FPC软板在新能源汽车中的应用现状

FPC（Flexible Printed Circuit board），又称软性线路板、柔性印刷电路板、挠性线路板，是以柔性覆铜板为基材制成的一种电路板，作为信号传输的媒介应用于电子产品的连接，具备配线组装密度高、弯折性好、轻量化、工艺灵活等特点。

在新能源汽车领域，FPC软板已经有了多方面的应用。采集线是新能源汽车BMS（电池管理系统）所需配备的重要部件，FPC软板在其中发挥着关键作用。它能够实现监控新能源动力电池电芯的电压和温度；连接数据采集和传输并自带过流保护功能；保护汽车动力电池电芯，异常短路自动断开等功能。

从市场规模来看，2023年中国FPC产值已达到70.1亿美元，占全球总产值比例接近50%，随着新能源汽车等新兴产品的流行，FPC应用领域进一步拓展，这也反映出FPC软板在新能源汽车中的应用规模处于不断增长的态势。一些知名的新能源汽车企业已经开始采用FPC软板方案，例如特斯拉和比亚迪等，BMS软板方案的市场渗透率预计将从2023年的35%上升至2025年的70%，对应的BMS专用FPC市场空间预计将从34.60亿元增长至106.9亿元。

从应用场景涵盖范围来看，FPC在新能源汽车中的应用不局限于BMS系统。随着汽车电动化、智能化发展，FPC在弯折性、减重、自动化程度高等优势进一步体现，其应用涵盖车灯、显示模组、BMS/VCU（整车控制器）/MCU（核心功率电子单元）三大动力控制系统、传感器、高级辅助系统等相关场景，战新PCB产业研究所预计单车FPC用量将超过100片。

新能源汽车行业发展趋势对FPC软板的影响

新能源汽车市场增长带来的规模扩张机遇

随着全球对环境保护和可持续发展的关注增加，新能源汽车市场呈现出快速增长的趋势。根据相关规划，到2025年我国新能源汽车新车渗透率将达到20%，到2035年，纯电动汽车成为新销售车辆的主流。这种市场的快速扩张将直接带动对FPC软板需求的增长。例如，长期随着新能源车渗透率的持续提升，新能源汽车动力电池FPC、CCS空间更为广阔，预计2030年全球、国内新能源汽车FPC市场空间有望达到140 - 240亿、72 - 120亿元。

电动化与智能化趋势对FPC软板的需求拉动

电动化方面

新能源汽车的电动化进程使得汽车内部的电子设备和电气系统更加复杂和多样化。相比传统燃油车，新能源汽车功率器件用量数倍于传统燃油车，这就需要更多的电路连接和信号传输部件。FPC软板由于其配线组装密度高、弯折性好、轻量化等特点，能够更好地适应新能源汽车电动化发展过程中的空间布局需求，例如在动力电池系统中，FPC软板可以更有效地连接各个电芯和模块，减少传统线束的使用，提高电池系统的集成度和可靠性。

智能化方面

在汽车智能化的趋势下，如自动驾驶、智能座舱等功能的不断发展，汽车内部需要更多的传感器、摄像头、雷达等设备，这些设备之间的信号传输和连接需要高性能的电路板。FPC软板的灵活性和可定制性使其能够满足这些复杂的连接需求，例如在智能座舱内，FPC软板可以用于连接显示屏、控制系统、传感器等部件，实现信号的高效传输和设备的稳定运行。

成本降低与性能提升的双重要求

随着新能源汽车市场竞争的加剧，车企一方面要求降低成本，另一方面要求提高汽车的性能和安全性。FPC软板在生产过程中的自动化程度不断提高，规模化生产带来成本的快速降低，使其在与传统线束的竞争中更具优势。同时，FPC软板自身性能的提升，如采用新材料（如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚酰亚胺薄膜(PI)等）提升性能，微型加工工艺和激光刻蚀技术提高制造精度和可靠性，也满足了新能源汽车对高性能电路板的需求。

FPC软板自身技术发展对在新能源汽车应用的作用

FPC软板的基本特性与优势

FPC软板具有配线组装密度高的特点，这使得在新能源汽车有限的空间内可以实现更多的电路连接。例如在BMS系统中，需要对众多电芯进行电压和温度监控，高密度的配线能够满足复杂的电路布局需求。其弯折性好的特点，适应了新能源汽车内部复杂的空间结构，可以在各种形状的部件之间进行连接，如在车灯内部，FPC软板可以根据车灯的形状进行弯曲安装，而不会像传统电路板那样受到形状的限制。轻量化的特性有助于新能源汽车减轻重量，提高能源利用效率，对于提升汽车的续航里程有着积极的意义。工艺灵活则方便根据不同的应用场景进行定制化生产，满足新能源汽车多样化的需求，例如针对不同车型的电池模组，可以生产不同规格的FPC软板来适配。

