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（報(bào)告出品方/作者：安信證券，馬良）

1. BMS 是電池產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分

1.1. 電池相關(guān)概念及產(chǎn)品形態(tài)

電池產(chǎn)業(yè)鏈涉及的基本概念。電池產(chǎn)業(yè)鏈涉及概念較多，如電芯、電池模組、電池包、pack 工藝等。往往電池作為相關(guān)概念的統(tǒng)稱，電芯、電池模組、電池包是電池制造過程中的不同 階段。電芯是電池的最小單位，也是電能存儲(chǔ)單元，它必須要有較高的能量密度，以盡可能 多的存儲(chǔ)電能。當(dāng)多個(gè)電芯被同一個(gè)外殼框架封裝在一起，通過統(tǒng)一的邊界與外部進(jìn)行聯(lián)系 時(shí)，就組成了一個(gè)電池模組。而當(dāng)多個(gè)電池模組被電池管理系統(tǒng)（BMS）和熱管理系統(tǒng)共同 控制或管理起來后，這個(gè)統(tǒng)一的整體就叫做電池包。電池 pack 工藝，指的就是把電芯、電 池模組等加工成最終電池包的工藝。電池 pack 一般也代指電池包。

電池包主要由電芯、BMS、連接器、熱管理組件、結(jié)構(gòu)件等組成。電池產(chǎn)業(yè)鏈中，核心部分 是電芯和BMS電路，電芯封裝后再集成線束和PVC膜等構(gòu)成電池模組，再加入線束連接器、 BMS 電路構(gòu)成電池成品。其中，電池模組為電池包最小分組，由多個(gè)電芯串聯(lián)和并聯(lián)，電芯 數(shù)量越多，電池模組可靠性越弱，對電芯一致性的要求越高，因此需要通過單體電池監(jiān)控管 理裝臵協(xié)調(diào)，即電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等，最終組成完整的電池 pack。在動(dòng) 力電池中，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)通過風(fēng)冷、水冷、液冷和其他相變材料降低電池放電過程中的熱 量釋放，確保電池在適宜溫度范圍工作，主要由電池箱、傳熱介質(zhì)、監(jiān)測設(shè)備等構(gòu)成。電氣 系統(tǒng)主要由高壓線束、低壓線束、繼電器等構(gòu)成，高壓線束將動(dòng)力電池系統(tǒng)的動(dòng)力不斷輸送 到各部件；低壓線束實(shí)時(shí)傳輸檢測信號(hào)、控制信號(hào)；繼電器起自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)和轉(zhuǎn)換電 路等作用。

電池 pack 技術(shù)主要受下游市場需求驅(qū)動(dòng)而不斷發(fā)展，主要應(yīng)用場景包括筆記本、智能手機(jī)、 等消費(fèi)電子電池，新能源汽車等動(dòng)力電池。據(jù)頭豹研究院，電池 pack 可按電芯正極材料、 電芯配臵方式、殼體材料、電池用途、下游應(yīng)有、電池形狀等不同分類標(biāo)準(zhǔn)分為多個(gè)不同種 類。其中，不同形狀的電池 pack 具有不同特征，圓柱電池 pack 主要應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品，長時(shí) 間的技術(shù)演進(jìn)促使其擁有更優(yōu)的良率和成本，但單體電池容量小導(dǎo)致電芯需要以量取勝，對 BMS 要求更高；方形電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但更易保護(hù)電芯；軟包結(jié)構(gòu)電池 pack 能量密度較高， 但所使用的材料壽命較短。我國鋰電池行業(yè)的不斷發(fā)展推動(dòng)電池 pack 行業(yè)的演化，中國電 池 pack 行業(yè)相繼經(jīng)歷筆電電池 pack 時(shí)代、手機(jī)數(shù)碼電池 pack 時(shí)代、智能手機(jī)電池 pack 時(shí)代和動(dòng)力電池 pack 興起，消費(fèi)電池 pack 行業(yè)發(fā)展較為成熟，動(dòng)力電池 pack 行業(yè)雖起步 于 2012 年以后，但受益于下游汽車三化的發(fā)展，市場有望高速成長。

1.2. 動(dòng)力電池需求高漲助推電池 pack 市場高景氣，BMS 持續(xù)受益

電芯和 BMS 是電池 pack 產(chǎn)業(yè)鏈核心。電池 pack 產(chǎn)業(yè)鏈涉及企業(yè)較多，上游由電池模組、 BMS、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)等原材料供應(yīng)廠商組成，中游由筆電電池 pack 企業(yè)、手機(jī)數(shù)碼電池 pack 企業(yè)、動(dòng)力電池 pack 企業(yè)組成，下游根據(jù)應(yīng)用終端類型可分為 3C 企業(yè)、新能源等車 企和其他電池應(yīng)用企業(yè)等。據(jù)頭豹研究院，上游電芯和 BMS 占電池 pack 成本的 72%，且 生產(chǎn)技術(shù)含量較高，是電池 pack 的核心。BMS 自身較為復(fù)雜，涉及學(xué)科領(lǐng)域廣，相關(guān)人才 需要掌握電池知識(shí)、整車知識(shí)等，要對電子技術(shù)、電工技術(shù)、微電子及功率器件技術(shù)、散熱 技術(shù)、高壓技術(shù)、通信技術(shù)、抗干擾及可靠性技術(shù)等具備專業(yè)儲(chǔ)備。

我國消費(fèi)電子電池產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈仍處于快速成長階段。筆記本電腦電池 和手機(jī)數(shù)碼電池組裝過程涉及人工環(huán)節(jié)較多，偏向勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，我國是相應(yīng)電池的重要 組裝基地；動(dòng)力電池注重技術(shù)和自動(dòng)化，我國動(dòng)力電池相關(guān)企業(yè)仍處于成長階段。據(jù)頭豹研 究院，消費(fèi)電子電池行業(yè)龍頭集中度較高，德賽電池、欣旺達(dá)、新普科技等龍頭公司占據(jù)全 球大部分市場份額，下游筆記本電腦市場處于平穩(wěn)狀態(tài)，手機(jī)數(shù)碼市場穩(wěn)定發(fā)展，短期內(nèi)市 場競爭程度將基本維持現(xiàn)有水平；動(dòng)力電池領(lǐng)域市場份額主要集中于電芯企業(yè)，隨著未來中 國動(dòng)力電池行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對動(dòng)力電池的技術(shù)要求不斷提高，動(dòng)力電池市場活力將不斷 激發(fā)。

我國電池 pack 行業(yè)受動(dòng)力電池需求拉動(dòng)影響，市場規(guī)模有望高速增長。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院， 中國是最大的動(dòng)力電池市場，2017 年至 2021 年間中國動(dòng)力電池裝機(jī)量 CAGR 達(dá) 43.5%， 隨著新能源車滲透率增長和疫情有效控制，預(yù)計(jì)中國2022年動(dòng)力電池裝機(jī)量將達(dá)229.9GWh。 中國動(dòng)力電池 pack 行業(yè)市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，推動(dòng)整個(gè)電池 pack 行業(yè)發(fā)展壯大。根據(jù)國家統(tǒng) 計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2011 年國內(nèi)鋰電池產(chǎn)量約 29 億只，2021 年突破 200 億只，年復(fù)合增速達(dá)到 21%； 據(jù)頭豹研究院，中國電池 pack 行業(yè)市場規(guī)模 2014 年為 205.4 億元，2023 年預(yù)計(jì)為 3244.7 億元。

2. BMS 涉及多類型芯片，市場空間廣闊

2.1. BMS 系統(tǒng)充當(dāng)電池管家、保姆角色，電池計(jì)量 IC、電池安全 IC、充電管理 IC 各司其職

BMS 即 BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，稱為電池管理系統(tǒng)，在電池運(yùn)作系統(tǒng)中充當(dāng) “電池保姆”的角色。BMS 系統(tǒng)是鋰離子電池模組的必備部件和核心部件，是鋰離子電池模 組的"大腦"，實(shí)現(xiàn)對鋰離子電池模組中鋰離子電芯（組）的監(jiān)控、指揮及協(xié)調(diào)。電池管理系 統(tǒng)，由印制電路板(PCB)、電子元器件、嵌入式軟件等部分組成，根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的電芯狀 態(tài)數(shù)據(jù)，通過特定算法來實(shí)現(xiàn)電池模組的電壓保護(hù)、溫度保護(hù)、短路保護(hù)、過流保護(hù)、絕緣 保護(hù)等功能，并實(shí)現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對外數(shù)據(jù)通訊。

BMS 中硬件為 BMIC，主要包括電池計(jì)量芯片、電池安全芯片、充電管理芯片。按芯片的功 能劃分，集成電路可進(jìn)一步劃分為模擬、數(shù)字、射頻等，其中模擬芯片根據(jù)功能的不同主要 可分為電源管理芯片和信號(hào)鏈芯片。電源管理芯片是實(shí)現(xiàn)在電子設(shè)備系統(tǒng)中對電能的變換、 分配檢測、保護(hù)及其他電能管理功能的芯片。電池管理芯片是電源管理芯片的重要細(xì)分領(lǐng)域， 是電池管理系統(tǒng)的核心器件，包括電池安全芯片、電池計(jì)量芯片、充電管理芯片。近年來， 隨著下游通訊、消費(fèi)電子、工業(yè)、新能源汽車、儲(chǔ)能等領(lǐng)域技術(shù)快速發(fā)展，對電池管理芯片 產(chǎn)品的性能要求不斷提升，推動(dòng)電池管理芯片不斷向高精度、低功耗、微型化、智能化方向 不斷發(fā)展。

