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2017年全球及中國汽車電池管理系統(BMS)行業市場前景研究報告

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中商產業研究院 發布時間:2018-10-24 瀏覽:
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一、電池管理系統定義及分類

電動汽車電池管理系統(BMS)是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶,主要對象是二次電池。二次電池存在存儲能量少、壽命短、串并聯使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等問題,因此電池的性能是很復雜的,不同類型的電池特性亦相差很大。

BMS作為連接二次電池與用電器之間的重要紐帶,將電池或電池組的監測及管理集于一體,從而確保電池或者電池組的安全可靠,并以最佳狀態輸出動力。BMS可以實現對電池的實時監控、自動均衡、智能充放電等重要功能,在有效保障電池安全的同時,可以實現對電池剩余電量的監測,是動力電池組中不可或缺的重要部件,對于電動車的正常運行意義重大。

按照BMS 的管理架構來分,BMS 可以分為集中式管理系統、半分布式管理系統和分布式管理系統。集中式管理系統架構比較簡單,適用于比較小的電池包,分布式比較適合大電池包,結構復雜成本較高,但安全性、精度上面都有較好的表現,而半分布式是兩者的折中,優缺點不是特別明顯。總體上來說,BMS 是朝著分布式管理系統在發展的。


BMS 三種架構的比較

資料來源:中商產業研究院

二、全球BMS市場發展概況

(一)全球電動車銷售規模

2016年全球電動汽車銷量為201.42萬輛,相比于2012年的18.26萬輛,增長11倍。其中插電式電動汽車(包括純電動汽車和插電式混合動力汽車)銷量為773600輛,比2015年高出42%。

2012-2017年全球電動汽車銷售量

數據來源:中商產業研究院

2012-2017年全球插電式電動汽車銷售量

數據來源:中商產業研究院

(二)全球鋰電池市場規模

鋰電池電解液,和鋰電池隔膜、正極材料和負極材料并稱為鋰電池的四大材料,技術壁壘上,石墨類負極材料<電解液<鈷酸鋰以外的正極材料<隔膜。受益于以手機、筆記本電腦、數碼產品等為代表的消費電子產品的旺盛需求,全球鋰離子電池產業近幾年來一直保持高速增長的態勢。2016年全球鋰電池市場規模達到245億美元。

2012-2017年全球鋰電池市場規模情況

數據來源:中商產業研究院

三、全球BMS市場現狀分析

(一)市場體系

從國外市場來看,BMS與電池一樣,是整車廠生產的一個汽車零部件,整車廠置于金字塔頂端。BMS從功能定義的設計開始,就由整車廠牽頭主導,然后找第三方設計公司進行產品設計,最后找生產企業進行生產,三方共同決定電池包的BMS匹配方案。

同樣,在生產過程中,需要經歷工程樣件、小批量試生產、大批量生產。在每一個生產過程中,都離不開整車廠與設計公司從中協調、改進、再協調、再改進的往復身影。整個研發時間少則1-2年,多則5-6年。目前戴姆勒-奔馳、寶馬、豐田等國際巨頭企業均是采用此類體系。

(二)產品特性

從產品自身來看,目前,國外盛行的BMS產品多采用主動式均衡功能設計,價格和技術含量較高,屬于未來發展趨勢;而中國基本采用被動式均衡功能和不帶均衡功能的BMS產品,價格低、功能簡單。

目前寶馬Mini E、日產聆風、特斯拉Model S及陷入困境的菲斯克Karma電動汽車均采用主動式BMS均衡,不僅能達到電池組均衡目的,監測的精度也高(誤差小于0.7%),市場價格為2-3萬元/套。

(三)市場競爭格局

BMS 市場主要的參與者為整車企業、汽車零部件企業以及電池企業:整車廠憑借對于整車控制和參數匹配的深刻理解,依靠自身強大的資金實力和技術積累來研發與自己產品需求相匹配的BMS,如特斯拉、豐田Pruis、日產Leaf、通用Volt 等采用的BMS 均是整車廠主導研發的;大型的汽車零部件企業如Bosch、Delphi、Denso、Preh、Calsonic Kansei 等利用自己在相關產品上的研發優勢以及與整車廠長期良好的合作關系在BMS 市場上也占據了重要地位;此外BMS 市場上另外一類重要的參與者是電池廠商,如LGC、三星SDI、A123 等,它們的BMS 主要是與自己的電池產品進行配套。

四、中國BMS市場發展概況

(一)中國電動汽車市場分析

2016年,新能源汽車產銷分別完成51.65萬輛和50.66萬輛,比上年同期分別增長51.69%和53.01%。其中純電動汽車產銷分別完成41.73萬輛和40.86萬輛,比上年同期分別增長63.9%和65.09%;插電式混合動力汽車產銷分別完成9.93萬輛和9.79萬輛,比上年同期分別增長15.73%和17.11%。

