作為動(dòng)力電池系統能量密度提升的關(guān)鍵環(huán)節，pack領(lǐng)域的新材料導入和應用是不少企業(yè)進(jìn)行攻關(guān)的方向。以FPC替代傳統線(xiàn)束的運用創(chuàng )新，就是其中一條重要路徑。
高工鋰電調研發(fā)現，國內動(dòng)力電池第一梯隊的寧德時(shí)代和比亞迪已經(jīng)在pack環(huán)節批量化應用FPC。
“相對于傳統線(xiàn)束，FPC擁有高度集成、自動(dòng)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?！痹鴧⑴c比亞迪動(dòng)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，FPC方案可以幫助Pack實(shí)現布局規整、結構緊湊效果。
正是準確的解決了動(dòng)力電池企業(yè)在PACK環(huán)節對于空間節省、自動(dòng)化水平提升的核心“痛點(diǎn)”，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(jìn)行更進(jìn)一步的市場(chǎng)開(kāi)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(wàn)向、孚能、桑頓新能源、國能電池等大批企業(yè)也開(kāi)始積極嘗試小批量導入應用。
主流動(dòng)力電池企業(yè)的一致共識是，未來(lái)幾年，FPC替代傳統線(xiàn)束的進(jìn)程將會(huì )明顯提速，能在整體解決方案、價(jià)格、可靠性等方面具備綜合優(yōu)勢的FPC供應商將迎來(lái)一輪新的市場(chǎng)機會(huì )。
老樹(shù)新芽
事實(shí)上，作為電路板的一種，FPC并非新鮮事物，由于配線(xiàn)密度高、質(zhì)地輕薄可折疊，過(guò)去數十年里，FPC已全面滲透入PC配件市場(chǎng)的各個(gè)角落。
在全新的動(dòng)力電池運用領(lǐng)域，FPC主要用于pack環(huán)節的傳統線(xiàn)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之所以能夠導入動(dòng)力電池，主要是因為相較傳統線(xiàn)束而言，FPC在安全性、電池包輕量化、工藝靈活性、自動(dòng)化生產(chǎn)4方面優(yōu)勢顯著(zhù)，滿(mǎn)足了國內動(dòng)力電池高能量密度和低成本的需求導向?！?/span>
具體來(lái)看：
安全性能：在代替弱電導線(xiàn)的同時(shí)，FPC用金屬片與匯流排進(jìn)行連接，添加了熔斷保護電流設計，保證了信息的高速傳輸路線(xiàn)，確保即使電池包出現短路問(wèn)題，FPC的內部設計也會(huì )直接將線(xiàn)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：相較傳統采集信號所用的線(xiàn)束和PCB(印刷線(xiàn)路板)產(chǎn)品，FPC在電池保內所占的空間更小，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(diǎn)和復雜手工接插環(huán)節的傳統線(xiàn)束，FPC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(jìn)行超聲波、焊接等多種工藝選擇。
自動(dòng)化生產(chǎn)：FPC形狀規整，且設計集成度更高，可以省去大量多余的排線(xiàn)連接工作，十分適合機械規?；笈可a(chǎn)，在大大縮短組裝工時(shí)、節省人工的同時(shí)，為動(dòng)力電池組裝環(huán)節的自動(dòng)化生產(chǎn)，提供極大可能。
用戶(hù)端的反饋證實(shí)了上述說(shuō)法，比亞迪的pack工程師表示，常規線(xiàn)束由銅線(xiàn)外部包圍塑料而成，幾股線(xiàn)包成絕緣體形成一根線(xiàn)束，連接電池包時(shí)每一根線(xiàn)束要到達一個(gè)電極。當動(dòng)力電池包電流信號很多時(shí)，需要很多根線(xiàn)束配合，勢必會(huì )擠占電池包空間。而FPC則可實(shí)現布局規整、結構緊湊效果。
在pack裝配環(huán)節，傳統線(xiàn)束依賴(lài)工人手工將端口固定在電池包上，擔不同時(shí)段人的精力不一樣，批量生產(chǎn)難免會(huì )產(chǎn)生波動(dòng)。而FPC厚度僅0.5毫米左右，寬度可依據電池包結構定制，裝配時(shí)可通過(guò)機械手臂抓取直接放置電池包上，無(wú)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，FPC并沒(méi)有被大規模地運用到動(dòng)力電池當中。
