動(dòng)力電池PACK環(huán)節總會(huì )遇到一個(gè)令人煩惱的問(wèn)題：采集線(xiàn)束布線(xiàn)凌亂，擠占電池包空間，裝配依賴(lài)人工，難以實(shí)現自動(dòng)化大規模生產(chǎn)。在動(dòng)力電池能量密度提升迫切及輕量化勢在必行的情況下，替代傳統線(xiàn)束的新產(chǎn)品FPC應運而生。
曾經(jīng)屬于比亞迪（002594）體系，后被合力泰（002217）收購100%股權，在FPC領(lǐng)域深耕十多年的合力泰—比亞迪部品件是國內最早探索將FPC應用于動(dòng)力電池的企業(yè)。
公司副總經(jīng)理顧志明透露：“彼時(shí)比亞迪電池結構件負責人發(fā)現采集線(xiàn)束存在一些問(wèn)題，希望我們能幫助優(yōu)化解決。早期并沒(méi)有適合的材料，經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的摸索，在絕緣保護、可靠性、工藝等方面付出了很多努力，最終共同研發(fā)出完全能夠取代傳統線(xiàn)束的FPC產(chǎn)品。”
相比于傳統線(xiàn)束，合力泰FPC線(xiàn)束方案布局規整、結構緊湊，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，在比亞迪動(dòng)力電池上批量應用已達4年之久，是一款經(jīng)過(guò)實(shí)踐充分檢驗的成熟應用產(chǎn)品。
顧志明表示，隨著(zhù)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速擴大，除比亞迪采購量持續增長(cháng)以外，其他涉足PACK環(huán)節的整車(chē)企業(yè)、PACK企業(yè)及動(dòng)力電池企業(yè)等都開(kāi)始對FPC線(xiàn)束方案感興趣，預計今年將是動(dòng)力電池用FPC用量大幅增長(cháng)的一年。
“靈思妙想”解難題
采集線(xiàn)束的作用在于實(shí)時(shí)、準確、可靠地監控電池狀態(tài)，如電壓、溫度、電流等。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。
在裝配環(huán)節，柔軟的線(xiàn)束依賴(lài)工人手工將端口固定在電池包上，并且要根據顏色、線(xiàn)標將數量極多的線(xiàn)束準確裝配，否則可能引發(fā)爆炸風(fēng)險。很顯然，傳統線(xiàn)束裝配依賴(lài)于人的理解與關(guān)注度。但不可忽視的是，每天每個(gè)時(shí)段人的精力都會(huì )不一樣，批量生產(chǎn)難免會(huì )產(chǎn)生波動(dòng)。
動(dòng)力電池大規模生產(chǎn)趨勢下，傳統線(xiàn)束存在的問(wèn)題愈發(fā)凸顯，而FPC線(xiàn)束則能較好地克服這些問(wèn)題。據實(shí)地調研了解到，FPC線(xiàn)束呈光滑平整的帶狀，厚度僅0.5毫米左右，寬度可依據電池包結構定制。
從線(xiàn)路完成邏輯來(lái)看，傳統線(xiàn)束多根集合，兩頭需剝線(xiàn)，通過(guò)壓合實(shí)現接觸時(shí)的導通，而FPC連接點(diǎn)通過(guò)激光焊接實(shí)現金屬之間的無(wú)縫隙導通；從裝配效果來(lái)看，FPC與電池包貼合，可以節省很多空間；從自動(dòng)化生產(chǎn)來(lái)看，FPC尺寸精度與電池完全匹配，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。
值得一提的是，將原先在3C產(chǎn)品大量應用的FPC導入到動(dòng)力電池應用，并非那么容易的事。對于前期反復的技術(shù)調整及磨合，并最終通過(guò)比亞迪驗證及批量應用，顧志明仍記憶猶新。
“早期研發(fā)的產(chǎn)品與現在有很大差異，被比亞迪高層否決過(guò)很多次。”顧志明笑著(zhù)說(shuō)，原先為了滿(mǎn)足動(dòng)力電池信號采集需求，FPC布滿(mǎn)了大顆粒的元器件，看上去像長(cháng)滿(mǎn)了一臉的青春痘。從工程師的角度來(lái)看，功能齊備就可以，但實(shí)際裝配時(shí)一旦有磕碰可能出現內部破損。
為了達到比亞迪的高要求，作為核心技術(shù)研發(fā)人員之一的顧志明時(shí)時(shí)刻刻都在想著(zhù)如何改進(jìn)：“在鍛煉的時(shí)候很偶然地蹦出了一個(gè)想法，電阻是0歐母，我只要把導線(xiàn)做細，在一定的銅箔厚度里，設定一定寬度，同樣能達到0歐母效果。一旦思路有了，第二天立刻著(zhù)手打樣，發(fā)現真的可行。”
正是因為那一刻突然冒出的想法，讓FPC在功能齊全的基礎上，有了如今輕薄的漂亮外形，從而開(kāi)啟了FPC正式應用于動(dòng)力電池之路。
降成本“錙銖必較”
隨著(zhù)補貼的快速退坡，動(dòng)力電池面臨著(zhù)極大的降成本壓力。FPC若要大規模替代傳統線(xiàn)束，也必然繞不開(kāi)成本問(wèn)題。合力泰為了幫助客戶(hù)省成本，達到“錙銖必較”的地步。