2012-2017年中國新能源汽車產銷量情況

數據來源:中國汽車工業協會、中商產業研究院

2017年1-8月,中國銷售的新能源汽車中,以純電動汽車為主,占比81.5%,插電式混合動力汽車占18.5%。

2017年中國新能源汽車銷量構成情況

數據來源:中國汽車工業協會、中商產業研究院

(二)電動汽車市場趨勢

1、兩極分化明顯

得益于我國環保事業的縱深挺進,并且開局就迎來了政策補貼,所以新能源車企發展事半功倍。如今,補貼退坡,準入門檻浮動,新能源汽車需求更多卻也有了更嚴格的要求,這無疑是對相關車企的質量和技術等系統“硬件”的新一輪考驗。在這樣的背景下,產品性能,造車技術,整車服務等領域都將成為各企業的爭奪點。如此,新能源車企有沒有創新力,有沒有核心技術,有沒有完整產業鏈就決定了市場份額爭奪的最終結果。很顯然,在市場加速優勝劣汰條件下,內部分化現象是必然會出現的一次大清洗。

2、電動化標簽日漸清晰

新能源汽車產業發展到如今,縱然在續航能力,電池科技,維修和管理等方面還有缺陷,但是仍具備超越傳統燃油車的先天優勢。哪怕在很長一段時間內,燃油車、混合動力汽車以及純電動汽車會并存于市場,今后的發展標簽依舊會是“電動化”。

3、智能化聯網的未來

大數據、物聯網、智能家居這樣的概念,想必如今的人們已經不再陌生。智能、信息網、自動化這些理念正在走入千家萬戶,同樣的也在滲透汽車行業發展的未來。如果說,無人駕駛汽車從設計到制造都是向未來看齊,那么新能源汽車則是憑借“起步晚”的優勢,搶先踏入了科技前沿的領域。

(三)中國鋰電池市場分析

1、鋰電池市場發展現狀分析

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。

中國的鋰電池市場,比亞迪是動力鋰電池領域的霸主,比亞迪公司的動力電池采取自給自足的商業模式,其中很多材料也通過自己生產,盡管憑借自動化程度高,能很好的控制質量,但小規模生產很難降低材料及電池的生產成本,不利于大規模的商業化發展。

2、鋰電池的產量分析

新能源汽車市場持續快速擴張的影響,近兩年中國鋰離子動力電池需求猛漲,動力電池逐步成為鋰電池產業增長的主導力量。2016年,鋰離子電池產業延續了此前快速發展的勢頭,產量為62GWh。

鋰離子電池兩大應用領域——手機和電動汽車的產量呈現不同程度的快速增長。主要下游產品產量快速增長,帶動鋰離子電池需求猛增,預計2017 年中國鋰電池產量將達到81GWh。

2012-2017年中國鋰電池產量統計

數據來源:中商產業研究院

五、中國BMS市場規模

(一)中國BMS市場需求情況

2016年新能源汽車生產51.7萬輛,銷售50.7萬輛,比上年同期分別增長51.7%和53%。其中純電動汽車產銷分別完成41.7萬輛和40.9萬輛,比上年同期分別增長63.9%和65.1%;插電式混合動力汽車產銷分別完成9.9萬輛和9.8萬輛,比上年同期分別增長15.7%和17.1%。中國新能源汽車市場產能的快速釋放,帶動中國BMS市場的高速發展。2016年,中國汽車領域BMS市場需求量為55.6萬套。

(二)中國BMS市場規模分析

2016年,中國新能源汽車電池管理系統(BMS)市場規模為26.46億元。BMS的使用強烈依賴新能源汽車的產量,受益于國家政策推動,未來市場將實現高速增長。

2012-2017年中國新能源汽車電池管理系統(BMS)市場規模

數據來源:中商產業研究院

六、中國BMS市場前景分析

(一)國家政策助力新能源汽車發展

國家政策強力助推新能源汽車產業發展,產業鏈進入高速增長期。受益于下游新能源汽車的旺盛需求,動力電池管理系統(BMS)的市場規模隨之加速擴大。《<中國制造2025>路線圖》明確指出,到2020年,中國自主新能源汽車年銷量要突破100萬輛,市場份額達到70%以上,國產關鍵零部件份額分別達到70%(商用車)和50%(乘用車);到2025年,實現與國際先進水平同步的新能源汽車年銷量300萬輛,市場份額達到80%以上,國產關鍵零部件份額則分別達到80%(商用車)和60%(乘用車)。

