1)中金企信国际咨询(全称:中金企信(北京)国际信息咨询有限公司)为国家统计局涉外调查许可单位&AAA企业信用认证机构,致力于“为企业战略决策提供行业市场占有率认证&证明、产品认证&证明、国产化率(认证&报告)、项目可行性&商业计划书专业解决方案”的专业咨询顾问机构。
2)截止2023年中金企信国际咨询已累计完成各类咨询项目15万余例(其中完成:定制/专项调查项目数量25000+例。项目可行性&商业计划书42000+例。行业研究报告83000+例。),各类市场占有率&市场份额认证&证明项目3200+例,专精特新&小巨人认证&单项冠军证明项目2900+例,行业地位&品牌认证&服务项目2000+例,销售排名&领先认证&证明项目1500+例),为2.3万+不同领域企业提供专业、权威的三方认证服务。
3)专精特新“小巨人”&单项冠军市场占有率、市场排名认证服务-中金企信国际咨询。
4)项目可行性报告&商业计划书专业权威编制服务机构(符合发改委印发项目可行性研究报告编制要求)-中金企信国际咨询:集13年项目编制服务经验为各类项目立项、投融资、商业合作、贷款、批地、并购&合作、投资决策、产业规划、境外投资、战略规划、风险评估等提供项目可行性报告&商业计划书编制、设计、规划、咨询等一站式解决方案。助力项目实施落地、提升项目单位申报项目的通过效率。
5)中金企信国际咨询定制服务-依托自建数据库、专业自建调研团队及官方&各领域专家顾问、国内外官方及三方数据渠道资源等为各领域客户提供专属定制类全套解决方案。
1.BMS基本情况
1)动力电池材料发展不断提高BMS的技术要求
动力电池发展过程存在三个主要阶段,分别是铅酸电池、镍氢电池和锂电池。由于电池是一个复杂的电化学系统,其性能和寿命取决于电极材料、生产工艺、活性物质组成和结构、电池运行状态及工况条件等因素,导致其失效原因众多,因此电池管理系统(BMS)应运而生。
铅酸电池和镍氢电池的发明较早,由于铅酸电池和镍氢电池微过充不会造成极端后果,因此应用于低速车中的铅酸电池不需要过多的电池管理。并且镍氢电池和铅酸电池内部材料相对稳定,对电压和温度采集精度的要求低于锂电池,例如乘用车用锂电池系统BMS的SOC累积误差通常要求不大于5%,商用车用BMS的SOC累积误差不大于8%。相对于锂电池系统,镍氢电池系统SOC估算精度累积误差要求较低,一般要求不大于20%即可。因此早期BMS结构和功能相对简单。随着技术的进步,锂电池凭借高比能量、高效率、使用寿命长的优点,成为新能源汽车的首选电源,新能源汽车行业从电池材料发展的角度对BMS的要求也逐步提高。
锂电池化学特性活跃、材料稳定性较差、电压高(是镍氢电池的3倍,铅酸电池的近2倍)、能量密度高(是镍氢电池的2倍,铅酸电池的近4倍)、对电压敏感,因此锂电池安全管理难度大、安全性要求高。锂电池储能系统是一种具有高度非线性、环境敏感、性能衰减及故障突发等特性的复杂动态系统,所以必须采集每个单体电池的电压,监测到每个电池的温度,因此锂电池BMS的技术更为复杂。锂电池处于过放电或过充电状态下,只要超过一定阈值,便会对电池造成不可扭转的损坏。并且锂电池在高温下运行时无法充满甚至发生漏液、爆炸,过低温导致电解液凝固,不能最大限度地利用能量,因此锂电池BMS的要求更高。
2)应用领域的发展不断提高BMS的技术要求
锂电池BMS因应用领域的不同,相应的重要程度、技术难度和门槛也差异巨大。应用在手机、平板、笔记本电脑、电动工具等消费电子产品中的电池,通常为单串电池组,仅1至2颗电芯。由于所管理的电池组数量较少,其对BMS技术要求也相对较低。
在新能源汽车动力电池领域,由于新能源汽车运行过程中电压要求较高,电池容量要求较大,锂电池单体的电压与容量有限,不能满足新能源汽车的功率与能量需求。因此现阶段新能源汽车主要通过多节电池串并联成为储能系统,其BMS管理的锂电池数量较多,一款75kWh的新能源汽车动力电池组大约需要7000个18650电池或4400个21700电池。在新能源汽车动力电池BMS研发的起步阶段,行业内研发人员曾经尝试将消费电子产品中的“单体电池”管理技术或电动自行车中的“小电池组”管理技术平移到新能源汽车“大功率动力电池组”中。由于“大功率动力电池组”中电池的不一致性、热力场分布的不均匀而增加了电池管理的难度,导致简单的技术平移均告失败。