技术创新带来的性能提升

新材料的应用

传统的聚酰亚胺材料正逐渐被聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚酰亚胺薄膜(PI)等新材料所取代。这些新材料可以提升FPC的性能，例如PET材料具有良好的柔韧性、透明度和化学稳定性，能够使FPC软板在不同的环境条件下保持稳定的性能。PI薄膜则具有耐高温、耐化学腐蚀等优点，适用于新能源汽车中一些高温或化学环境复杂的部位，如发动机舱附近的电子设备连接。

制造工艺的进步

微型加工工艺和激光刻蚀技术的应用使线路更加精密。在新能源汽车中，这意味着可以在更小的空间内实现更多的电路功能，例如在高级辅助系统中的传感器连接，精密的线路可以提高信号传输的准确性和稳定性。3D打印技术使得柔性电路板的设计更加灵活多变，满足了复杂电子设备的设计需求，对于新能源汽车内部一些特殊形状或结构的电子设备连接，3D打印的FPC软板可以更好地贴合安装，提高整体的连接效果。

可靠性和安全性的增强

FPC软板自带过流保护功能，在新能源汽车的动力电池系统中，能够有效保护电芯，当出现异常短路时自动断开，防止电池系统发生严重故障。这种可靠性和安全性的特性，使得FPC软板在新能源汽车的关键系统（如BMS系统、动力控制系统等）中得到广泛应用，减少了因电路故障引发的安全隐患，提高了新能源汽车的整体安全性。

不同类型新能源汽车对FPC软板的需求差异

纯电动汽车

高电压和大电流系统需求

纯电动汽车完全依靠电池提供动力，其电池系统的电压和电流较大。在这种情况下，FPC软板需要具备更高的耐压和载流能力。例如，在电池包内部的连接中，FPC软板要能够稳定地传输大电流，并且在高电压环境下不会出现绝缘击穿等问题。同时，由于纯电动汽车的续航里程要求较高，FPC软板的轻量化特性对于减少整车重量、提高续航里程就显得更为重要。

复杂的电池管理系统

纯电动汽车的电池管理系统相对复杂，需要对大量的电芯进行精确的监控和管理。这就要求FPC软板在BMS系统中的应用要具备更高的信号传输准确性和可靠性。例如，在采集电芯电压和温度信号时，FPC软板需要能够准确无误地将这些信号传输到控制系统，以便及时调整电池的充放电状态，保证电池的安全性和使用寿命。

混合动力汽车

双动力系统的连接需求

混合动力汽车同时拥有燃油发动机和电动系统，这就需要FPC软板能够在两种不同动力系统之间实现有效的连接和信号传输。例如，在发动机和电动机之间的控制系统连接中，FPC软板要能够适应不同的工作频率和信号类型，确保两种动力系统可以协同工作。而且，由于混合动力汽车内部空间布局相对复杂，FPC软板的弯折性好和工艺灵活的特点可以更好地满足在不同部件之间的连接需求。

不同工作模式下的稳定性

混合动力汽车在不同的工作模式（如纯电动模式、燃油发动机模式、混合动力模式）下，其电气系统的负载和工作状态会发生变化。FPC软板需要在这些不同的工作模式下都能保持稳定的性能，例如在从纯电动模式切换到燃油发动机模式时，FPC软板要能够承受瞬间的电流和电压变化，保证车内电子设备和控制系统的正常运行。

燃料电池汽车

特殊的化学环境适应性

燃料电池汽车的燃料电池系统涉及到特殊的化学物质和化学反应。FPC软板需要具备对这些特殊化学环境的适应能力，例如在燃料电池堆的连接中，要能够抵抗燃料电池产生的化学物质的腐蚀，并且在这种特殊的化学环境下保持良好的导电性能和信号传输性能。

高功率密度和快速响应需求

燃料电池汽车的动力输出具有高功率密度的特点，并且需要快速响应车辆的动力需求。FPC软板在这种情况下要能够满足高功率信号的传输要求，并且在快速变化的功率需求下保持稳定的性能，确保燃料电池汽车的动力性能和驾驶体验。

FPC软板在新能源汽车应用的潜在挑战与机遇

挑战

成本压力

尽管FPC软板在新能源汽车中的应用具有诸多优势，但其成本相对传统线束仍然较高。特别是对于一些价格敏感型的新能源汽车市场，成本是影响FPC软板大规模应用的重要因素。例如，一些中低端新能源汽车在考虑成本的情况下，可能会优先选择传统线束，而不是FPC软板。要解决这个问题，需要进一步提高FPC软板的生产效率，降低原材料成本，通过规模化生产来降低单位成本。