電量計(jì) IC 負(fù)責(zé)采集電池信息并計(jì)算電量，與電池保護(hù) IC 可以分立，也可以集成。據(jù) TI 官 網(wǎng)產(chǎn)品信息，電池包內(nèi)部包含電芯、電量計(jì) IC、保護(hù) IC、充放電 MOSFET、保險(xiǎn)絲 FUSE、 NTC 等元件。一級(jí)保護(hù) IC 控制充、放電 MOSFET，保護(hù)動(dòng)作是可恢復(fù)的，即當(dāng)發(fā)生過充、 過放、過流、短路等安全事件時(shí)就會(huì)斷開相應(yīng)的充放電開關(guān)，安全事件解除后就會(huì)重新恢復(fù) 閉合開關(guān)，電池可以繼續(xù)使用，一級(jí)保護(hù)可以在高邊也可以在低邊。二級(jí)保護(hù)控制三端保險(xiǎn) 絲，保護(hù)動(dòng)作是不可恢復(fù)的，即一旦保險(xiǎn)絲熔斷后電池不能繼續(xù)使用，又稱永久失效。電量 計(jì) IC 采集電芯電壓、電芯溫度、電芯電流等信息，通過庫侖積分和電池建模等計(jì)算電池電 量、健康度等信息，通過 I2C/SMBUS/HDQ 等通信端口與外部主機(jī)通信。電量計(jì) IC 與電池 保護(hù) IC 既可分立，也可集成。

硬件、算法、固件是電量計(jì)的三大核心，pack-side 電量計(jì)更具優(yōu)勢。電量計(jì)的輸入是電池 電壓、電流和溫度，然后通過對電池建模來計(jì)算輸出容量信息，其三大核心是：(1)硬件，來 實(shí)現(xiàn)高精度采樣、低功耗運(yùn)行；(2)算法，來對電池建模；(3)固件，把算法編程實(shí)現(xiàn)，計(jì)算 輸出容量信息。據(jù) TI 官網(wǎng)，在選擇電量計(jì)時(shí)，通常需要考慮到電芯化學(xué)類型、電芯串聯(lián)數(shù)目、 通信接口、電量計(jì)放在電池包內(nèi)還是放在系統(tǒng)板、電量計(jì)算法、是否集成電池保護(hù)均衡等功 能、支持充放電電流大小、存儲(chǔ)介質(zhì)和封裝。相比 System-side 電量計(jì)，Pack-side 電量計(jì) 直接采樣電芯電壓，電壓更準(zhǔn)確，有利于提高電量計(jì)量、充電以及保護(hù)精度；Pack-side 采 用可集成加密認(rèn)證算法的電量計(jì)綜合成本更低；Pack-side 電池保護(hù)板 PCM 電壓、電流、 溫度校準(zhǔn)更容易，項(xiàng)目開發(fā)周期更短；Pack-side 電量計(jì)面對可插拔電池時(shí) RAM 數(shù)據(jù)不丟失 ，數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

充電管理 IC 主要負(fù)責(zé)電池的充放電管理。鋰電池充電管理芯片可以有效管理每個(gè)鋰電池的 充電，根據(jù)鋰電池的特性自動(dòng)進(jìn)行預(yù)充、恒流充電、恒壓充電。通過充電管理 IC 可以實(shí)現(xiàn) 電池充放電的恒壓方式、恒流方式等，這些充電方式有益于電池，并相對比較安全。充電管 理芯片使電壓、電流達(dá)到可控狀態(tài)，可以有效的控制充電的各個(gè)階段的充電狀態(tài)，保護(hù)電池 過放電、過壓、過充、過溫，最終有利于電池的壽命延續(xù)。鋰電池充電管理芯片具有功能全、 價(jià)格低、集成度高、外部電路簡單、調(diào)節(jié)方便、可靠性好等特點(diǎn)。

充電管理芯片根據(jù)工作模式通常可分為開關(guān)模式、線性模式和開關(guān)電容模式。開關(guān)模式效率 高，適用于大電流應(yīng)用，且應(yīng)用較靈活，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為降壓、升壓或升降壓架構(gòu)，常用 的快充方案通常都是開關(guān)模式。線性模式適用于小功率便攜電子產(chǎn)品，其對充電電流、效率 要求不高，通常不高于 1A, 但對體積、成本則有較高要求。開關(guān)電容模式可以做到最高達(dá) 97%以上的效率，但由于架構(gòu)的原因，其輸出電壓與輸入電壓通常成一個(gè)固定的比例關(guān)系， 應(yīng)用場景比較受限，實(shí)際應(yīng)用中，通常與一個(gè)開關(guān)型充電管理芯片配合使用。

2.2. BMIC 芯片市場空間廣闊，國產(chǎn)替代前景可期

BMS 下游包含三大電池應(yīng)用，芯片技術(shù)是產(chǎn)業(yè)鏈核心。BMS 下游應(yīng)用主要包括：消費(fèi)電池 （3C 數(shù)碼）、動(dòng)力電池（電動(dòng)車）和儲(chǔ)能電池（國防軍工、可再生能源、通訊、醫(yī)療健康等）， 電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速成長推動(dòng) BMS 的快速發(fā)展。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，2020 年全球 BMS 下 游應(yīng)用中：動(dòng)力電池應(yīng)用占比達(dá) 54%，消費(fèi)電池占比 22%，儲(chǔ)能及其他電池占比 24%。BMS 系統(tǒng)以電池管理 IC 為基礎(chǔ)構(gòu)建，芯片技術(shù)是 BMS 產(chǎn)業(yè)鏈核心。

計(jì)量芯片是核心且價(jià)值量最高，消費(fèi)電子通常采用 SoC 方案，動(dòng)力電池中因 AFE（高壓工 藝）、MCU 采用不同工藝，采用分立芯片形式。BMS 芯片方案主要涉及計(jì)算單元（如 MCU）、 AFE、數(shù)字隔離器等。BMS AFE 芯片（模擬前端芯片）負(fù)責(zé)采集電池電壓后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換 器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并送入計(jì)算單元（如 MCU）進(jìn)行計(jì)算荷電狀態(tài)，計(jì)算單元（如 MCU）主用來處理 AFE 收集的信息，計(jì)算 SOC、SOH 等參數(shù)，并將這些信息傳送給上一 級(jí) VCU。數(shù)字隔離器主要用在高低壓之間的數(shù)字通信，比如在 BMS 主控板上的高壓采樣與 MCU 之間的 SPI 通信及采樣板 AFE 與 MCU 的 SPI 通信，除了使用數(shù)字隔離器外，也可以 使用光耦、或者變壓器隔離方案。據(jù)瑞薩授權(quán)代理商中印云端官網(wǎng)，BMS 系統(tǒng)芯片解決方案 通常圍繞一個(gè)電池管理 IC 構(gòu)建，該方案在一個(gè)封裝中提供低功耗 MCU 和高性能模擬前端 （AFE），提供開發(fā)工具來支持開發(fā)安全可靠和高性能的鋰離子電池管理系統(tǒng)，適用范圍從 基礎(chǔ)的消費(fèi)級(jí)應(yīng)用，如筆記本電腦、電動(dòng)工具、電動(dòng)摩托車等，到通信基站、電動(dòng)汽車、光 伏備用電源、軍事裝備等工業(yè)應(yīng)用都有應(yīng)用案例。

消費(fèi)電子領(lǐng)域國產(chǎn)化替代加速，動(dòng)力電池領(lǐng)域芯片仍在初步布局階段。BMIC 長期被 TI、ADI 等歐美企業(yè)壟斷。據(jù)愛集微網(wǎng)，在消費(fèi)電子和工業(yè)控制領(lǐng)域，雖然 TI、ADI（收購 MAXIM） 等全球龍頭壟斷電池管理芯片市場，但國內(nèi)芯片廠商已逐漸在主流手機(jī)市場完成國產(chǎn)替代， 并在 TWS 耳機(jī)等新興消費(fèi)電子市場上占據(jù)優(yōu)勢地位；在筆記本電腦、電動(dòng)自行車、電動(dòng)工 具、掃地機(jī)器人以及小型儲(chǔ)能市場，國內(nèi)芯片廠商也在加緊進(jìn)行驗(yàn)證測試，正處于國產(chǎn)替代 的成長期；應(yīng)用在手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品中的電池，通常為單串電池組， 僅 1 至 2 顆電芯，應(yīng)用于筆記本電腦、電動(dòng)工具、吸塵器、電動(dòng)自行車以及智能家居等產(chǎn)品 中的電池，通常為多串電池組，由多顆電芯串并聯(lián)組成，動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池領(lǐng)域所用電池 組遠(yuǎn)多于以上消費(fèi)電池領(lǐng)域，技術(shù)門檻也更高，我國動(dòng)力電源 BMS 芯片仍有待發(fā)展。據(jù)愛 集微網(wǎng)，近期，全球主流 BMS 芯片供應(yīng)商 TI 產(chǎn)品陷入缺貨漲價(jià)狀態(tài)，其 BQ 系列芯片訂貨 交期已延伸至 2023 年，造成較大的市場缺口，疊加我國汽車三化的滲透發(fā)展，我國對國產(chǎn) 汽車 BMS 芯片的需求持續(xù)增長，國產(chǎn)動(dòng)力電源芯片滲透率有望持續(xù)提升。

