCS，1個CCS一般配置1-2個FPC，CCS集合塑膠結構件、銅鋁排等結構件。電池模組采集集成件(CCS)，作為新能源汽車動力電池安全監控中心的核心部分，對汽車安全性能起著關鍵作用。目前主要分為兩種:模組采樣組件_FPC、模組采樣組件_線束。

二

CCS電芯集成塊の結構

CCS集成母排屬于汽車的BMS動力系統的一部分，其FPC用于替代動力電池的采集線，此前采集線采用傳統銅線線束方案，線束由銅線外部包圍塑料而成，連接電池包時每一根線束到達一個電極，當動力電池包電流信號很多時，需要很多根線束配合，對空間的擠占大。Pack裝配環節，傳統線束依賴工人手工將端口固定在電池包上，自動化程度低。

鋰離子動力電池作為一種清潔高效的新型能源，被廣泛應用于諸如汽車、船舶、叉車和儲能等各行各業；為滿足不同工況的使用需求，通常需要將若干單體電芯組成電池模組，再由若干電池模組配合各種電氣元件組成封裝在一個密封箱體內形成電池包，供客戶使用。現有鋰電池模組中的ccs連接組件，其信息采集線束連接于導電鋁巴的上表面，即信息采集線束凸出于鋁巴的上表面，導致整體電池模組的高度增加。對于部分高度要求高的pack箱體，使用這種ccs連接組件的電池模組的高度超高，無法裝入pack箱體內，使用受限。本實用新型的目的在于提供一種ccs連接組件和電池模組，其能夠有效降低電池模組的整體高度，有利于縮小pack箱體的體積尺寸，擴大電池模組的使用范圍，尤其適用于高度要求高的pack箱體。

新能源汽車動力電池一般都多個電池模組組成，單車電池模組數量根據設計差異較大，以特斯拉為例，鋰電派數據顯示，大部分特斯拉ModelS車型的電池包分為16個小模組。

三

CCS電芯集成塊の應用

CCS集成母排屬于汽車的BMS動力系統的一部分，其FPC用于替代動力電池的采集線，此前采集線采用傳統銅線線束方案，線束由銅線外部包圍塑料而成，連接電池包時每一根線束到達一個電極，當動力電池包電流信號很多時，需要很多根線束配合，對空間的擠占大。Pack裝配環節，傳統線束依賴工人手工將端口固定在電池包上，自動化程度低。

相較銅線線束，FPC由于其高度集成、超薄厚度、超柔軟度等特點，在安全性、輕量化、布局規整等方面具備突出優勢；CCS又將此前分開裝配的塑膠結構件、銅鋁排等與FPC集成到一起，大大縮減了厚度，并可定制化結構，使裝配時可通過機械手臂抓取直接放置電池包上，自動化程度高，適合規模化大批量生產。