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国内主流BMS企业统计与市场分析

2016-10-20 · 来源: 中汽技术信息mp 关注度:33176 次
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新能源汽车
摘要:BMS主要作用包括:估测电池的荷电状态,检测电池的使用状态,管控电池的循环寿命。在充电过程中对电池的热管理,启停锂电池的冷却系统,同时也管理单体电池之间的均衡,防止单体电池过充过放产生危险。

新能源汽车与传统燃油汽车最大的区别是用动力电池作为动力驱动,而作为衔接电池组、整车系统和电机的重要纽带,电池管理系统BMS的重要性不言而喻,BMS是动力电池组的核心技术,也是整车企业最为关注的环节。

  一、技术及趋势

  BMS属于电池包一部分,电池包是新能源汽车核心能量源,为整车提供驱动电能,它主要通过金属材质的壳体包络构成电池包主体。模块化的结构设计实现了电芯的集成,通过热管理设计与仿真优化电池包热管理性能,电器部件及线束实现了控制系统对电池的安全保护及连接路径;通过BMS实现对电芯的管理,以及与整车的通讯及信息交换。

  BMS主要作用包括:估测电池的荷电状态,检测电池的使用状态,管控电池的循环寿命。在充电过程中对电池的热管理,启停锂电池的冷却系统,同时也管理单体电池之间的均衡,防止单体电池过充过放产生危险。另外监测整个电池的健康工作状态。

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图表1 国内外主流BMS供应商的技术参数

  目前电池管理系统有主动式均衡和被动式均衡两种管理模式。两种管理模式各有优缺点,所采用的方式普遍为采集单体电池电压,串联电流,以及温度以及电池组的电压,然后将这些信号传给运算模块进行处理发出指令,最后将整个处理的信息指令通过CAN通讯系统传送给汽车中央控制单元或整车VMS系统。

  国内主流车用BMS厂家都有被动均衡技术,而且其中绝大部分都有主动均衡技术储备。在厂家给的配置单上,主动均衡是一个“选配”功能。被动均衡的BMS装机量较大,占据新能源汽车市场较高的份额,远远高于主动均衡BMS的市场份额。国内的新能源汽车主要是中低端产品,考虑到成本及配置需求方面,被动均衡相对较易接受。随着新能源汽车产品的向高端发展,对BMS的要求也越来越高,主动均衡技术将成为未来的发展趋势。

  在软件方面其最核心的技术在于SOC的估测算法,电动汽车动力电池的电荷状态估测是BMS控制算法的核心所在,直接影响到电动汽车的使用寿命和运行稳定性状态。SOCBMS中最重要的参数,目前大部分BMS厂家的SOC估算精度是在5%以内的,部分是在8%以内。

  对于BMS的技术,目前各大芯片厂家都推出了自己的解决方案,以及针对性的底层芯片,供厂家进行二次开发。常用的主流方案以及芯片有这么几个大的厂商,TI(德州仪器)ST(意法半导体)ADI(亚德诺)ATMEL(艾特梅尔)Infinen(英飞凌)Intersil(英特矽尔)Linear(凌力尔特)Maxim(美信)等厂家。国内的BMS企业都是在此基础上进行二次开发,包括硬件设计,软件的搭建等。在很多年前这些厂家都已经进行过方案的验证和仿真。

  二、市场特征及空间

  1、企业“多而不强”

  国内技术领先的国家BMS企业相对较小,只有数家,行业集中度高,技术优势明显。而我国目前涉及到BMS企业有近百家,市场竞争激烈。从企业分布来看,BMS企业主要分布在广东及长三角地区,占比约60%。技术上企业两极分化严重,且大多数企业处于同质化竞争阶段,徘徊在中低端市场。

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图表2 国内BMS企业区域分布

  2、参与主体多样化

  BMS作为新能源汽车核心部件,产业链各环节的主体均有参与布局,总体来看,中国BMS市场参与者主要有三类:

  1)动力电池企业:目前国内第一梯队动力电池企业均涉足,且大多是“BMS+PACK”模式,掌握了动力电池电芯到电池包的整套核心技术,具有较强的竞争实力。代表企业有BYDCATL、中航锂电、国轩等。

  2)整车企业:整车企业对电芯的参与较少,一般通过兼并购、战略合作等方面进入,而BMS则为大的企业重点考虑的领域。国内如长安、北汽、吉利等车企均有专门的研发团队进行BMS的研发,除了核心技术的掌握外,在成本和效率方面较其他企业有较强的竞争力。

  3)专业第三方BMS企业:目前国内第三方BMS企业仍占据主要位置。一部分由动力电池BMS企业,另一部分是传统数码电池及BMS企业转型而来。相对来讲,作为专业的第三方BMS企业,技术积累有天然的优势。目前这类企业参与者众多,但技术相差较大,国内处于竞争前列的企业主要有科列技术、亿能电子、冠拓、力高新能源、华霆动力、上海妙益等。

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图表3 各类型BMS企业数量占比

  新能源汽车市场起步阶段,电芯企业及整车企业开始在BMS领域进行技术储备,2014年以前参与者大多为专业的第三方BMS企业。随着新能源汽车市场的爆发式增长,电芯及整车为了掌握这一核心技术,逐渐进入该领域。我们判断,短期内第三方BMS企业将仍为市场主流。从长远来看,整车厂和电池企业将逐渐渗透,行业将会有一轮整合潮,市场集中度将会提升。未来第三方的BMS企业将会面临较大的竞争压力。

  3、市场空间仍等挖掘

  BMS价格与电芯的类型、电量、电压等有关,通常来讲,不计算PACK,每辆车BMS价格在3000-20000元,客车电池容量大,电压等级高,BMS较贵。乘用车和专用车电压等级较低,价格也相关便宜。通过测算,2016年新能源汽车BMS约有70亿元市场规模,到2020年,将超过150亿元。

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图表4 新能源汽车BMS市场规模预测(亿元)

  随着国内新能源汽车产销量的逐渐增长,技术及工艺的成熟,BMS价格将会呈现下降的趋势,未来市场空间在增大的同时,企业的利润也会呈现下降的趋势。同时BMSPACK是密不可分,未来兼顾BMSPACK技术的企业将会在竞争中脱颖而出,具有核心技术优势的第三方BMS企业将会逐渐占据较多的市场份额,整车厂及电池厂将会进一点侵蚀第三方BMS的市场份额。

  三、主要企业

  国内主要BMS企业汇总

  国外:电装

  大陆:禾未科技、LG伊诺特、安科瑞、康奈可、中科国嘉、海拉、聚波能源

  上海:妙益电子、博世、鼎研智能科技

  广东:比亚迪、追日电气、欣旺达、航天电源、科列技术、宝宏软件、锐深科技、博强微电子、超思维

  浙江:宁波拜特、亿能电子、均胜电子、蓝微新源、宁波远道电子、清友技术、高特电子、天邦达、杰能动力、力通威、锂软科技、派司德、协能科技、赛美达、正电科技、安泰佳、万向、德龙伟创、高泰昊能、冠明能源

  江苏:华霆动力、山河动力、杰拓腾动力、东莞钜威、墨工动力、中聚雷天、艾比柯、国新动力、中元动力

  安徽:国轩高科、中船重工鹏力、安徽力高、索尔新能源、芜湖天元、博强新能源、锐能科技

  山东:泰丰新能源、锐通技术、洁力电气、贵博新能

  福建:CATL

  北京:海博思创

  河南:中航锂电、科易动力

  湖南:金杯电工、华盛源通

  黑龙江:哈尔滨冠拓

  陕西:冠通数源

  附:国内部分BMS企业简介

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