受益于電動(dòng)汽車、消費(fèi)電子等行業(yè)發(fā)展，BMS 及 BMS 芯片市場空間未來可期。受全球衛(wèi)生 事件影響，2020 年全球 BMS 市場規(guī)模增速下降，但我國 BMS 市場仍占據(jù)重要地位，據(jù)華 經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，2020 年我國 BMS 市場需求規(guī)模為 97 億元。未來隨著電動(dòng)汽車市場規(guī)模擴(kuò) 大和電池效率要求提高，BMS 市場規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定增長，據(jù) Business Wire 估計(jì)、前瞻產(chǎn) 業(yè)研究院整理，2021 年全球 BMS 市場規(guī)模預(yù)計(jì)為 65.12 億美元，至 2026 年預(yù)計(jì)可達(dá) 131 億美元，CAGR 為 15%。據(jù) Mordor Intelligence，2024 年全球電池管理芯片市場規(guī)模預(yù)計(jì) 達(dá) 93 億美元，市場空間廣闊。

BMIC 國產(chǎn)替代邏輯清晰：一是技術(shù)門檻高，消費(fèi)電子領(lǐng)域已經(jīng)取得突破。該領(lǐng)域長期被歐 美企業(yè)壟斷，但隨著國內(nèi)企業(yè)在電池管理技術(shù)領(lǐng)域持之以恒的研發(fā)投入和應(yīng)用實(shí)踐，消費(fèi)電 子領(lǐng)域產(chǎn)品性能已經(jīng)不遜色于歐美大廠，且技術(shù)難度更高的車規(guī)級(jí) BMS 技術(shù)也在積極布局 中。二是中國具備電池產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，在發(fā)展自主品牌 BMS 方面具有較強(qiáng)話語權(quán)。我國電產(chǎn) 業(yè)鏈完善，且國內(nèi)消費(fèi)電子、新能源汽車產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁需求成為全球鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)?力，且國產(chǎn) pack 廠在全球市場中已經(jīng)占據(jù)重要地位。三是政策積極扶持，國產(chǎn)替代進(jìn)程加 速。我國 BMS 芯片長期依賴進(jìn)口，尤其是車規(guī)級(jí) AFE、ADC、MCU 等芯片，近年來國家 出臺(tái)眾多政策扶持汽車電子及電池管理芯片行業(yè)發(fā)展，電池管理芯片行業(yè)有望更上一層樓。

3. 消費(fèi)電子：快充、5G、智能水平提升等助力 BMIC 快速發(fā)展

3.1. 手機(jī)：快充和 5G 趨勢盡顯，對高性能 BMIC 提出更高、更迫切需求

3.1.1. BMS 參與充放電全過程

手機(jī)電池大部分是鋰離子電池或者鋰離子聚合物電池，為提高電池使用壽命，BMS 對手機(jī)電 池的充放電起管理作用。既能防止電池過放，也能防止電池過充。在電量較低時(shí)，提醒用戶充電，并關(guān)機(jī)防止過放；充電完成時(shí)，切斷電池充電回路，防止電池出現(xiàn)過充導(dǎo)致電池?fù)p壞。 在電池工作的全生命周期中，電量計(jì)用于確定電池的電量狀態(tài)（SoC）和健康狀態(tài)（SoH）， 進(jìn)行電池荷電狀態(tài)估算。

普通手機(jī)充電時(shí)經(jīng)歷大約四個(gè)階段，均需電池管理芯片負(fù)責(zé)監(jiān)控。1）恢復(fù)性充電：指電池 電量非常低的時(shí)候，防止大電流充電給電池造成損傷，而是以小電流給電池充電，把電池的 電壓給升上來。2）恒流快充：電池的電壓達(dá)到一定程度后，充電器開始給手機(jī)電池大電流 恒流充電，這個(gè)過程的充電電流比較大，可以快速的提升電池的電壓。3）恒壓充電：當(dāng)電 池的電壓快接近截止電壓時(shí)，以小電流恒壓充電，這個(gè)階段也叫做安全充電階段，可以使手 機(jī)電池達(dá)到比較好的性能。4）涓流細(xì)充：這個(gè)階段電池已充滿，如果將充電回路切斷的話， 因?yàn)槭謾C(jī)自身的待機(jī)會(huì)產(chǎn)生待機(jī)電流，導(dǎo)致手機(jī)會(huì)被再次充電，為了解決這種情況，就要通 過涓流細(xì)充來解決，通過這種方式可以將手機(jī)電池的電壓維持在滿電狀態(tài)。普通手機(jī)充電四 大階段均需要手機(jī) BMS 系統(tǒng)參與，管理手機(jī)充放電功能。（報(bào)告來源：未來智庫）

3.1.2. 智能手機(jī)性能迭代對 BMIC 要求不斷提升，國產(chǎn)芯片加速替代

快充技術(shù)可以大大降低充電時(shí)間，正成為智能手機(jī)標(biāo)配。據(jù) Battery University，根據(jù)充電時(shí) 間及速度，充電方式可分為慢充、快充（rapid）、快充（fast）和超級(jí)快充。快充在電流、電 壓方面均大于慢充，對電池的傷害程度大于慢充，但由于手機(jī)電池的國際標(biāo)準(zhǔn)為在 800 次充 放電過后，手機(jī)電池保持 80%以上的性能即為合格，結(jié)合手機(jī)更換時(shí)間通常為 2-3 年，因此 快充對手機(jī)通常不會(huì)對手機(jī)電池造成太大損耗。不同廠家紛紛推出快速充電技術(shù)，如 VOOC 閃充快速充電技術(shù)、高通 Quick Charge 2.0 快速充電技術(shù)、聯(lián)發(fā)科 Pump Express Plus 快 速充電技術(shù)等。實(shí)現(xiàn)快充需要滿足三要素：充電器、電池、charge IC。常規(guī)充電器的輸出為 5 至 10W，快充最多可將其提高八倍，據(jù)電源網(wǎng)，iPhone 11 Pro 和 Pro Max 配備 18W 快速 充電器，Galaxy Note 10 和 Note 10 Plus 標(biāo)配 25W 充電器，三星出售超高速 45W 充電器。

BMIC 是手機(jī)快充所需大功率電池的核心器件。快充電池分為兩個(gè)階段：第一階段是向低電 量電池施加高電壓，在 10-30 分鐘內(nèi)將電池充電到 50%到 70%，電池快速吸收電荷，不會(huì) 對電池長期健康產(chǎn)生重大不利影響；第二階段是將最后 20%或 30%的電池電量充滿，所需 時(shí)間與第一階段相似，手機(jī)制造商將充電速度放慢防止損壞電池。電池管理系統(tǒng)密切監(jiān)視這 兩個(gè)充電階段，并在第二階段降低充電速度，使電池有時(shí)間吸收電荷而避免出現(xiàn)問題，BMS 芯片是手機(jī)快充所需大功率電池的核心器件。

智能手機(jī)機(jī)身輕便性與電池續(xù)航能力成兩難選擇，快充彌補(bǔ)手機(jī)續(xù)航難問題，電池管理芯片 發(fā)揮重要作用。手機(jī)廠商提高電池容量需要擴(kuò)大體積，此舉會(huì)導(dǎo)致機(jī)身重量和尺寸的增加， 廠商從用戶體驗(yàn)和需求的視角出發(fā)，選擇逐漸縮小電池容量。為彌補(bǔ)續(xù)航能力弱問題，廠商 需要手機(jī)支持快充，并配合相應(yīng)充電頭和充電線。多數(shù)國產(chǎn)旗艦手機(jī)快充可達(dá) 40W，遠(yuǎn)高于 5-10W 的普通充電器，大功率快充需匹配大功率充電頭；相比普通充電線，安卓快充線內(nèi)分 為 5 根線工作（2 根電源線，2 根數(shù)據(jù)線，1 根接地線），數(shù)據(jù)線負(fù)責(zé)充電頭與手機(jī)電池管理 芯片的通訊。