一方面，合力泰會(huì )與客戶(hù)協(xié)商，看能不能在結構上做些調整，讓FPC整體用料更精簡(jiǎn)；另一方面，合力泰擅長(cháng)從細節處考慮，在客戶(hù)想不到的地方幫客戶(hù)省成本。
“溫感是FPC區別于常規線(xiàn)束幫客戶(hù)省成本的方式之一。做線(xiàn)束構造時(shí)用的溫感比較大，根據線(xiàn)的長(cháng)短少量定制加工，經(jīng)過(guò)包塑、引線(xiàn)、焊接，原先一個(gè)要20塊以上，但FPC所使用的溫感只需幾毛錢(qián)。”顧志明透露，FPC的這種元器件是機器大批量生產(chǎn)的標準件。而傳統線(xiàn)束使用的溫感，價(jià)格再怎么降也要10多塊。
看似不起眼的連接電池包的鎳片也是合力泰向客戶(hù)主動(dòng)提出的省成本方式，比如動(dòng)力電池結構設計采集信號時(shí)是抽樣采集，當兩個(gè)采集點(diǎn)離很近時(shí)，公司會(huì )與客戶(hù)協(xié)商，看是否可以省下一個(gè)；一般鎳片圓角在R0.5左右，圓角大一些，產(chǎn)品就小一點(diǎn)，材料便可節省點(diǎn)，在保證穩固連接導通基礎上，圓角是否可以做到R0.1-0.2等。
顧志明還補充說(shuō)道，FPC采用雙面板，可能有一面走線(xiàn)比較稀疏，集中在某一個(gè)區域。如果從成本角度考慮，定義重新改下，能夠一個(gè)方向順過(guò)去，單面板就實(shí)現了。實(shí)在無(wú)法實(shí)現，可以做跳線(xiàn)設計。安裝一個(gè)跳線(xiàn)電阻只要幾毛錢(qián)，但減少一塊面板卻可以省下幾千塊。
雖然每一個(gè)細微之處都在考慮省成本，但合力泰也有堅持的原則：該使用的好材料還是要使用。若為了省錢(qián)選用一些很便宜的膜，粘合性不好、不阻燃帶來(lái)的后果可想而知。合力泰供應的FPC產(chǎn)品就具備傳統線(xiàn)束所不具備的阻燃特性。
與客戶(hù)“推心置腹”
FPC具有明顯優(yōu)勢的傳統線(xiàn)束替代產(chǎn)品，目前獲得了國內很多大型PACK企業(yè)及電池企業(yè)的極大關(guān)注。不過(guò)，據有些企業(yè)反映，FPC在可靠性測試時(shí)一拉就斷，質(zhì)量存在問(wèn)題。這讓業(yè)界對FPC大規模應用產(chǎn)生擔憂(yōu)。
調查了解到，自合力泰率先將FPC應用于動(dòng)力電池后，國內有很多模仿者，甚至一些完全不知名的企業(yè)也加入進(jìn)來(lái)。很多FPC廠(chǎng)商介入該領(lǐng)域時(shí)，容易“一窩蜂”地上，自然會(huì )沉不下心保質(zhì)保量地進(jìn)行生產(chǎn)。
舉個(gè)例子，FPC原先用在手機上，質(zhì)量差一點(diǎn)可能不會(huì )出現什么大問(wèn)題。但動(dòng)力電池不同，比手機應用場(chǎng)景要惡劣得多，劣質(zhì)FPC遇高溫可能會(huì )膨脹、變形，低溫及濕度也會(huì )對它產(chǎn)生影響，嚴重時(shí)不排除爆炸風(fēng)險。但目前國內絕大部分FPC廠(chǎng)商可能都沒(méi)有意識到這些問(wèn)題。
顧志明說(shuō)：“我們跟比亞迪合作，經(jīng)歷了很多東西。在我們與新客戶(hù)溝通時(shí)，會(huì )把一些好的經(jīng)驗告訴客戶(hù)。通過(guò)與客戶(hù)的深入溝通，可以讓產(chǎn)品更加完善、壽命更長(cháng)。”
必須承認的是，當前合力泰在推廣產(chǎn)品過(guò)程中遇到一個(gè)難題，不是因為產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，而是有些動(dòng)力電池客戶(hù)擔心電池結構設計“秘密”被泄露。
FPC定制需要了解電池結構設計及信號采集方式。每家動(dòng)力電池企業(yè)設計結構時(shí)為了完成某個(gè)意愿，會(huì )有一些創(chuàng )新想法。他們擔心萬(wàn)一被供應商泄露，競爭對手模仿甚至“借題發(fā)揮”做的更好，辛苦努力就會(huì )得不償失。
對于動(dòng)力電池客戶(hù)的擔心，顧志明表示：“采用FPC共同將電池包做到最好，是雙方共同的努力，最基本的‘信任’二字要牢記在心。對于存在擔憂(yōu)的客戶(hù)，我們會(huì )一如既往地定期拜訪(fǎng)，深入溝通。與此同時(shí)，我們也會(huì )做好基本功，保證產(chǎn)品可靠性，持續降低成本。”
“我們在不斷地自我反省，做更好的自我提升。我們不是客戶(hù)給一個(gè)要求才會(huì )去做，而是與客戶(hù)積極誠心溝通，主動(dòng)幫客戶(hù)發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題。長(cháng)此以往，建立起了良好口碑，我們一定會(huì )感動(dòng)客戶(hù)，成為放心、長(cháng)期可靠的合作伙伴。”
01月07日 18:14