“FPC產(chǎn)品導入不如預期，主要源于客戶(hù)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線(xiàn)束。二是可靠性。作為一種全新的運用，最初電池和Pack廠(chǎng)商對FPC的性能表現有所懷疑。但這差不多是任何一款新產(chǎn)品在導入使用中都會(huì )遭遇的問(wèn)題?！北葋喌想娮硬科芳卷椖拷?jīng)理藍燕飛解釋。
事實(shí)上，除了客戶(hù)端的顧慮，相較消費電子領(lǐng)域，FPC在動(dòng)力電池端運用的較高門(mén)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：“作為車(chē)用零部件，動(dòng)力電池對FPC的耐久性、穩定性和可靠性提出了十分嚴格的要求?！?/span>
一方面，動(dòng)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(chǎng)家來(lái)說(shuō)，這意味著(zhù)對供應商結構的調整，需要引進(jìn)國際頂尖供應商，對應材料價(jià)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(jìn)行及時(shí)精準的把控，動(dòng)力電池用FPC需要根據具體裝配的動(dòng)力電池性能和形狀進(jìn)行定制化生產(chǎn)，并輔以復雜的工序調整，以及嚴格的工藝測試，一道工序出現瑕疵，整塊軟板都將作廢。
“導入之前，電池/pack廠(chǎng)商前期還會(huì )對FPC進(jìn)行長(cháng)時(shí)間的測試，這需要雙方進(jìn)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，這也是目前僅少數企業(yè)實(shí)現批量應用的難點(diǎn)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(dòng)力電池頭部企業(yè)以及FPC廠(chǎng)商的共同推動(dòng)下，國內FPC在動(dòng)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，FPC結合部分動(dòng)力電池廠(chǎng)的實(shí)際情況開(kāi)發(fā)出了‘FPC+傳統線(xiàn)束’的搭配方式，折中后的運用效果同樣顯著(zhù)，對動(dòng)力電池空間利用率、輕量化以及自動(dòng)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(guò)對自身工藝的多方改善，FPC廠(chǎng)商已將動(dòng)力電池用FPC的價(jià)格降下不少，未來(lái)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(wàn)向、孚能等動(dòng)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(zhù)使用客戶(hù)的進(jìn)一步鋪開(kāi)，以及參與該領(lǐng)域市場(chǎng)競爭企業(yè)的增加，未來(lái)國內動(dòng)力電池用FPC的價(jià)格還將進(jìn)一步下降。
除了價(jià)格更具優(yōu)勢外，在性能層面，動(dòng)力電池用FPC也還存在著(zhù)較大的提升空間。一位FPC廠(chǎng)商透露：“在數碼領(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(méi)有被調整后大范圍導入動(dòng)力電池行業(yè)。一旦成本問(wèn)題得到較為妥善的處理，FPC會(huì )在動(dòng)力電池領(lǐng)域贏(yíng)得更大的市場(chǎng)?！?/span>
“當然，這并不意味著(zhù)未來(lái)FPC會(huì )完全取代傳統線(xiàn)束和PCB(印刷線(xiàn)路板)，畢竟在成本和耐久性上，后者確實(shí)具備著(zhù)難以逾越的優(yōu)勢?！鄙鲜鋈耸垦a充。
事實(shí)上，嗅到新興市場(chǎng)氣息的電子企業(yè)已紛紛加快了布局動(dòng)力電池市場(chǎng)的步伐。高工鋰電了解到，當前國內景旺電子、合力泰、安捷利、弘信電子、奕東電子等實(shí)力強勁的電子供應商已針對該市場(chǎng)制定了相應的擴產(chǎn)以及產(chǎn)品推廣計劃，一場(chǎng)關(guān)于動(dòng)力電池用FPC市場(chǎng)的競爭似已初現端倪。