各大手機(jī)廠商相繼取消附贈(zèng)充電頭，轉(zhuǎn)向快充充電器市場，快充趨勢拉動(dòng) BMS 芯片需求。 2020 年 10 月，蘋果官方宣布 iPhone12 不再附贈(zèng)充電器，附贈(zèng)數(shù)據(jù)線接口轉(zhuǎn)為 Type-C to Lightening，據(jù)充電頭網(wǎng)，僅 iPhone12 機(jī)型就給市場增加了上億臺(tái) USB PD 快充設(shè)備，并 讓數(shù)十億規(guī)模的 PD 快充配件的市場得到釋放。小米隨后推出了配備充電器和沒有配備充電 器的兩種版本，魅族推出“綠色煥新計(jì)劃”，用戶可以憑借兩個(gè)舊充電器換取一個(gè)全新的魅 族18充電器，華為于2021年4月起推出不含充電器和數(shù)據(jù)線版本。各大廠商紛紛效仿蘋果， 節(jié)約硬件成本、物流成本及包裝成本，取消附贈(zèng)充電頭預(yù)計(jì)將成行業(yè)趨勢，并加快布局快充、 無線充電產(chǎn)品，此舉有望進(jìn)一步拉動(dòng)手機(jī)電池管理 BMS 的需求。

5G 手機(jī)滲透率提升，耗能更高，對 BMS 芯片提出更高要求。隨著 5G 手機(jī)全面普及，多攝 滲透率加速、120Hz 高刷屏、更多 5G 射頻元器件及高性能 CPU 迭代，不斷提升手機(jī)的高 功耗。參考力芯微招股說明書，根據(jù)Canalys 預(yù)測，2023年全球 5G 手機(jī)出貨量將達(dá)到 7.74 億部，占整個(gè)智能手機(jī)市場份額的 51.4%；其中，中國作為全球 5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域， 將是全球最大的 5G 智能手機(jī)市場，出貨量預(yù)計(jì)占全球市場的 34%。據(jù)元宇宙通信數(shù)據(jù)， 一般手機(jī) 5G 在網(wǎng)情況下比 4G 在網(wǎng)的能耗高出 20%-30%，5G 手機(jī)相較于 4G 手機(jī)最大的 區(qū)別在于增設(shè)了 5G 射頻與 5G 天線模塊，超高 5G 網(wǎng)速體驗(yàn)建立在更復(fù)雜、功耗更大的天 線與射頻設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，需要相應(yīng)的電池電力驅(qū)動(dòng)，此前被稱為“大容量”的 4000mAh 已經(jīng) 不是不可逾越的紅線，4500mAh 上下是當(dāng)前 5G 手機(jī)電池容量的主流。各功能模塊對手機(jī)電 池管理芯片的精度、功耗等性能提出了更高要求。

手機(jī)快充需求旺盛疊加 5G 熱潮，手機(jī) BMS 芯片未來可期。5G 手機(jī)的發(fā)展?jié)B透帶動(dòng)智能手 機(jī)快充市場增長，據(jù)充電頭網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，快充技術(shù)最早突破手機(jī)市場，共覆蓋七大領(lǐng)域，2020 年全球智能手機(jī)快充設(shè)備出貨量為 12.9 億臺(tái)，占總市場的 40.71%。據(jù)賽微微電招股說明書， 隨著手機(jī)模塊以及功能的復(fù)雜化，單部手機(jī)的電池管理芯片數(shù)量呈現(xiàn)出增長的趨勢，高端智 能手機(jī)在電量計(jì)、電池保護(hù)、充電管理等方面對電池管理芯片的需求持續(xù)上升，平均每部智 能手機(jī)所需芯片數(shù)量達(dá)到 4 顆以上，手機(jī) BMS 芯片市場迎來新動(dòng)能。

3.2. 筆記本電腦及平板電腦：市場規(guī)模平穩(wěn)，技術(shù)難度更高

筆記本電腦對電池?zé)峁芾硪蟾摺?jù) battery university，筆記本電腦電池一般由 3 組 2 個(gè)并聯(lián)的電池串聯(lián)組成，也可稱為 6 芯（6 顆電池），根據(jù)電池厚薄程度也分 4 芯和 8 芯，電 芯越多，待機(jī)時(shí)間越長。對于筆記本電腦，即使連接到外部電源或線路電源，也只會(huì)在充電 不足時(shí)為電池充電，以此減少充放電的循環(huán)次數(shù)，使電池壽命最大化。由于熱量，筆記本電 腦中的電池老化速度比其他應(yīng)用更快。在使用過程中，筆記本電腦的內(nèi)部溫度會(huì)上升到 45° C，使得電池在高溫下工作時(shí)的預(yù)期壽命是更溫和的 20°C 或更低溫度下運(yùn)行的一半。筆記 本電腦上 BMS 系統(tǒng)的關(guān)鍵功能之一是管理電池系統(tǒng)，確保其不會(huì)過充、過放、過熱。據(jù)賽 微微電招股書，目前一臺(tái)筆記本電腦的電池管理芯片方案通常包括 1 顆電池安全芯片、1 顆 電池計(jì)量芯片、1 顆充電管理芯片，一臺(tái)筆記本電腦的芯片方案通常包括 1 到 2 顆限流開關(guān) 芯片。

平板電腦高性能、輕薄化趨勢對電池管理芯片的綜合性能提出更高要求。平板電腦的原理與 與筆記本電腦的原理類似，電池管理芯片在平板電腦中起到電源管理、控制、轉(zhuǎn)換、處理等 功能。平板電腦存在高性能、輕薄化趨勢，有限的體積限制了芯片的面積，對電池管理芯片 在有限面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)低功耗、高轉(zhuǎn)換效率、高精度、大功率的綜合性能提出了挑戰(zhàn)。據(jù)賽微微 電招股書，目前一臺(tái)平板電腦的電池管理芯片方案通常包括 1 顆電池安全芯片、1 顆電池計(jì) 量芯片、1 顆充電管理芯片。

筆記本電腦和平板電腦出貨量穩(wěn)定，內(nèi)臵及充電器配臵的電池管理芯片規(guī)模也預(yù)計(jì)保持平穩(wěn) 態(tài)勢。筆記本和平板電腦作為消費(fèi)電子設(shè)備的核心市場，歷年設(shè)備出貨量較平穩(wěn)。據(jù) Frost&Sullivan 統(tǒng)計(jì)，2020 年受疫情影響，遠(yuǎn)程工作和學(xué)習(xí)的需求激增，全球筆記本電腦市 場的規(guī)模在 2020 年達(dá)到新高，出貨量達(dá) 2.2 億臺(tái)，由于新冠肺炎疫情的不確定性持續(xù)存 在，預(yù)計(jì)未來幾年全球筆記本電腦出貨量將繼續(xù)小幅增長，市場需求增速將在 2023 年逐漸 放緩。平板電腦市場也將維持小幅上升并逐漸飽和，據(jù) Frost&Sullivan 統(tǒng)計(jì)，全球平板電腦 市場規(guī)模受市場需求的影響，自 2016 到 2019 年出貨量規(guī)模逐漸下降。受疫情影響，2020 年平板電腦出貨量有小幅上升，未來隨著智能手機(jī)功能更加強(qiáng)大，全面屏、折疊屏等技術(shù)使 智能手機(jī)替代平板電腦的趨勢不斷上升，全球平板電腦市場規(guī)模預(yù)計(jì)還將平穩(wěn)下降，預(yù)計(jì)到 2025 年出貨量約 1.3 億臺(tái)。

3.3. 智能手表：功能多樣化催生電池管理芯片需求進(jìn)一步提升

主流智能手表主要采用“藍(lán)牙 SoC+MCU+多個(gè) IC（電池管理、射頻等）”多芯片解決方案， 高續(xù)航能力對電池管理芯片提出高要求。智能手表擁有一套獨(dú)立的嵌入式操作系統(tǒng)，有一個(gè) 數(shù)據(jù)處理中心，需要調(diào)用各類傳感器收集到的信息，還要有屏幕、存儲(chǔ)器、電池管理系統(tǒng)、 無線射頻系統(tǒng)等，在內(nèi)部芯片用料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與智能手機(jī)較為相似，其中主控芯片是智能 手表的核心器件，據(jù)我愛音頻網(wǎng)，主控芯片在智能手表中成本占比達(dá) 30%左右。智能手表存 在續(xù)航問題，而續(xù)航情況很大程度上取決于電池的能力。從智能手表功能受歡迎程度來看， 智能手表的健康監(jiān)測、通話、運(yùn)動(dòng)管理、GPS 定位等功能有望保留并且在技術(shù)方面能夠得到 持續(xù)升級(jí)迭代。從智能手表的應(yīng)用來看，智能手表作為獨(dú)立移動(dòng)終端的趨勢不斷加強(qiáng)，這對 于智能手表的系統(tǒng)易用性、APP 功能應(yīng)用豐富、續(xù)航時(shí)間以及功耗等提出了更高要求，進(jìn)而 對電池管理芯片也提出更高要求。

智能手表市場規(guī)模持續(xù)增加，有望推動(dòng)智能手表 BMS 芯片市場規(guī)模不斷發(fā)展。2013 年，全 球第一款智能手表 GEAK Watch 問世，幾乎在同一時(shí)間，蘋果、谷歌、三星等科技巨頭入局 智能手表市場。據(jù)我愛音頻網(wǎng)，2021 年智能手表出貨量品牌排行榜中，前 9 名分別為蘋果、 三星、華為、iMOO、Amazfit、Garmin、Fitbit、小米、Noi，手機(jī)廠商是當(dāng)前智能手表市 場的出貨主力軍。智能手表是智能穿戴的主要代表之一，在健康監(jiān)測、記步、撥打電話、定 位、與智能家居聯(lián)動(dòng)等功能的加持下，廣受歡迎。其中，從蘋果 Apple Watch 4 開始，可穿 戴設(shè)備市場開始從運(yùn)動(dòng)健康功能向?qū)I(yè)的醫(yī)療領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，蘋果 Apple Watch 4 主打的心電圖 功能以及防跌倒功能的設(shè)臵也的確為智能穿戴設(shè)備市場提供了新的方向，智能手表 BMS 芯 片市場規(guī)模有望持續(xù)增長。

