CCS 集成母排常用材料解析:为什么车规项目几乎都选铝?

一、先说结论(工程师最关心的)

在当前新能源动力电池 CCS(Cell Contacting System) 方案中:

车规级 CCS 集成母排,主流选择是铝基材料,而不是铜。

并不是因为铝“更好”,而是因为在 重量、成本、加工、可靠性 的综合约束下,
铝是“最不容易出问题的选择”

下面我从工程角度,把 CCS 材料这件事一次讲清楚。

二、CCS 集成母排对材料的真实要求

很多人一上来就讨论“导电率”,
但在 CCS 里,导电性能反而不是第一优先级

一个合格的 CCS 母排材料,至少要同时满足下面 5 点:

  1. 满足单体与系统电流需求
  2. 可大批量稳定加工(冲压 / 折弯 / 焊接)
  3. 在盐雾、湿热环境下可靠
  4. 与电芯极柱、连接件匹配
  5. 成本与一致性可控

只满足其中一两点的材料,在车规项目里基本都会被淘汰。

三、铝 vs 铜:为什么 CCS 很少选铜?

1️⃣ 电性能:铜确实更好,但不是“必须好”

材料电导率
约为铜的 60%

但在 CCS 设计中:

  • 母排长度很短
  • 截面积可通过结构补偿
  • 系统瓶颈往往在 焊点 / 连接界面

👉 母排材料并不是系统电阻的决定性因素

2️⃣ 重量:铝的优势非常明显

在动力电池系统里:

每增加 1 kg,都是要被质疑的。

铝的密度只有铜的 约 1/3
在多层 CCS、长模组、CTP / CTC 结构中,
重量差异会被成倍放大

3️⃣ 成本与供应链:这是“车规级”的现实

  • 铜价波动大
  • 铜加工成本高
  • 铜表面处理复杂

而铝:

  • 供应链成熟
  • 加工窗口宽
  • 成本预测性强

👉 量产项目里,稳定性比“极致性能”更重要

四、CCS 中常见的铝材状态与选择逻辑

在实际项目中,常见的铝材并不是“随便选”。

常用体系:

  • 1xxx 系(高纯铝)
  • 3xxx / 5xxx 系(少量合金)

1️⃣ AL1060 / AL1050:为什么被大量使用?

特点一句话总结:

导电性能好 + 加工性极佳

工程上常见用法:

  • 母排主体:偏软态(O 态)
  • 输出端 / 连接端:偏硬态(H 状态)

这样设计的目的不是“材料高级”,而是:

  • 该弯的地方好弯
  • 该稳的地方不塌
  • 焊接窗口更稳定

2️⃣ 为什么很少用高强铝合金?

看起来“强度更高”,但问题很多:

  • 导电率下降明显
  • 焊接工艺窗口变窄
  • 盐雾环境下更容易出现局部腐蚀

👉 CCS 母排不是结构件,不需要追求强度上限

五、材料选择绕不开的三个“工程坑”

❌ 坑 1:只看材料牌号,不看状态

同样是 AL1060:

  • O 态
  • H14 / H24
  • H18

👉 力学性能、回弹、焊接表现完全不同

❌ 坑 2:忽略材料与工艺的匹配

材料选得再好,如果:

  • 冲压毛刺控制不好
  • 表面清洗不彻底
  • 焊接窗口未验证

最终问题还是会体现在 接触电阻、腐蚀、虚焊 上。

❌ 坑 3:材料“统一”,但功能不同

母排不同区域承担的角色不同:

  • 主电流区
  • 输出极
  • 采样连接区

👉 “一整条用同一种状态”在很多项目里并不是最优解

六、一个工程视角的总结

如果你问我:

“车规级 CCS 项目,材料怎么选最稳?”

我的结论是:

  • 优先铝,不纠结铜
  • 材料 + 状态 + 工艺一起看
  • 宁愿保守,也不要激进

因为在 CCS 里:

材料问题,往往不是“算出来的”,
而是“在盐雾箱里暴露出来的”。

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