电动汽车的核心!国内主流BMS企业统计与市场分析

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电动汽车的核心!国内主流BMS企业统计与市场分析

2024-02-02 07:35| 来源: 网络整理| 查看: 265

  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。

图表1 国内外主流BMS供应商的技术参数

资料来源:一览众咨询整理

  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。SOC 是BMS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。

图表2 国内BMS企业区域分布

  

  数据来源:一览众咨询

  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BYD、CATL、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。

图表3 各类型BMS企业数量占比

  

  数据来源:一览众咨询

  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。(注:不包括PACK部分,测算数据来源于一览众咨询《新能源汽车行业发展报告》)

图表4 新能源汽车BMS市场规模预测(亿元)

  

  数据来源:一览众咨询

  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BMS与PACK是密不可分,未来兼顾BMS与PACK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

  图表5 国内主要BMS企业汇总

  区域

  企业名称

  区域

  企业名称

  国外

  电装

  上海

  妙益电子

  博世

  鼎研智能科技

  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

  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

  资料来源:一览众咨询

  附:国内部分BMS企业简介(来源自中国电池网)

  目前国内企业参差不齐,而真正规模化市场应用的并不多,笔者综合行业情况就BMS电池管理系统企业做梳理,希望给电芯企业和PACK企业以参考。

  1、上海妙益电子科技发展有限公司

  上海妙益电子科技发展有限公司成立于2007年,位于上海市北工业园区。目前妙益产品主要分为三个系列—BMS电池管理系统、CAN总线组合仪表系列、CAN总线电控模块系列(车身控制系统)。

  2008年妙益电子公司开始致力于电动汽车、储能基站等大型电源管理系统研发、生产和销售服务,是国内技术领先、市场占有率高的电动汽车电池管理系统(BMS)供应商,并为多家BMS厂家贴牌。妙益凭借着优异的性价比以及保姆式服务,受到了业内的一致好评。

  妙益BMS除了基本的单体电压、总电压、总电流SOC基本功能外还能够实现单体温度测量、能量可控均衡、语音报警、数据记录、远程监控、输出控制等功能。BMS电池管理系统凭借原有车身总线系统的设计经验,抗干扰能力强、性能稳定,并且与妙益车身总线系统能够无缝连接。

  BMS电池管理系统目前标配于中国动力(深圳中铜)、双登集团、深圳温斯顿电池、天能集团、春兰清洁新能源、江苏中兴派能电池,等锂电池厂商,国外的有印度Hybrutos Racing,巴西Adelco,意大利KRC scooter,瑞士Kozan Rehatechnik、SRM University等等,CAN总线组合仪表、CAN总线电控模块标配于厦门金龙联合汽车股份有限公司、厦门金龙旅行车股份有限公司、浙江金华青年汽车、中通客车、亚星客车、中大客车等。

  2、深圳市科列技术有限公司

  深圳市科列技术有限公司(简称“科列技术”)成立于2010年3月,位于深圳市南山区高新技术产业园。公司专注于纯电动客车、混合动力客车、纯电动乘用车 及纯电动特种车等不同领域锂电池所需管理系统的研发和销售。公司产品主要有电动大巴BMS解决方案、电动轿车BMS解决方案、低速电动车BMS解决方案 等。科列技术研发带有“主动均衡、无线传输”核心技术功能的BMS产品能够显著解决锂离子动力电池组不一致性等问题,其“高压管理”技术达到国内绝缘监测等级最高,高达1000V的母线漏电监测,确保人身安全。

  2011年,公司承接深圳大运会千余辆新能源大巴的锂电池管理项目。除了深圳之外,公司还服务了厦门、武汉、昆明、沈阳等多个城市电动公交车辆。科列技术 BMS产品成功应用于中通纯电动大巴、宇通纯电动大巴、海格纯电动大巴、厦门金旅混合动力大巴、苏州金龙纯电动大巴等多品牌车型。

  3、惠州市亿能电子有限公司

  惠州市亿能电子有限公司的汽车BMS产品,型号是有EV01、EV02、 EV03、EV04、EV05系列。EV02系统主要应用于电动汽车等领域,采用分布式系统拓扑结构,每个管理系统有一个主控单元(BCU),多个检测单元(BMU);EV03系列BMS主要应用于纯电动乘用车和混合动力乘用车电池系统,也可应用于纯电动商用车和混合动力商用车电池系统,采用分散式结构,由主控单元、高压检测单元和若干从控单元组成。

  2008年6月,亿能电子与北京交通大学合作研发生产的纯电动汽车电池管理系统运用于北京奥运专用大巴;2010年3月,亿能电子BMS系统应用于上海世博会申沃纯电动大巴;2010年12月,亿能电子BMS系统完成广汽AE混合动力电池包系统集成项目下线并交付客户。