高工鋰電調研發(fā)現，國內動(dòng)力電池第一梯隊的寧德時(shí)代和比亞迪已經(jīng)在pack環(huán)節批量化應用FPC。
“相對于傳統線(xiàn)束，FPC擁有高度集成、自動(dòng)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?！痹鴧⑴c比亞迪動(dòng)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，FPC方案可以幫助Pack實(shí)現布局規整、結構緊湊效果。
正是準確的解決了動(dòng)力電池企業(yè)在PACK環(huán)節對于空間節省、自動(dòng)化水平提升的核心“痛點(diǎn)”，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(jìn)行更進(jìn)一步的市場(chǎng)開(kāi)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(wàn)向、孚能、桑頓新能源、國能電池等大批企業(yè)也開(kāi)始積極嘗試小批量導入應用。
主流動(dòng)力電池企業(yè)的一致共識是，未來(lái)幾年，FPC替代傳統線(xiàn)束的進(jìn)程將會(huì )明顯提速，能在整體解決方案、價(jià)格、可靠性等方面具備綜合優(yōu)勢的FPC供應商將迎來(lái)一輪新的市場(chǎng)機會(huì )。
老樹(shù)新芽
事實(shí)上，作為電路板的一種，FPC并非新鮮事物，由于配線(xiàn)密度高、質(zhì)地輕薄可折疊，過(guò)去數十年里，FPC已全面滲透入PC配件市場(chǎng)的各個(gè)角落。
在全新的動(dòng)力電池運用領(lǐng)域，FPC主要用于pack環(huán)節的傳統線(xiàn)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之所以能夠導入動(dòng)力電池，主要是因為相較傳統線(xiàn)束而言，FPC在安全性、電池包輕量化、工藝靈活性、自動(dòng)化生產(chǎn)4方面優(yōu)勢顯著(zhù)，滿(mǎn)足了國內動(dòng)力電池高能量密度和低成本的需求導向?！?/span>
具體來(lái)看：
安全性能：在代替弱電導線(xiàn)的同時(shí)，FPC用金屬片與匯流排進(jìn)行連接，添加了熔斷保護電流設計，保證了信息的高速傳輸路線(xiàn)，確保即使電池包出現短路問(wèn)題，FPC的內部設計也會(huì )直接將線(xiàn)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：相較傳統采集信號所用的線(xiàn)束和PCB(印刷線(xiàn)路板)產(chǎn)品，FPC在電池保內所占的空間更小，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(diǎn)和復雜手工接插環(huán)節的傳統線(xiàn)束，FPC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(jìn)行超聲波、焊接等多種工藝選擇。
自動(dòng)化生產(chǎn)：FPC形狀規整，且設計集成度更高，可以省去大量多余的排線(xiàn)連接工作，十分適合機械規?；笈可a(chǎn)，在大大縮短組裝工時(shí)、節省人工的同時(shí)，為動(dòng)力電池組裝環(huán)節的自動(dòng)化生產(chǎn)，提供極大可能。
用戶(hù)端的反饋證實(shí)了上述說(shuō)法，比亞迪的pack工程師表示，常規線(xiàn)束由銅線(xiàn)外部包圍塑料而成，幾股線(xiàn)包成絕緣體形成一根線(xiàn)束，連接電池包時(shí)每一根線(xiàn)束要到達一個(gè)電極。當動(dòng)力電池包電流信號很多時(shí)，需要很多根線(xiàn)束配合，勢必會(huì )擠占電池包空間。而FPC則可實(shí)現布局規整、結構緊湊效果。
在pack裝配環(huán)節，傳統線(xiàn)束依賴(lài)工人手工將端口固定在電池包上，擔不同時(shí)段人的精力不一樣，批量生產(chǎn)難免會(huì )產(chǎn)生波動(dòng)。而FPC厚度僅0.5毫米左右，寬度可依據電池包結構定制，裝配時(shí)可通過(guò)機械手臂抓取直接放置電池包上，無(wú)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，FPC并沒(méi)有被大規模地運用到動(dòng)力電池當中。