3.4. TWS 耳機(jī)：續(xù)航能力等性能提升增加 BMIC 芯片需求

TWS 耳機(jī)包含三顆電芯，電池管理芯片是其重要配臵。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，TWS 耳機(jī)主要 由充電盒部分與無線耳機(jī)部分組成，兩者各包含 1 顆充電盒電芯和 2 顆耳機(jī)電芯，充電盒和 耳機(jī)均需要集成電池，其中充電倉對于集成度要求相對不高，以傳統(tǒng)軟包電池為主(與手機(jī)電 池技術(shù)路徑一致，原手機(jī)電池廠商可以供應(yīng))，而耳機(jī)端由于空間小、集成度高，同時(shí)需要電 池具備高容量密度以支持長續(xù)航，結(jié)構(gòu)逐步由傳統(tǒng)軟包電池發(fā)展為扣式電池。電池管理芯片 為 TWS 耳機(jī)重要配臵之一，主要負(fù)責(zé)為充電盒內(nèi)部電池充電、充電倉內(nèi)部電池升壓輸出為 耳機(jī)充電，起到提升電池充電速度、精準(zhǔn)控制電流電壓、減少對耳機(jī)電池的損害等作用。據(jù) 央視財(cái)經(jīng)，目前消費(fèi)者對 TWS 耳機(jī)的要求已不僅限于音頻、通話，對音質(zhì)、續(xù)航、價(jià)格等 也有了更多要求。另外，內(nèi)臵電池的加入使其避免了線材的束縛，但由于體積限制，續(xù)航時(shí) 間是 TWS 耳機(jī)的一大痛點(diǎn)，要求電池管理芯片提高技術(shù)水平適應(yīng)更多功能。

4. 動(dòng)力電源：高壓平臺(tái)對動(dòng)力用 BMIC 提出更高要求

4.1. 動(dòng)力電池需要高可靠、絕對安全，市場空間更大也更具挑戰(zhàn)性

汽車動(dòng)力電池相比手機(jī)電池多采用模組電池、大量電芯串并聯(lián)，對汽車 BMS 提出高難度要 求。一輛電動(dòng)汽車中，往往數(shù)百個(gè)鋰離子電池通過串并聯(lián)的方式連接以滿足汽車電機(jī)的負(fù)載 要求，驅(qū)動(dòng)汽車行駛。一般來說，電動(dòng)汽車的內(nèi)部電池組電壓不低于 800V，通常各大廠商 采用 BMS 解決方案來保證電池組的安全可靠以及性能。

電池安全是保障電動(dòng)車健康運(yùn)行的基礎(chǔ)，BMS 系統(tǒng)發(fā)揮關(guān)鍵作用。據(jù)頭豹研究院，我國每 年被媒體報(bào)道的新能源起火事件逐漸增多，2020 年 7-9 月起火事件占全年事件數(shù)的 49%， 其中電池故障導(dǎo)致電動(dòng)車起火居多，達(dá) 33%。電池故障主要因素有外部破壞、內(nèi)部短路、溫 度過高，三者進(jìn)一步引發(fā)熱失控，最終導(dǎo)致電動(dòng)車起火。BMS 的 SOC 測算可準(zhǔn)確計(jì)量電池 電量，預(yù)防過度充放電，然而目前測算 SOC 需要 BMS 系統(tǒng)對電壓電流、溫度、放電倍率等 精確并快速采集，對 BMS 芯片要求較高，當(dāng)前國內(nèi)技術(shù)仍無法實(shí)現(xiàn)，國產(chǎn)汽車 BMS 芯片研 發(fā)任重道遠(yuǎn)。

動(dòng)力電池通常采取多節(jié)電芯串聯(lián)形式，注重電芯的一致性，BMS 系統(tǒng)有助于管理電芯一致 性。多串電池的基本要求是串聯(lián)電芯必須來自同型號(hào)的電芯，以保證容量、電壓、內(nèi)阻和自 放電的一致性，當(dāng)電池出現(xiàn)不一致時(shí)，BMS 通過實(shí)時(shí)檢測每節(jié)電芯的電壓，運(yùn)用均衡功能對 電芯進(jìn)行充放電。當(dāng)出現(xiàn)極端情況，比如某串電芯容量嚴(yán)重衰減，電池存在過充電風(fēng)險(xiǎn)，BMS 通過燒斷電池主回路保險(xiǎn)絲，永久禁止該電池使用。

動(dòng)力電池包由“多個(gè)電芯串并聯(lián)+電池管理系統(tǒng)等”組成。新能源動(dòng)力電池的最基本單元為 電芯（cell），電芯（cell）組成電池模組（Module），再由電池模組（Module）組成電池包 （PACK）。電芯作是電池的基本單位，為了保證高低溫、外力沖擊等情況下的工作可靠性和 安全性，需要將多個(gè)電池放在一個(gè)框架中，這種狀態(tài)就被稱為電池模塊。而聚集多個(gè)模塊， 再加上用來管理電池溫度或電壓等的電池管理系統(tǒng)(BMS, Battery Management System)和 冷卻設(shè)備等，就組成了電池包。

因?yàn)殡姵亟M以串聯(lián)和并聯(lián)方式連接的電池單元陣列，這種陣列中儲(chǔ)存了大量的能量，電池電 壓測量變得非常復(fù)雜的因素。據(jù)新浪汽車，以一種比較典型的電動(dòng)車電源組管理方案為例， 該電源組包括 6720 個(gè)鋰離子電池單元，由 8 個(gè) BMIC 芯片實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，每個(gè)芯片可監(jiān)控 12 個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓等參數(shù)信息，BMIC 芯片為 ADI 的主流電池管理芯片 MAX17843，官網(wǎng)顯示售 價(jià)為 9.32 美元。每個(gè)電池單元的容量為 3.54 安培小時(shí) (Ah)，總標(biāo)稱儲(chǔ)能為 100 千瓦小時(shí) （3.54 Ah x 4.2 V x 6720 個(gè)電池單元）。在 96 個(gè)以串聯(lián)形式連接的電池單元組中，每組包 括 70 個(gè)以并聯(lián)方式連接的電池單元，電池電壓為 403.2 V（96 × 4.2 V），容量為 248 Ah （100 kWh/403.2 V 或 3.54 A × 70）。

目前國產(chǎn)動(dòng)力電池 pack 成本高、技術(shù)水平不一，發(fā)展空間廣闊。據(jù)頭豹研究院，國產(chǎn)動(dòng)力 電池 pack 與電芯平均成本雖然逐步下降，但仍與國際一線水平有一定差距，動(dòng)力電池 pack 約占整車成本的 40%-50%，在中國新能源汽車補(bǔ)貼退坡的環(huán)境下，不利于新能源車進(jìn)一步 滲透；動(dòng)力電池 pack 需要根據(jù)不同客戶不同車型進(jìn)行定制化開發(fā)，BMS 方案、熱管理、集 成效率等方面對企業(yè)技術(shù)要求較高；目前中國動(dòng)力電池 pack 廠商技術(shù)水平參差不一，寧德 時(shí)代等龍頭企業(yè)不斷追趕國際一流水平，而大多數(shù)小型生產(chǎn)企業(yè)水平仍然落后，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化 程度有待提升。

中國動(dòng)力電池 pack 具有三大驅(qū)動(dòng)力，有望進(jìn)一步促進(jìn) BMS 行業(yè)技術(shù)和規(guī)模發(fā)展。動(dòng)力電池和動(dòng)力電池 pack 相互促進(jìn)，隨著我國車用動(dòng)力電池需求增長，對動(dòng)力電池的質(zhì)量和數(shù)量 要求均有望進(jìn)一步提高，最終促進(jìn)動(dòng)力電池 pack 技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模擴(kuò)大；外資參與動(dòng)力電池 市場進(jìn)一步行業(yè)良性發(fā)展，中國動(dòng)力電池行業(yè)目前處于高速發(fā)展時(shí)期，據(jù)頭豹研究院，在政 策不斷加持和車企積極布局下，中國動(dòng)力電池已發(fā)展較為成熟，2018 年中國動(dòng)力電池的高 端產(chǎn)能需求為 50.0GWh，國內(nèi)前三大企業(yè)出貨量為 38.0GWh，市場仍存在需求缺口；2018 年 8 月后中國新能源汽車外資股比逐漸放開，日韓電池巨頭三星、LG、松下等將加大對華市 場投資，有望補(bǔ)足供需缺口。電池 pack 上游與下游開展合作，優(yōu)勢互補(bǔ)，電芯企業(yè)全產(chǎn)業(yè) 鏈技術(shù)優(yōu)勢與整車企業(yè)產(chǎn)品銷路優(yōu)勢結(jié)合，有望為我國動(dòng)力電池 pack 市場創(chuàng)造新動(dòng)力。（報(bào)告來源：未來智庫）