  4、新能源科技有限公司

  新能源科技有限公司(简称ATL)总部位于香港,是致力于可充式锂离子电池的电芯、封装和系统整合的研发、生产和营销的高新科技企业。ATL的锂离子电池 在电动交通工具市场得到广泛应用,其可以提供从裸电芯到电芯模块,以及复杂的拥有完整电源管理系统和通讯能力的电池组。不论客户购买的是单个电芯还是完整电池箱系统或子系统,ATL都将为客户在系统集成的全过程提供设计和技术支持。

  5、东莞钜威新能源有限公司

  东莞钜威新能源有限公司位于东莞市松山湖高科技产业园区。公司专注于电池管理系统的核心技术研究,具有完整的电动汽车电池管理系统的设计研发、项目实施、运营维护经验和能力。钜威PW-EV BMS、PW E-Bus BMS电动汽车电池管理系统主要由电池管理单元BMU和主电池管理系统MBMS以及可配 置的外围传感器和执行器组成,是一种电动汽车或混合动力汽车以及电动大巴专用的电池管理系统,适用于各种类型和成组方式以及成组规模的动力电池组,实现了动力电池组内主动均衡及动力电池管理,尤其适用于动力电池配置灵活多样的电动汽车等应用场合。

  6、宁波拜特测控技术有限公司

  宁波拜特测控技术有限公司(简称“宁波拜特”)成立于2006年,位于浙江省宁波市北仑区保税西区,是由中国宝安集团控股的一家致力于新能源技术开发、产品设计、生产、销售为一体的高新技术企业。电池管理系统为宁波拜特公司主要产品。2007年3月,公司为上汽荣威750燃料电池轿车提供全套BMS服务。

  公司客户客户群涵盖各知名电池厂商、整车厂商等,知名电池厂商如比克、比亚迪、力神、浙江佳贝斯、江苏伊思达、新乡中科等,整车厂商如一汽、东风、上汽、江淮、郑州日产、深圳五洲龙、北汽福田、奇瑞、众泰等国内一流车厂。

  7、深圳市超思维电子股份有限公司

  深圳市超思维电子股份有限公司主要致力于新能源锂电池的保护研发、生产和销售业务。超思维是《广东省锂离子电池保护电路板技术标准》拟定单位之一,国家高新技术企业。全力开发的华为BBS4840锂电池通信保护板得到华为公司认可。

  8、华霆(常州)动力技术有限公司

  华霆(常州)动力技术有限公司于2013年3月落户常州科教城,由美资企业SINOELECTRIC POWERTRAIN CORPORATION、江 苏高投创新价值创业投资合伙企业、常州高投创业投资有限公司、常州龙城英才创业投资有限公司共同出资成立。2013年7月,公司位于科教城的常州工厂正式 启用。该工厂生产大巴快换式电池管理系统等新能源汽车的核心部件。产业链上,公司拥有重量级的上下游合作伙伴天津力神电池企业和江淮汽车等整车企业。

  9、苏州杰拓腾动力科技有限公司

  苏州杰拓腾动力科技有限公司(JTT Electronics Ltd.)是一家专业从事电池管理系统研发、制造、销售和服务的高新技术企业。JTT致力 于打造成全球领先的清洁能源提供商,以可持续的方式为世界带来未来清洁能源储存系统。 JTT通过多年、持续地对各种类型电池的特性分析,充分、深刻了解 不同体系、不同厂家电池的特性,量身定制电池管理系统,从硬件设计到独有的自适应模型软件算法,完全保证电池系统的安全、可靠,有效地提高电池应用效率,延长电池系统寿命,区别于其它同类产品,JTT让电池管理系统摆脱保姆式的服务,真正成为无需维护的产品。

  10、比亚迪股份有限公司

  比亚迪股份有限公司的电动汽车配套自己的电池及电池管理系统。以比亚迪秦为例,其电池管理系统除具备基本的电池能量管理、电池热管理功能外,还具有电池单体自动均衡功能。在整车运行过程中,监控整个电池包的单体性能参数,通过电池均衡功能达到及时、自动保养的目的,极大的减少了动力电池保养的时间成本,延 长电池的使用寿命,提升各阶段的性能。

  11、杭州杰能动力有限公司

  杭州杰能动力有限公司(简称“杰能动力”)隶属于众泰控股集团有限公司,专业生产以电池管理系统等为代表的新能源汽车关键核心零部件。2011年11月, 杭州杰能动力有限公司沈阳分公司在沈阳国际软件园成立,其产品方向为新能源汽车的主动均衡电池管理系统。公司主动均衡式电池管理系统ABM-BMS的均衡 电流可以达到5A以上,单体电池采样精度1mV。搭载ABM-BMS的电池成组后的电池充放电循环达到1000次以上。众泰集团目前生产的纯电动汽车都应 用了主动均衡电池管理系统,使电池自身充放电循环次数和续航里程效率提高30%以上。

  12、中航锂电(洛阳)有限公司

  中航锂电(洛阳)有限公司是中航工业集团公司及所属单位共同投资组建,成飞集成控股的专业从事锂离子动力电池、电池管理系统研发及生产的高科技新能源公司,位于河南省洛阳市国家高新技术开发区。2012年8月,中航锂电公司研发的“大电流主动均衡电池管理系统”通过省级科技成果鉴定。

