배터리 팩 CCS 통합 버스바 기술 및 시장 개발 동향 분석

 

신에너지 차량의 파워 배터리 시스템에서 배터리 셀 간의 효율적이고 안전한 연결은 전반적인 차량 성능에 매우 중요합니다. 고전압 및 고전력 요구 사항을 충족하기 위해 일반적으로 여러 배터리 셀을 직렬 및 병렬로 결합하여 배터리 모듈을 형성합니다. 이 과정에서 부스바는 전기적 연결의 중심 역할을 합니다.

 

기존 설계에서는 각 배터리 셀의 전압 및 온도 샘플링이 일반적으로 별도의 배선 하니스 시스템에 의존합니다. 그러나 이러한 접근 방식은 공간을 많이 차지할 뿐만 아니라 배선을 복잡하게 만들고 조립 자동화 수준을 저하시킵니다. 신에너지 차량의 경량화 및 자동화 추세가 가속화되면서 CCS(Cell Contact System) 통합 버스바 기술이 등장했습니다.

 

CCS 통합 버스바는 신호 획득 구성 요소(예: FPC, PCB, FFC)를 배터리 버스 바, 버스바 커넥터 및 절연 구조 구성 요소와 통합합니다. 열 압축, 리벳팅 또는 초음파 용접을 통해 통합 구조를 통해 배터리 셀의 고전압 직렬 및 병렬 연결은 물론 전압 및 온도 샘플링도 가능합니다. 핵심 구성 요소는 다음과 같습니다.

 

* 구리 또는 알루미늄 전도성 버스바(자동차 배터리 터미널 버스바, 자동차 전원 버스바, 전원 버스바);
* 절연체(버스바 절연체);
* 커넥터 부품(버스바 커넥터, 자동차용 버스바 커넥터);
* 신호 획득 회로(FPC/PCB).

 

이 시스템은 전압 및 온도 신호를 BMS로 전송하며 배터리 관리 시스템의 중요한 구성 요소입니다.

 

 

 

 

기존 와이어링 하니스 버스바와 비교하여 CCS 통합 버스바 시스템(자동차 버스 바 시스템)은 다음과 같은 중요한 이점을 제공합니다.

 

1. 구조적 통합 및 경량화
FPC 및 PCB를 신호 수집 캐리어로 사용하면 번거로운 배선 하니스를 대체하여 공간 활용도가 향상된 더 가볍고 얇은 시스템이 탄생하고 신에너지 차량의 콤팩트한 설계 요구 사항을 충족합니다.

 

2. 높은 수준의 조립 자동화
버스바 시스템의 모듈식 구조는 신속한 조립을 가능하게 하고 자동화 장비와 통합할 수 있어 수작업을 크게 줄이고 생산 일관성을 향상시킵니다.

 

3. 내구성 및 안전성 향상
통합된 열간 압착 기술은-라인의 밀봉, 내습성 및 내부식성을 크게 향상시킵니다. 과전류 보호 구조는 종종 자동차 버스바 설계에 통합되어 셀 과부하를 방지하고 전반적인 패키지 안전성을 향상시킵니다.

 

4. 강력한 표준화 및 호환성
부스바 설계 모듈은 다양한 셀 크기와 레이아웃에 맞게 유연하게 조정할 수 있으므로 대규모 제조가 용이하고 개발 및 조립 비용이 절감됩니다.-

 

5. 안정적인 전기적 성능
부스바 절연 절연층과 결합된 고품질 구리-알루미늄 도체는 높은 전류 조건에서도 낮은 임피던스 전송을 유지하여 전체 시스템 전도성 효율성을 향상시킵니다.

 

 

CCS 통합 버스바 제조에는 일반적으로 다음과 같은 주요 단계가 포함됩니다.

 

1. 필름 절단 및 전처리

절연 필름, 실리콘 시트, 테프론 시트 및 기타 재료는 후속 열간 압착의 정확성을 보장하기 위해 지정된 치수로 절단됩니다.

 

2. 사전-조립

도전재(구리, 알루미늄 시트), 절연재, 전자부품 등을 순차적으로 적층하여 압착되는 구조를 형성합니다. 이 단계는 자동차 버스 바의 전도성 경로의 균일성과 신뢰성에 매우 중요합니다.

 

3. 핫 프레스 성형

약 160도의 전기 핫 프레스를 사용하여 재료 층이 서로 단단히 결합되어 버스바 시스템 또는 자동차 전력 버스바의 통합 구조를 형성합니다.

 

4. 용접 및 리벳팅

금속 부품은 일반적으로 레이저 또는 초음파 용접을 사용하여 용접되며 일부 구조에서는 기계적 및 전기적 고정을 위해 자동 리벳팅을 사용합니다.

 

5. 자동화된 검사 및 조립
CCD 육안 검사를 통해 긁힘, 탭 결함 및 오염을 식별합니다. 그런 다음 시스템은 온도 센서 및 플라스틱 구조 구성 요소와 통합되어 완전한 자동차 버스 바 어셈블리를 형성합니다.

 

6. 청소 및 점검
알코올로 세척한 후 최종 연속성 및 절연 테스트를 실시하여 안전 및 전기적 성능 표준을 준수하는지 확인합니다.

 

위의 과정을 통해 배터리 버스바와 신호 획득 회로가 하나의 생산 프로세스로 통합되어 신뢰성이 높은 자동차 버스바 커넥터 시스템이 만들어집니다.

 

 

"듀얼 카본(Dual Carbon)" 목표에 힘입어 신에너지 차량의 글로벌 판매가 지속적으로 증가하여 전원 배터리 및 버스 바 시스템 시장의 확장을 직접적으로 주도하고 있습니다. EVTank에 따르면 2030년까지 전 세계 신에너지 차량 판매량은 5,200만 대를 초과하고 시장 침투율은 50%를 초과할 것으로 예상됩니다.

 

평균 배터리 모듈 구성을 기준으로 각 차량에는 약 9개의 배터리 모듈이 장착될 것으로 예상되며, 각 모듈에는 1개의 CCS 통합 버스바가 장착되고 1~2개의 FPC 신호 레이어에 해당합니다. 보수적으로 추산하면 차량당 CCS 시스템(버스바 커넥터 및 배터리 버스바 포함)의 가치는 1,000위안이 넘습니다.

 

FPC와 CCS를 합한 시장 규모는 2022년 약 173억 위안에서 2025년 394억 위안으로 성장해 연평균 성장률 약 31.7%에 달할 것으로 추산된다. 이러한 성장은 주로 다음 요소에 의해 주도됩니다.

 

* 신에너지 차량 판매 증가로 인한 시스템 설치 증가;
* 배터리 모듈 용량 및 구조 최적화로 인해 단위당 부스바 수요 증가;
* 지능형 제조 추세는 자동차 버스바 및 버스바 절연재와 같은 핵심 부품의 업그레이드를 주도하고 있습니다.

 

앞으로 전기차의 구조적 통합과 모듈화가 심화되면서 파워 버스바와 버스바 커넥터도 더욱 발전할 것으로 보입니다.

더 높은 전도성, 더 높은 절연성 및 더 높은 신뢰성을 향해 발전합니다. 지능적인자동차 배터리 터미널 버스 바(ACCS)는 신호 획득, 전류 모니터링 및 열 관리를 통합하여 업계의 주류가 될 것입니다.