“FPC產(chǎn)品導入不如預期，主要源于客戶(hù)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線(xiàn)束。二是可靠性。作為一種全新的運用，最初電池和Pack廠(chǎng)商對FPC的性能表現有所懷疑。但這差不多是任何一款新產(chǎn)品在導入使用中都會(huì )遭遇的問(wèn)題?！北葋喌想娮硬科芳卷椖拷?jīng)理藍燕飛解釋。
事實(shí)上，除了客戶(hù)端的顧慮，相較消費電子領(lǐng)域，FPC在動(dòng)力電池端運用的較高門(mén)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：“作為車(chē)用零部件，動(dòng)力電池對FPC的耐久性、穩定性和可靠性提出了十分嚴格的要求?！?/span>
一方面，動(dòng)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(chǎng)家來(lái)說(shuō)，這意味著(zhù)對供應商結構的調整，需要引進(jìn)國際頂尖供應商，對應材料價(jià)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(jìn)行及時(shí)精準的把控，動(dòng)力電池用FPC需要根據具體裝配的動(dòng)力電池性能和形狀進(jìn)行定制化生產(chǎn)，并輔以復雜的工序調整，以及嚴格的工藝測試，一道工序出現瑕疵，整塊軟板都將作廢。
“導入之前，電池/pack廠(chǎng)商前期還會(huì )對FPC進(jìn)行長(cháng)時(shí)間的測試，這需要雙方進(jìn)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，這也是目前僅少數企業(yè)實(shí)現批量應用的難點(diǎn)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(dòng)力電池頭部企業(yè)以及FPC廠(chǎng)商的共同推動(dòng)下，國內FPC在動(dòng)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，FPC結合部分動(dòng)力電池廠(chǎng)的實(shí)際情況開(kāi)發(fā)出了‘FPC+傳統線(xiàn)束’的搭配方式，折中后的運用效果同樣顯著(zhù)，對動(dòng)力電池空間利用率、輕量化以及自動(dòng)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(guò)對自身工藝的多方改善，FPC廠(chǎng)商已將動(dòng)力電池用FPC的價(jià)格降下不少，未來(lái)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(wàn)向、孚能等動(dòng)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(zhù)使用客戶(hù)的進(jìn)一步鋪開(kāi)，以及參與該領(lǐng)域市場(chǎng)競爭企業(yè)的增加，未來(lái)國內動(dòng)力電池用FPC的價(jià)格還將進(jìn)一步下降。
除了價(jià)格更具優(yōu)勢外，在性能層面，動(dòng)力電池用FPC也還存在著(zhù)較大的提升空間。一位FPC廠(chǎng)商透露：“在數碼領(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(méi)有被調整后大范圍導入動(dòng)力電池行業(yè)。一旦成本問(wèn)題得到較為妥善的處理，FPC會(huì )在動(dòng)力電池領(lǐng)域贏(yíng)得更大的市場(chǎng)?！?/span>
“當然，這并不意味著(zhù)未來(lái)FPC會(huì )完全取代傳統線(xiàn)束和PCB(印刷線(xiàn)路板)，畢竟在成本和耐久性上，后者確實(shí)具備著(zhù)難以逾越的優(yōu)勢?！鄙鲜鋈耸垦a充。
事實(shí)上，嗅到新興市場(chǎng)氣息的電子企業(yè)已紛紛加快了布局動(dòng)力電池市場(chǎng)的步伐。高工鋰電了解到，當前國內景旺電子、合力泰、安捷利、弘信電子、奕東電子等實(shí)力強勁的電子供應商已針對該市場(chǎng)制定了相應的擴產(chǎn)以及產(chǎn)品推廣計劃，一場(chǎng)關(guān)于動(dòng)力電池用FPC市場(chǎng)的競爭似已初現端倪。