(二)BMS電池安全的核心地位凸顯

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。

(三)行業內并購整合激發更多機會

核心技術與綜合服務之間的競爭,給行業內并購整合激發更多機會。整車企業、電芯企業、PACK企業和BMS公司均在BMS業務領域加快了布局步伐。相比較而言,電芯企業在該業務領域的布局中略遜一籌,BMS專業公司在核心技術和運行數據積累方面具有優勢,而PACK企業則通過轉型專業系統電池服務商提供綜合服務。相比而言,整車企業與傳統BMS龍頭企業的結合有望實現BMS技術積累、運行數據共享和整車參數互通的有效統一,這種車企整合專業BMS公司的模式未來發展前景最為看好。

七、全球及中國主要BMS廠商研究分析

(一)Tesla

特斯拉公司(Tesla)成立于2003年,總部設在美國硅谷。特斯拉在技術上為實現可持續能源供應提供了高效方式,減少全球交通對石油類的依賴;通過開放專利以及與其它汽車廠商合作,大力推動了純電動汽車在全球的發展。

Tesla在電池方面最核心的技術是電池管理系統。它利用了互聯網數據中心技術,其概念是這樣的:數據中心把電池連在一起,保證可以均勻地去充電,如果其中有電池壞掉,它可以自行把剩下的電均勻地放在其他的電池上,使得整個電池組的效果非常好。如果去維修,只需要把壞的電池拿出來,換成新的,整個維修成本也會降低。

2017年上半年,特斯拉公司總收入54.86億美元。

(二)Preh

德國普瑞公司主要生產汽車氣候控制、傳動控制、傳感器和儀表盤等零部件。普瑞公司是專注于為寶馬\保時捷\奧迪\蘭博基尼\勞斯萊斯——眾豪車制造系統的公司。早在2011年,德國普瑞就開始為寶馬的混動車型提供BMS方案。2013年,其純電動和插電式混動BMS方案開始批量應用到寶馬i3和i8系列車型上。2015年由華晨寶馬生產的之諾1E純電動車,以及奇瑞汽車生產的艾瑞澤7插電式混動車型均大批量采用普瑞均勝的BMS解決方案。德國普瑞的BMS通過對相關電池的匹配和標定工作,能夠應用在不同類型的動力電池上。

(三)比亞迪股份有限公司

比亞迪股份有限公司創立于1995年,分別在香港聯合交易所及深圳證券交易所上市,總部位于中國廣東深圳。公司主要從事以二次充電電池業務,手機、電腦零部件及組裝業務為主的IT產業,以及包含傳統燃油汽車及新能源汽車在內的汽車產業,并利用自身技術優勢積極發展包括太陽能電站、儲能電站、LED及電動叉車在內的其他新能源產品。

比亞迪(BYD)比亞迪股份有限公司的電動汽車配套自己的電池及電池管理系統。以比亞迪秦為例,其電池管理系統除具備基本的電池能量管理、電池熱管理功能外,還具有電池單體自動均衡功能。在整車運行過程中,監控整個電池包的單體性能參數,通過電池均衡功能達到及時、自動保養的目的,極大的減少了動力電池保養的時間成本,延長電池的使用壽命,提升各階段的性能。

2017年上半年,集團收入約人民幣450.38億元,同比上升0.20%,其中汽車及相關產品業務的收入約人民幣231.89億元,同比下降4.15%;手機部件及組裝業務的收入約人民幣182.35億元,同比上升10.09%;二次充電電池及光伏業務的收入約人民幣36.13億元,同比下降13.43%。三大業務占本集團總收入的比例分別為51.5%、40.5%和8%。

(四)深圳市科列技術股份有限公司

深圳市科列技術股份有限公司專注于電動汽車行業,是國內動力鋰電池管理系統(BMS)研發、生產、銷售的領軍企業。公司已經掌握全球領先的動力電池管理系統四大核心技術:主動均衡、無線傳輸、功能安全和容量管理。2014年,獲得高工鋰電動力電池行業BMS金球獎;2015年,獲得深圳市政府重大項目專項資助和香港特區政府重大開發項目專項資助;2015年7月,公司掛牌新三板上市,成為新三板首家從事電動汽車動力鋰電池管理系統生產研發的專業企業。

公司的BMS產品應用于中通純電動大巴、宇通純電動大巴、海格純電動大巴、廈門金旅混合動力大巴、蘇州金龍純電動大巴等多品牌車型。

2017 年上半年,公司實現營業收入9684.28 萬元,較上年同期下降16.65%。

2012-2017年深圳市科列技術股份有限公司收入統計

數據來源:中商產業研究院

關鍵字:電池管理系統

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