  13、合肥国轩高科动力能源股份有限公司

  合肥国轩高科动力能源股份有限公司是一家拥有自主知识产权核心技术的国家火炬计划重点高新技术企业,成立于2006年5月,位于新站区瑶海工业园。国轩高 科自主研制的电池管理系统采用了Central-Distributed系统构架,整个系统由1个中央主控管理单元(CBMU)和多个(理论计算不超过 64个)电池管理单元(BMU)及高压强电单元(HVU)组成。该系统可以实时检测电池组中所有单节电池电压,电池组总电流、总电压、环境温度等多项参数,具有防止电池过充过放等多项保护功能,及信息传输有效、提高电池利用效率,延长电池使用寿命。

  14、欣旺达电子股份有限公司

  欣旺达电子股份有限公司是以锂离子电池模组的研发、设计、生产及销售为主营业务的高新技术企业。2014年9月,欣旺达发布公告称公司拟使用自有资金1亿 元与深圳市英威腾控制技术有限公司,共同投资设立深圳市欣旺达电动汽车电池有限公司,主要从事电动汽车电池模组及电源管理系统等相关业务。

  15、均胜电子

  均胜电子成立于2004年,总部位于中国宁波。公司是中国优秀的高速成长型汽车电子供应商之一,2011年12月在上海证交所上市。2011年均胜电子并购德国普瑞。均胜电子旗下普瑞公司向宝马i3纯电动汽车提供电池管理系统,成为国内第一家向宝马公司提供电池管理系统的汽车零部件企业。均胜电子提供的电池管理系统由电池管理单元和电芯监控传感单元两个部分组成,通过给高压电池进行均匀的充电来保证电池的最佳性能。目前普瑞正在研究开发第二代电池管理系统。

  16、杭州高特电子设备有限公司

  杭州高特电子设备有限公司(简称“高特电子”)成立于1998年,位于杭州高新技术开发区内。高特电子专业致力于电池检测设备和管理系统产品的研发和制造。公司应用于电动汽车的动力锂电池组管理系统采用了独特的双向能量转移均衡技术,在相同均衡电流的情况下使均衡效率提高了一倍,体积更小,效果更好,可 有效延长电池组使用寿命。对于电池SOC的计算,高特电子公司也采用了专利技术,使得SOC的计算结果更加准确。

  17、上海安科瑞电源管理系统有限公司

  上海安科瑞电源管理系统有限公司是安科瑞电气股份有限公司旗下专业从事新能源电力电子技术研发、生产与应用的企业,主营产品包括APHEV KIT插电式 混合动力汽车电力供应系统、AMS锂离子电池管理模块(BMS)、ASOC电动车电量精确估算仪、ARP正弦波逆变器等。

  AMS电池管理模块(BMS)负责检测电池的电压、充放电电流以及温度等信息,根据检测到的电压电流及温度等状态来选择充放电方式以及确定是否需要开启均衡管理,并且产生的异常状态对电池进行保护,确保电池安全使用,延长电池使用寿命。

  18、淄博洁力电气设备有限公司

  淄博洁力电气设备有限公司(简称“洁力电气”)位于淄博市高新区先进制造产业创新园。洁力电气BMS电池管理系统根据动力电池的特性,将计算机控制技术、 微电子控制技术、精密测量技术相融合,对动力电池的各种运行参数进行实时监测监控。该系统可以全时监测每节单体电池的电压、电流、温度及工作环境,将获取的采用信息及报警信息通过CAN总线发送到整车控制器或其他控制单元,以确保动力电池安全可靠更优化地工作。

  洁力电气BMS电池管理系统采用模块化设计,由中央控制单元、信息采集单元、触摸屏显示、数据记录单元及外扩展单元组成。其产品分为:镍氢动力电池管理系统、锂动力电池管理系、铅酸电池管理系统、纯电动汽车电池管理系统等。

  19、深圳市锐深科技有限公司

  深圳市锐深科技有限公司(简称“锐深科技”)位于深圳市龙华大浪,是专精于锂电池管理系统、微型车、相关系统套件的研发制造商。锐深电池管理系统为各类动力锂电池组提供完善的保护,实现对电池组电压、电流、温度等多种电池参数的在线监测,对各种故障实时报警并采取迎接处理,动态估计电池组的剩余容量,并可 选配充放电控制功能。同时提供与充电机,电机控制器的CAN总线接口,并已实现协议的共享,进行通讯,将所有信息显示在LED屏上。可通过LED屏来配置 管理系统的参数,提供多种供选的显示单元解决方案,充分考虑整车系统的需求。整个电池管理系统由集成采集模块、显示屏、霍尔传感器、线束等构成。锐深电池管理系统具有先进的通讯功能、完善的系统自检功能、高可靠性、高安全性、强电控制、苛刻标准、强适应性、均衡电流大等特点。



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