对于应用于新能源汽车的“大功率动力电池组”,由于锂电池大量生产时品质不易掌握,电池芯出厂时电量即存在微小差异,且随着操作环境、老化、过充、过放等因素,电池间不一致性愈趋明显,从而导致“木桶效应”,即是性能较差的电池会被消耗的更为迅速,加速电池的老化,降低电池的使用寿命,严重时甚至会导致电池变形、爆炸。因此新能源汽车用动力电池BMS不仅运算复杂度增加,而且重要程度更加突出。此外,动力电池系统处于高速运动的汽车上,对电池的功率应和速度、功率特性、SOC估算精度、状态参数计算数量都有更高的要求。因此,新能源汽车动力电池领域的BMS重要程度、技术难度和门槛均相对较高。
3)BMS功能要求不断提升
正是由于电池材料的不断发展和电池应用领域的不断拓宽,BMS功能的开发也日趋复杂和多样化。早期的BMS一般只具有监测电池电压、温度、电流的简单功能。随着动力电池在新能源车中应用的推广,对BMS的要求越来越高,BMS的功能也越来越强。经过长时间广泛的研究和装车应用以及人们对电池的认识增强,对电池的管理也日趋有效,BMS的重要性也得到充分的认可。BMS已经从监控系统逐渐向管理系统转变,现阶段BMS具备电池状态监测、电池安全分析、电池状态分析以及电池信息管理全功能的管理能力,全方位保护电池组安全运行,有效延长电池寿命,进而保障相关设备正常运行。
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2.BMS产业链概况
BMS作为锂电池核心零部件,其成本占锂电池整体成本的5-10%左右。BMS产品上游主要包括IC类芯片、分立器件、被动器件(电阻、电容等)、连接器和PCB等。BMS产品下游需求受锂电池终端应用市场需求驱动,主要应用场景包括新能源汽车等动力电池、储能用锂电池和笔记本、智能手机等消费电子电池。
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3.全球及中国BMS市场概况
近年来全球范围内对绿色环保、可持续发展的重视推动了以“零碳转型”为标志的全球新一轮能源革命。以新能源汽车为代表的交通工具渗透率快速提升,以储能产品为代表的智能微电网也迅速崛起。新能源汽车和储能装置是智能微电网、“互联网+”智慧能源的重要组成和关键支撑,是新一轮能源变革的核心力量。
在新能源汽车用动力电池BMS领域,消费者对于新能源车认可度的不断提升带动了其销量的快速上升,根据中金企信数据统计,2023年度全球新能源汽车销量达到1,465万辆,同比增长45.43%。根据中国汽车工业协会统计,2023年度中国新能源汽车产销量双双突破900万辆,其中销量同比增长了37.94%。全球范围内新能源车销量的增长是BMS市场高速增长的主要原因。根据中金企信数据统计,2022年全球新能源车BMS市场规模为37.37亿美元,预计到2026年市场规模将为93.64亿美元,2022-2026年期间复合增长率达到25.81%。
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数据整理:中金企信国际咨询
国内方面,根据中金企信数据统计,2022年我国新能源汽车用动力电池BMS市场规模为137亿元。未来在新能源汽车持续发展的背景下,我国新能源汽车用动力电池BMS需求还将不断攀升,具有广阔的应用前景。预计到2027年我国新能源汽车用动力电池BMS市场规模将为299亿元,2022-2027年期间复合增长率达到16.89%。
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数据整理:中金企信国际咨询
4.BMS市场结构
目前,新能源汽车用动力电池BMS市场主要参与者有动力电池厂、整车厂商和第三方BMS企业,市场形成了三足鼎立的竞争格局。这三类市场参与者均有各自的优势,电池企业优势在于掌握电池测试的数据,整车厂商的优势在于体量较大,可投入研发的资源较多。
根据中金企信数据统计,2022年我国整车厂商的BMS产品市场份额占比为48%,电池厂商BMS产品市场份额占比30%,专业第三方BMS厂商BMS产品市场份额占比为22%(2020年和2021年市场份额占比为31%、27%),2023年上升至24%。
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数据整理:中金企信国际咨询
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