可靠性验证

新能源汽车的安全性至关重要，FPC软板在汽车中的应用需要经过严格的可靠性验证。由于汽车的使用环境复杂，包括温度变化、震动、湿度等因素，FPC软板需要在这些恶劣条件下长时间稳定工作。目前，一些车企在采用FPC软板时，会对其进行长时间的测试和验证，这在一定程度上延缓了FPC软板的推广速度。FPC软板制造商需要加强与车企的合作，按照汽车行业的标准进行严格的可靠性测试，提高产品的质量和可靠性。

行业标准和规范

目前，FPC软板在新能源汽车中的应用还缺乏统一的行业标准和规范。不同车企可能对FPC软板的性能、尺寸、接口等方面有不同的要求，这增加了FPC软板制造商的生产难度和成本。例如，一家FPC软板制造商可能需要为不同的车企生产不同规格的产品，难以实现大规模标准化生产。建立统一的行业标准和规范，有助于提高FPC软板在新能源汽车行业的通用性和互换性，促进其大规模应用。

机遇

市场增长空间巨大

随着新能源汽车市场的快速增长，FPC软板的市场需求也将迎来巨大的增长空间。如前文所述，预计2030年全球、国内新能源汽车FPC市场空间有望达到140 - 240亿、72 - 120亿元。这种市场增长趋势为FPC软板制造商提供了广阔的发展机遇，可以通过扩大生产规模、提高市场份额来实现企业的发展。

技术创新推动应用拓展

FPC软板自身的技术创新，如新材料、新工艺的应用，将不断拓展其在新能源汽车中的应用场景。例如，随着3D打印技术的发展，FPC软板可以应用于更多形状复杂的汽车部件连接；新材料的应用可以提高FPC软板在特殊环境下的性能，从而打开新的市场应用领域。这有助于FPC软板在新能源汽车中实现从传统应用领域向新兴应用领域的拓展，提高产品的附加值。

合作与整合机会

在新能源汽车产业链中，FPC软板制造商有机会与上下游企业进行更深入的合作与整合。例如，与电池制造商合作，共同研发适用于电池管理系统的高性能FPC软板；与汽车整车制造商合作，提前参与汽车的设计和研发过程，将FPC软板更好地集成到汽车的电气系统中。通过这种合作与整合，可以提高FPC软板在新能源汽车中的应用效果，同时也有助于提升整个产业链的竞争力。

FPC柔性电路板清洗：

柔性电路板上存在多种多样的污染物，能够归成离子型与非离子型这两大类。离子型污染物在接触到环境中的湿气后，在通电时会发生电化学迁移，形成树枝状的结构体，导致出现低电阻通路，使柔性电路板的功能受损。非离子型污染物能够穿透 PCB 的绝缘层，在 PCB 板表层下产生枝晶。除了离子型和非离子型污染物之外，还有粒状污染物，像焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘以及尘埃等，这些污染物会引发焊点质量下降、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等各种不良现象。

一般来说，人们觉得清洗表面贴装组件相当困难，这是因为有时表面贴装元件和柔性电路板之间的托高高度很低，形成了极其微小的间隙，有可能截留助焊剂，致使在清洗过程中难以将助焊剂去除。其实，如果在选择清洗工艺和设备时加以留意，并且让焊接和清洁工艺得到恰当的控制，那么清洗表面贴装组件就不应存在问题，即便是使用了具有侵蚀性的助焊剂。然而必须要强调的是，在使用侵蚀性水溶性助焊剂时，良好的工艺控制是必不可少的。

鉴于柔性电路板电子制程精密焊后清洗的不同需求， 在水基清洗领域拥有颇为丰富的经验，针对具有低表面张力、低离子残留、需配合不同清洗工艺使用的情况，自主研发出了相对完整的水基系列产品，精细化地对应涵盖了从半导体封装到 PCBA 组件终端，其中包含水基清洗剂和半水基清洗剂，碱性水基清洗剂以及中性水基清洗剂等。具体体现为，在同等清洗力的条件下， 的兼容性更为优良，兼容的材料更为广泛；在同等兼容性的前提下， 的清洗剂可清洗的锡膏种类更多（经过测试的锡膏品牌有 ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO 等；经过测试的焊料合金包括 SAC305、SAC307、6337、925 等不同成分），清洗的速度更快，离子残留更低、干净程度更好。