4.2. 動(dòng)力 BMS 系統(tǒng)及芯片技術(shù)門檻高、認(rèn)證壁壘高，國內(nèi)企業(yè)加大研發(fā)布局

汽車動(dòng)力電池 BMS 一端與電池相連，另一端與整車控制及電子系統(tǒng)相連，通過 CAN 總線接 口與車載總控制器、電機(jī)控制器、能量控制系統(tǒng)、車載顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)通訊。相比消費(fèi)電池和 儲(chǔ)能電池，動(dòng)力電池需要在高溫、震動(dòng)的環(huán)境中工作，且一般為模組電池，一組具有多節(jié)電 芯，需要處理電芯、碰撞、CAN、水泵、高壓、絕緣等信號(hào)，對可靠性及穩(wěn)定性要求更高。

汽車 BMS 包含多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)。1）電池溫度、電壓是電池的關(guān) 鍵參數(shù)，BMS 的控制是基于該參數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行分析和控制，通過溫度傳感器采集的溫度判斷 電池是否處于過溫狀態(tài)。2）電池總壓的采集可以使用高壓盒，電流的采集可以使用霍爾電 流傳感器、分流器。3）SOX 估算統(tǒng)指電池狀態(tài)估計(jì)，包括 SOC、SOH 和 SOP 估計(jì)，是 BMS 的最核心技術(shù)。據(jù)蓋世汽車研究院，目前部分領(lǐng)先企業(yè)的精度水平最高可達(dá) 3%左右， 國內(nèi)一線 BMS 廠家達(dá) 5%左右，國內(nèi)二線 BMS 廠家為 5～10%左右。

4）目前常用的充電方法有恒流充電、恒壓充電、恒功率充電，整個(gè)充電過程中，BMS 決定 充電電壓和充電電流。5）溫度對電池的影響包括：影響充電能力、功率和能量能力、安全 可靠性、電池壽命和電池壽命周期成本，BMS 熱管理在充放電過程中可以防止出現(xiàn)過壓、過 溫。6）關(guān)于 BMS 的均衡管理，在電動(dòng)汽車中應(yīng)用的動(dòng)力電池由上百串電池串并聯(lián)而成，。 由于電池生產(chǎn)工藝和電化學(xué)的不一致性，隨著電池壽命的衰減及電池日歷壽命的減少，電池 之間的差異必然越來越大，因此 BMS 需要對一致性差的電池進(jìn)行均衡。根據(jù)不同分類標(biāo)準(zhǔn)， 均衡技術(shù)可分為多種。7）診斷模塊對整個(gè)功能進(jìn)行診斷，包括單體電壓、單體溫度、總電 壓、電流、通信狀態(tài)、SOC 等。8）BMS 底層基礎(chǔ)軟件必須具備底層 IO 驅(qū)動(dòng)、CAN 通訊、 安全監(jiān)控復(fù)位、CAN 程序刷新、故障診斷及處理、測量標(biāo)定、芯片自檢等功能。9）BMS 對 信息進(jìn)行處理和篩選，儲(chǔ)存關(guān)鍵信息，如 SOC、充放電次數(shù)等，保持和整車控制器等網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)進(jìn)行通信。

分布式管理架構(gòu)和主動(dòng)均衡管理為汽車 BMS 未來技術(shù)趨勢。由于分布式管理架構(gòu)可復(fù)制性 高，可應(yīng)用于多種不同的車型電池包，有望助力新能源汽車持續(xù)發(fā)展。被動(dòng)均衡管理由于成 本低、復(fù)雜度和故障率低，被國內(nèi)外企業(yè)廣泛運(yùn)用，但主動(dòng)均衡管理效率較高，均衡電流大， 能量耗散少，隨著熱風(fēng)險(xiǎn)和電路復(fù)雜逐漸克服，BMS 有望向主動(dòng)均衡管理過渡。此外，集成 化、通用化、智能化也是 BMS 未來技術(shù)發(fā)展趨勢。

市場逐漸出現(xiàn)汽車無線 BMS解決方案，無線通信接口取代有線 BMS方案中的雙絞線電纜。 隨著技術(shù)進(jìn)步，市場上逐漸出現(xiàn)有線 BMS 和無線 BMS 兩種方案，據(jù)電子發(fā)燒友，在有線 BMS 解決方案中，通常利用雙絞線電纜，以菊花鏈方式連接電池監(jiān)控器，以傳輸從每個(gè)電池 模塊采集的數(shù)據(jù)；而無線 BMS 解決方案則是使用無線通信接口來傳輸這些數(shù)據(jù)。根據(jù) TI 無 線 BMS 方案，無線解決方案使用無線接口，通過無線收發(fā)器器件，將通用異步接收器/發(fā)送 器(UART)數(shù)據(jù)從電池監(jiān)控器傳輸?shù)街鳈C(jī) MCU。兩種解決方案之間的重要區(qū)別在于，有線解 決方案中的雙絞線電纜被替換為無線解決方案中每個(gè) BMU 上的 CC2662R-Q1 器件。

國外龍頭紛紛推出無線 BMS 方案，無線 BMS 或成未來趨勢。2019 年，ADI 公司收購了精 于電源管理技術(shù)的凌力爾特公司，并和通用汽車等整車企業(yè)合作研發(fā)無線 BMS，推出了無線 BMS 系統(tǒng)與平臺(tái)，在電池生產(chǎn)至回收的全周期內(nèi)檢測電池?cái)?shù)據(jù)并分析，使動(dòng)力電池價(jià)值最大 化。2021 年，TI 宣布推出經(jīng) TüV SüD 認(rèn)證的功能安全認(rèn)證的無線 BMS 解決方案，實(shí)現(xiàn)電 池?cái)?shù)據(jù)和控制命令傳輸?shù)臒o線化，其 SimpleLink CC2662R-Q1 無線 MCU 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，基于 Arm Cortex-M4，片上集成了豐富模擬外設(shè)，以及射頻子系統(tǒng)，并集成了專用的 無線 BMS 協(xié)議棧，采用 2.4GHz 頻段并內(nèi)臵 TI-RTOS，從而支持快速組網(wǎng)。

我國汽車 BMS行業(yè)主要經(jīng)歷三個(gè)階段，并逐漸向“智能型 BMS”轉(zhuǎn)變。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院， 我國汽車 BMS 主要經(jīng)歷了技術(shù)探索期、技術(shù)驗(yàn)證期、大規(guī)模應(yīng)用期三個(gè)主要階段。經(jīng)過多 年的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品試驗(yàn)，我國電池管理系統(tǒng)產(chǎn)品的技術(shù)水平得到較大幅度提升，具備熱管 理、充放電管理、安全管理及通信等功能，技術(shù)性能接近國際水平。據(jù)頭豹研究院，隨著汽 車三化不斷發(fā)展?jié)B透，動(dòng)力電池中的 BMS 不再只具有簡單的充放電保護(hù)功能，還逐漸提供 脈沖放電平穩(wěn)、多電芯平衡管理等管理，BMS 逐漸從“保護(hù)型 BMS”向“智能型 BMS“轉(zhuǎn)變。

汽車 BMS 設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn)，行業(yè)存在五大壁壘。據(jù) ADI 官網(wǎng)，為了最大限度的利用電能，并 且充分保證壽命，必須引入復(fù)雜的電池監(jiān)控電路，監(jiān)控電池單元的電壓與溫度，監(jiān)控由多個(gè) 電池單元串聯(lián)而成的電池組的電壓與電流，平衡電池單元之間的電壓，并跨越勢壘傳輸數(shù)據(jù) 信號(hào)，確保電池在驅(qū)動(dòng)和充電時(shí)高效、安全地工作。在高共模電壓和高達(dá)數(shù)百安培開關(guān)瞬變 的情況下，電池管理系統(tǒng)(BMS)必須對不同的電池單元進(jìn)行精確的測量。系統(tǒng)的精度必須達(dá) 到 mV 級(jí)，采樣必須在嚴(yán)格的延遲時(shí)間范圍內(nèi)保持同步，采樣速度和精度都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng) 的效率。系統(tǒng)必須提供安全機(jī)制，以便檢測電池單元、電纜、監(jiān)控電路和通信總線等的故障。 系統(tǒng)還要求 BMS 具備較低功耗以減少對電池電量的消耗，同時(shí)避免加劇電池不平衡，所以 監(jiān)控器 IC 和隔離電路的功耗應(yīng)盡可能低。此外，汽車 BMS 行業(yè)存在技術(shù)、整車廠商認(rèn)證、 品牌、人才、服務(wù)五大壁壘，對 BMS 市場參與者提出更高要求。

