隨著消費電子及新能源汽車行業形成全球化采購和資源配置格局,鋰電池產業正逐步向中國等發展中國家轉移。中國等發展中國家在全球鋰電池行業的地位迅速提升。在動力鋰電池方面,由于中國政府大力支持、市場空間廣闊、相關上下游行業配套等因素的共同影響,中國動力鋰電池企業在全球動力鋰電池領域已擁有舉足輕重的地位,市場份額迅速增長。
新能源汽車相比于傳統燃油車的最大區別是以動力電池作為動力驅動的主要來源,而作為銜接電池系統、整車系統和電機的重要紐帶,電池管理系統的重要性不言而喻。
動力鋰離子電池由于具有高能量與功率密度、長壽命、無污染、無記憶性等優勢,因而被大多數車用動力電池包所采用。然而鋰離子電池仍然存在幾個關鍵問題,在單體層面,其對運行溫度、電流和電壓區間要求苛刻,安全性較脆弱且成本較高。在電池組層面,其狀態與參數的不一致在后期會加速惡化,嚴重影響電池包的使用性能、循環壽命及安全性。因而需要有BMS對單體電池的狀態進行監控,確保其工作在最優區間內,同時利用均衡等手段保證單體間的狀態一致性。
典型鋰離子電池安全工作區間示意圖

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電池包內的不一致會加速電池包的老化圖

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電動汽車自燃事件頻發,引發公眾對于鋰離子電池安全性的質疑和關注。電池系統的熱失控是造成電動汽車自燃的罪魁禍首,由于構成電池的正負極與電解質材料特性不穩定,使得電池單體在機械、電和熱誘因下,極易出現熱失控現象,進而迅速傳導至整包,從而引發電池系統的熱失控。
電池系統熱失控誘因圖

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在以動力鋰離子電池作為主要能量來源的純電驅動及插電混動新能源汽車中,BMS的作用在短期內無可取代,且隨著人們對新能源汽車續航能力以及電池安全性的追求持續增長,BMS日益受到重視。
2016-2018年BMS銷售成本構成圖

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2017年新能源乘用車銷量前十城市

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2018年上半年全國各省市鋰電池產量統計占比圖

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預測到2020年,中國新能源汽車年銷量將達到200萬輛,到2025年年銷量將穩定在450萬輛左右,對于市場空間測算,2017年新能源汽車BMS約有29億元市場規模,到2020年新能源汽車用BMS市場空間在25億元左右;到2025年隨著市場集中度上升,成本下降,乘用車單套BMS價格進一步下降并逐漸穩定至800元左右,BMS市場規模將穩定在50億元。
2016-2025年中國BMS市場規模預測

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2017-2020年BMS市場增速圖

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國內各類BMS企業數量占比圖

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從2018年開始,電池包退役潮將到來,預計2018年報廢量接近6萬噸,到2020年報廢量將達到20萬噸以上。
2016-2020年中國電池銷量及報廢量預測

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加大對BMS生產行業的整合,淘汰技術落后、產能過小的企業,統籌利用中國市場龐大的優勢資源,促進車企與電池生產商、第三方研發機構的聯系溝通,共享整車控制信號、動力電池技術參數等信息,加快國內電池管理系統企業的發展步伐,加強產業升級。同時,政府方面應盡早全面地建立健全相關產品強制檢測項目門類和具體參數標準,打壓不符合市場要求的生產商,加強對電池管理系統行業的規范。
隨著動力電池企業擴產速度的加快以及新能源汽車保有量的迅速增加,BMS的重要性日益突出。BMS在保障動力電池安全及壽命的核心地位越來越被認可。由于具有電池監控、SOC評估和電壓均衡三大功能,BMS在保障動力電池安全和提高電池壽命兩方面具有無法替代的核心地位,給新能源汽車下游各行業帶來了重大利好。
BMS領域的技術門檻較高,沒有長期研發積累和大量數據的積淀,難以開發出真正優質的BMS產品。行業內逐漸認識到BMS的重要性,開始慢慢出現專門從事研發電動汽車BMS的公司。
雖然與整個動力電池產業相比,中國的BMS的研發及生產還處于大規模產業化初期,技術水平與國外主流廠商還有一定的差距,但隨著業內人士以及資本市場對該領域關注度的不斷提升,未來成長空間極大。
相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國新能源汽車行業市場調查及發展趨勢研究報告》
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