根据观研报告网发布的《 2021年中国电池管理系统行业分析报告-市场运营态势与未来动向研究 》显示。BMS产业上游PCB板、电子元器件均为通用材料,供给充足;基于芯片构成的中游相关功能模块,软件是关键核心技术难点;动力电池、消费电池和储能电池等是BMS下游主要应用领域。
供给端方面,我国BMS行业参与企业主要包括电池厂商、汽车整车厂、专业第三方BMS企业。从市场份额来看,行业供给以电池厂商为主。观研报告网发布的资料显示,2020年,电池厂商占据国内电池管理系统(BMS)行业46%的市场,专业的BMS厂商和整车厂商占比分别为33%、21%。
| 类别
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优势
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代表企业
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| 第一类
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电池厂商
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掌握整套电池系统的核心技术优势,具备较强的市场竞争力;
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以宁德时代、盟固利、国轩高科、微宏动力、中航锂电等为例
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| 第二类
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整车厂
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在成本和效率等方面优势突出,市场需求稳定可靠;
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以比亚迪、北汽新
能源、吉利等为代表
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| 第三类
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第三方专业BMIS厂商
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核心技术优势突出;
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以均胜电子、惠州亿能、深圳科列技术、深圳国新动力、杭州杰能动力等为代表
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从行业发展趋势来看,目前,BMS主要有三种管理架构。其中,集中式结构由于成本低、结构简单比较适用于小型车电池包;而分布式可复制性高,能够应用于多种不同的车型电池包,有望成为未来技术发展方向。
| 管理方式
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主要特点
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优势
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劣势
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| 集中式
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将所有采集单体电压、电压备份和温度的单元全部集中在一块BMS板上,由整车控制器直接控制继电器控制盒,适用于比较小的电池包
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相对而言比较简单,成本较低,通信也比较简单
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单体采样线束比较长,设计较为复杂,长线和短线在均衡的时候导致额外的电压压降,适用性较差
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| 分布式
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BMU(电池管理控制器)+多个CSC(单体管理单元)方式,将电池模组(模组和CSC一配一的方式)的功能独立分离,大电池包有优势
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模组装配过程简化,采样线束固定对容易,线束距离均匀,不存在压降不一的问题
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成本较高,需要额外的MCU,总线的电压信息对齐设计也相对复杂
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| 半集中式
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BMU+少量大CSC方式,集中式和分布式的组合运用,主要用于模组排布比较奇特的包上
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整个系统部件较少,功能集中度高,结构比分布式更简单
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分布式和集中式结构的折中,成本较高
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技术方面,目前,BMS主要有三种主要技术。对于BMS而言,主控模块担当“大脑”作用,主要通过热管理、均衡管理、SOC估算、充放电管理、信息交互等技术手段保证电池安全高效工作。SOC估算是BMS运行关键核心技术之一,其精度水平对电池组使用效率影响较大。当前大部分企业对于SOC精度水平基本能够控制在5%左右的水平。
| 技术类别
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主要功能
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| 热管理
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将温度控制在合理范围内,降低各电池模块间的温度差异
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| 均衡管理
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保证电池单体参数一致性,有效地将各单体电池间的差异约束在合理范围内
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| SOC估算(荷电状态估算)
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计算电荷状态,估算电池剩余电量
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| 充放电管理
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优化电池充放电过程,保护电池
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| 信息交互
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保证数据的实时交互,将数据传回控制端,将命令传至执行端
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| 类别
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具体内容
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| 主要目的
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保证SOC维持在合理的范围内是电池系统最为核心的任务,防止由于过充电或过放电对电池的损伤,从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量
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| 实现的功能
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电池剩余容量(SOC)计算
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| 电池可用功率(SOP)预测
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| 电池健康状态(SOH)预测
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| 主要采用的技术方法
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安时积分法
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| (电流)和开路电压标定法
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| SOC精度水平
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部分领先企业最高3%左右
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| 国内一线BMS厂家5%左右
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| 国内二线的BMS厂家5%-10%左右
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均衡管理是BMS另一关键核心技术,被动管理由于成本低目前被国内外企业广泛使用,而主动均衡能有效减小电池间差异,带来更高的效率,未来预计发展空间更大。
| 类别
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主动均衡
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被动均衡
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| 工作原理
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实现电能“取长补短”,充电时将多余电量转移至高容量电芯,放电时将多余电量转移至低容量电芯
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实现“截长不补短”,电量高的电池能量变成热量耗散掉
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| 均衡元器件
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电容、电感、变压器、DC/DC
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电阻
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| 均衡电流
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1-10A级别
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百毫安(100mA)级别
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| 电池使用效率
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效率高
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效率较低。不过与高一致性的电芯搭配,会具有很高的性价比
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| 复杂度
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高
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低
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| 故障率
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高
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低
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| 售价
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2-3万元
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乘用车约0.5万元左右;客车1万元左右;专用车0.8万元左右
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| BMS企业
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科列技术
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特斯拉、亿能电子
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| 企业应用代表
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上汽、宇通
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特斯拉
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行业分析报告是决策者了解行业信息、掌握行业现状、判断行业趋势的重要参考依据。随着国内外经济形势调整,未来我国各行业的发展都将进入新阶段,决策和判断也需要更加谨慎。在信息时代中谁掌握更多的行业信息,谁将在未来竞争和发展中处于更有利的位置。

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