汽車 BMS 芯片技術(shù)門檻高，適當(dāng)情況下需符合 ASIL-D 認(rèn)證要求。為保證系統(tǒng)安全有效運(yùn) 行，電池管理芯片需要測量關(guān)鍵電池參數(shù)的端子電壓、充電/放電電流和溫度。測量性能比較 嚴(yán)苛，對每個(gè)電池單元的測量精度需要達(dá)到：電壓誤差為幾毫伏 (mV)，電流誤差幾毫安 (mA)， 溫度誤差小于 1 攝氏度 (℃)。根據(jù) ADI Bill Schweber 文章，實(shí)現(xiàn)的主要功能包括：1）確 定電池組的充電狀態(tài) (SOC) 和健康狀態(tài) (SOH)，從而準(zhǔn)確地預(yù)測電池組的剩余容量（運(yùn)行 時(shí)間）和總預(yù)期壽命；2）提供實(shí)現(xiàn)電池平衡所需的數(shù)據(jù)，電池內(nèi)部存在差異以及不同的位 臵、溫度和老化情況，但可以平衡已充電電池單元之間的電壓。如果不進(jìn)行電池平衡，將導(dǎo) 致電池組性能降低，甚至損壞電池。3）防止許多可能損壞電池并造成諸如車輛及其乘員等 用戶安全問題的情況。汽車安全完整性等級(jí) (ASIL) 是由 ISO 26262 道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定的風(fēng)險(xiǎn)分類方案，該標(biāo)準(zhǔn)改編自 IEC 61508 中關(guān)于汽車工業(yè)的安全完整性等級(jí) (SIL) 規(guī) 定。 BMIC 需要符合相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，并能在適當(dāng)?shù)那闆r下達(dá)到 ASIL-D 汽車應(yīng)用的認(rèn)證 要求，這是汽車領(lǐng)域最高、最嚴(yán)格認(rèn)證級(jí)別。

4.3. 汽車 BIMC 主要硬件電路：主動(dòng)均衡、AFE、MCU、隔離電路等

4.3.1. AFE 模塊：實(shí)現(xiàn)電池信息采集、狀態(tài)監(jiān)測等功能

AFE（模擬前端，Analog Front End Front End）是包含傳感器接口、模擬信號(hào)調(diào)理 （Conditioning，包括阻抗變換、程控增益放大、濾波和極性轉(zhuǎn)換等）電路、模擬多路開關(guān)、 采樣保持器、ADC、數(shù)據(jù)緩存以及控制邏輯等部件的存以及控制邏輯等部件的集成組件。有 些 AFE 還帶有 MCU、DAC 和多種驅(qū)動(dòng)電路和多種驅(qū)動(dòng)電路。

4.3.2. 電池均衡模塊：提升電池續(xù)航時(shí)間和循環(huán)壽命

電池不均衡會(huì)影響電池續(xù)航時(shí)間和電池循環(huán)壽命。電池不均衡表現(xiàn)為多節(jié)電池串聯(lián)時(shí)各節(jié)電 池電壓不相等，尤其在充電末端和放電末端時(shí)表現(xiàn)明顯。當(dāng)滿充容量不同的電池配組串聯(lián)在 一起時(shí)，串聯(lián)充電電流相同，但滿充容量小的那個(gè)電池會(huì)先充到更高電壓，從而表現(xiàn)為各節(jié) 電池電壓不相等。即使?jié)M充容量相同，但 SOC 不同的電池配組串聯(lián)在一起時(shí)，SOC 高的 那節(jié)電池的電壓偏高，從而表現(xiàn)為各節(jié)電池電壓不相等。 即使?jié)M充容量相同、SOC 相同， 但各節(jié)電池的內(nèi)阻 R 不同，則在充放電時(shí) IR 壓差不同，也會(huì)導(dǎo)致電池端電壓不同。此外， 一些外部因素（比如電池組局部受溫或個(gè)體電池之間熱不均衡）也會(huì)導(dǎo)致個(gè)體電池老化速率 不同從而內(nèi)阻不均衡。最終都可能表現(xiàn)為各節(jié)電池電壓不相等。

均衡電路主要包括主動(dòng)均衡、被動(dòng)均衡。主動(dòng)均衡是把電量最多的那節(jié)電芯多出來的電量轉(zhuǎn) 移給電量最少的那節(jié)電芯，或者轉(zhuǎn)移給整串電池，實(shí)現(xiàn)能量回收。被動(dòng)均衡是把電量最多的 那節(jié)電芯多出來的電量通過電阻發(fā)熱消耗掉。

4.3.3. 計(jì)算單元（MCU 等）：實(shí)現(xiàn)控制、計(jì)算等功能

MCU 作為計(jì)算平臺(tái)，需要滿足 AEC-Q100、ISO26262 等認(rèn)證。以 ADI 48V 油電混合 BMS 系統(tǒng)為例，MCU 起到繼電器控制、SOC/SOH 估計(jì)、均衡控制、電芯電壓、電流、溫度數(shù)據(jù) 收集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等作用。相較于消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí) MCU，車規(guī)級(jí) MCU 行業(yè)壁壘更高。據(jù)汽車 人參考，車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體對產(chǎn)品的可靠性、一致性、安全性、穩(wěn)定性和長效性要求較高，研發(fā) 難度較大：汽車行駛的外部溫差較大，對芯片的寬溫控制性能有較高要求；在產(chǎn)品壽命方面， 整車設(shè)計(jì)壽命通常在 15 年及以上，遠(yuǎn)高于消費(fèi)電子產(chǎn)品的壽命需求；在失效率方面，整車 廠對車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體的要求通常是零失效；在安全性方面，汽車電子的高功能安全標(biāo)準(zhǔn)給復(fù)雜 性日益增長的電子系統(tǒng)量產(chǎn)化 提供了足夠的安全保障。車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體的供應(yīng)周期需要覆蓋 整車的全生命周期，供應(yīng)需要可靠、一致且穩(wěn)定，對企業(yè)供應(yīng)鏈配臵和管理方面提出了較高 要求。

4.3.4. 隔離電路：實(shí)現(xiàn)高低壓模塊間電氣隔離

隔離器件實(shí)現(xiàn)高低壓模塊間的電氣隔離，技術(shù)路線包括光耦隔離和數(shù)字隔離。隔離器件是可 以將輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出，以實(shí)現(xiàn)輸入、輸出兩端電氣隔離的一種安規(guī)器件。電氣隔離 能夠保證強(qiáng)電電路和弱電電路之間信號(hào)傳輸?shù)陌踩裕绻麤]有進(jìn)行電氣隔離，一旦發(fā)生故 障，強(qiáng)電電路的電流將直接流到弱電電路，對電路及設(shè)備造成損害。另外，電氣隔離去除了 兩個(gè)電路之間的接地環(huán)路，可以阻斷共模、浪涌等干擾信號(hào)的傳播，讓電子系統(tǒng)具有更高的 安全性和可靠性。高電壓（強(qiáng)電）和低電壓（弱電）之間信號(hào)傳輸?shù)脑O(shè)備大都需要進(jìn)行電氣 隔離并通過安規(guī)認(rèn)證。廣泛應(yīng)用于信息通訊、電力電表、工業(yè)控制、新能源汽車等各個(gè)領(lǐng)域。

4.4. 供需兩端齊助推，國產(chǎn) BMS 前景可期

4.4.1. 供給端：整車廠、電池企業(yè)、第三方 BMS 廠商共同參與

隨著 BMS 市場需求的大幅增加，我國 BMS 廠商數(shù)量逐步增多，產(chǎn)品類型更加豐富，已形 成包含整車廠商、動(dòng)力電池廠商和第三方 BMS 專業(yè)廠商等多種類型 BMS 研發(fā)和生產(chǎn)并行 發(fā)展的完整產(chǎn)業(yè)鏈。一般動(dòng)力電池企業(yè)具備研發(fā)及資金實(shí)力時(shí)會(huì)選擇開發(fā) BMS，比如寧德時(shí) 代、國軒高科等；一線整車企業(yè)一般擁有較大體量，順應(yīng)全球新能源汽車趨勢，選擇開發(fā) BMS 主控單元，在成本和效率方面具有優(yōu)勢，比如比亞迪、吉利等；第三方 BMS 企業(yè)專業(yè)研究 BMS，面向汽車、通信、儲(chǔ)能等多種行業(yè)，具有此類企業(yè)積累大量標(biāo)準(zhǔn)及定制電芯數(shù)據(jù)，目 前第三方企業(yè)參與者較多，但技術(shù)水平參差不齊，國內(nèi)處于領(lǐng)先水平的有科列技術(shù)、均勝電 子、億能電子等。由 2021 年我國 BMS 裝機(jī)量得出，目前國內(nèi) BMS 市場競爭較為集中，專 業(yè)第三方 BMS 企業(yè)的數(shù)量較多，參與 BMS 的電池企業(yè)和整車企業(yè)的數(shù)量較少，但體量較 大。未來 BMS 市場競爭將日漸激烈，據(jù)興泰資本，一方面整車廠和動(dòng)力電池廠可能通過并 購或投資第三方 BMS 企業(yè)涉入 BMS 領(lǐng)域；另一方面，隨著新能源補(bǔ)貼退坡的影響，整車 廠將降成本的壓力傳導(dǎo)至上游動(dòng)力電池企業(yè)和 BMS 企業(yè)，第三方 BMS 企業(yè)將迎來一波洗 牌，沒有自主核心技術(shù)的 BMS 企業(yè)將會(huì)被淘汰出局，只有擁有核心技術(shù)和研發(fā)實(shí)力的第三 方 BMS 企業(yè)才能保持自身專業(yè)優(yōu)勢，獲得整車廠的認(rèn)可。

BMS 可助力電池壽命提升，但仍需降本增效。動(dòng)力電池在技術(shù)上存在如存儲(chǔ)能量擴(kuò)容、電 池使用壽命延長、串并聯(lián)、安全性及電量估算等一系列難點(diǎn)，提高電池性能和延長電池壽命 重要性日益凸顯。新能源車車企注重成本優(yōu)化，而電池成本較高，動(dòng)力電池與車輛使用壽命存在錯(cuò)位，通常動(dòng)力電池在車端可使用 3-8 年，車輛使用壽命則有 8-15 年以上，車輛使用 周期內(nèi)至少替換一次動(dòng)力電池。據(jù)頭豹研究院和電車資源網(wǎng)，電池成本占新能源車成本比例 達(dá) 40%，而動(dòng)力電池成本中 BMS 及熱管理系統(tǒng)占比 10%，同時(shí) BMS 系統(tǒng)所用的 MCU、 ADC、AFE 芯片、隔離芯片、均衡電路等是國產(chǎn)芯片廠商研發(fā)的重點(diǎn)，目前仍被國外廠商壟 斷，BMS 是電池系統(tǒng)的重要部分。此外，通過提高充電循環(huán)次數(shù)（經(jīng)循環(huán)充放電后電量衰減 至指定容量的次數(shù)）、控制充放電平均功率和環(huán)境溫度、減少深度放電（電量用盡）次數(shù)， 有利于提高電池壽命，增加續(xù)航里程，這需要 BMS 進(jìn)一步提高性能。

4.4.2. 需求端：受新能源車滲透率快速提升， BMS 行業(yè)“水漲船高”

新能源汽車主要由電機(jī)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)、電控系統(tǒng)及車身系統(tǒng)組成，其中電機(jī)系統(tǒng)、電池系 統(tǒng)、電控系統(tǒng)構(gòu)成新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)。電機(jī)系統(tǒng)主要包括電機(jī)、減速器、逆變器硬件以 及電機(jī)控制器。電池系統(tǒng)包括電芯、高壓配電單元、電池管理系統(tǒng)（BMS）及線束。電控系 統(tǒng)即整車控制器，可以采集電機(jī)控制系統(tǒng)信號(hào)、電池管理系統(tǒng)信號(hào)、加速踏板信號(hào)和其他部 件信號(hào)，可以綜合分析駕駛員的駕駛意圖并作出響應(yīng)判斷，還可以監(jiān)控下層的各控制器的控 制信號(hào)。車身系統(tǒng)主要包括底盤、車身骨架以及照明、空調(diào)等輔助系統(tǒng)。

新能源車滲透率不斷增加，長續(xù)航、高能量密度、優(yōu)充放電成為主流車企追求目標(biāo)，對 BMS 提出更高要求和需求。據(jù)電池中國網(wǎng)，在碳中和、汽車產(chǎn)業(yè)變革等多重因素推動(dòng)下，主流車企紛紛推出燃油車停售時(shí)間表，2021 年，歐洲電動(dòng)汽車滲透率已達(dá)到 19%；據(jù) Canalys， 2021 年全球 650 萬輛新能源汽車銷量中美國僅占 8%，且其電動(dòng)車滲透率不足 3%，美國政 府不斷推出《重建更好未來計(jì)劃》《美國清潔能源法案》等法案扶持電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)。隨著大眾、 寶馬、通用、本田、福特等主流車企深入布局電動(dòng)化，更長續(xù)航里程、更高能量密度電池、 更好的充放電性能等將成為高端車追求的目標(biāo)，對 BMS 提出更高要求和需求。

CTP技術(shù)逐漸發(fā)展，有利于降低電池成本，進(jìn)一步提高 BMS需求。CTP技術(shù)全稱Cell To Pack， 也叫無模組技術(shù)，即為將電芯直接集成為電池包，從而省去了中間模組環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)電池包一 般采用 “電芯 Cell -模組 Module -電池包 Pack”的三級(jí)成組模式，多步驟成組模式需更多 零部件，成本居高不下。CTP 技術(shù)可以大量減少冗余部件的使用，實(shí)現(xiàn)電池包輕量化設(shè)計(jì)， 據(jù)北極星儲(chǔ)能網(wǎng)，參考 CATL 的 CTP 電池技術(shù)，CTP 技術(shù)可以通過減少制造費(fèi)用和人工費(fèi) 用，進(jìn)而提升生產(chǎn)效率約 50%；同時(shí)還可以減少零部件約 40%。相比傳統(tǒng)電池包，CTP 的 技術(shù)優(yōu)勢在于（1）由于 CTP 電池包沒有標(biāo)準(zhǔn)模組限制，其可用在不同車型上，應(yīng)用范圍廣 泛。（2）CTP 電池包能提高體積利用率，減少內(nèi)部結(jié)構(gòu)組建，系統(tǒng)能量密度也間接提升，其 散熱效果要高于目前小模組電池包。目前 CTP 具有兩種不同的技術(shù)路線：一是徹底取消模 組的方案，以比亞迪刀片電池為代表；二是小模組整合為大模組的方案，以寧德時(shí)代 CTP 技術(shù)為代表。

磷酸鐵鋰電池相較于三元鋰電具有一定的安全優(yōu)勢和成本優(yōu)勢，其 BMS 難度相對較低。市 場主流的動(dòng)力電池選擇方案主要為兩種：1）三元電池+高效的電池管理系統(tǒng) BMS；2）磷酸 鐵鋰電池+相對簡單的電池管理系統(tǒng)。三元電池能量密度更高，但是安全性能稍遜，在過充 和過放時(shí)容易發(fā)生安全問題，三元單體電池容量少、數(shù)量多，解決三元電池的安全問題，不 僅僅靠電芯質(zhì)量的提高，也靠 BMS 技術(shù)。以 CATL 方形為例，其三元電池容量為 6-42AH， 而磷酸鐵鋰電池為 50-200AH，單體容量大，同樣容量的電池包單體數(shù)量越少，BMS 技術(shù)難 度越低。

磷酸鐵鋰裝機(jī)量反超三元鋰電，或?qū)⒁欢ǔ潭冉档透呒夹g(shù)難度 BMS 需求。根據(jù)新能源汽車 網(wǎng)，自 2009 年我國發(fā)展新能源車以來，一直到 2015 年，成本低、循環(huán)壽命高的磷酸鐵鋰 電池一直是主流路線，其占比最高超過 70%。但隨著政策補(bǔ)貼調(diào)整到鼓勵(lì)追求高能量密度， 以及三元鋰電池技術(shù)的進(jìn)步，三元電池憑借高能量密度反客為主，逐漸取代磷酸鐵鋰成為行 業(yè)主流，占比快速提升到 67%。從 2020 年年初以來，磷酸鐵鋰電池的裝機(jī)占比從 38.3%開 始一路追趕三元電池，到 2021 年 6 月份，磷酸鐵鋰的裝機(jī)量實(shí)現(xiàn)反超。由于磷酸鐵鋰電池 對于 BMS 要求較低，其裝機(jī)量的不斷上升，或?qū)⒃谝欢ǔ潭壬蠝p少高技術(shù)難度電池管理系 統(tǒng)的依賴。

受新能源車持續(xù)滲透、CTP 技術(shù)發(fā)展等趨勢推動(dòng)，汽車 BMS 未來市場空間廣闊。據(jù) EV-Volumes 數(shù)據(jù)，2021 年全球新能源車型累計(jì)銷量近 650 萬輛，較去年同期增長 108%； 據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，2021 年中國新能源汽車銷量達(dá) 352.1 萬輛，同比增長 157.57%。根據(jù)一 覽眾咨詢預(yù)測，2025 年中國新能源車 BMS 市場規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá) 87.7 億元，據(jù) QYRearch， 2027 年全球汽車 BMS 市場規(guī)模將達(dá) 884.744 億元，CAGR 為 26.19%，中國汽車 BMS 市 場規(guī)模將達(dá) 382.44 億元，占全球市場規(guī)模比重達(dá) 43.23%，汽車 BMS 行業(yè)有望更上一層樓。（報(bào)告來源：未來智庫）

5. 儲(chǔ)能設(shè)備：BMS 是儲(chǔ)能系統(tǒng)核心組件

5.1. 儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)鏈概述

儲(chǔ)能電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝臵，是電化學(xué)儲(chǔ)能的實(shí)現(xiàn)方式之一。儲(chǔ)能技術(shù)主要包括 熱儲(chǔ)能、電儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等，其中電化學(xué)儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛。通過電化學(xué)儲(chǔ)能 技術(shù)，電能以化學(xué)能的形式存儲(chǔ)下來，并適時(shí)反饋回電力網(wǎng)絡(luò)。從技術(shù)路徑來看，電化學(xué)儲(chǔ) 能的實(shí)現(xiàn)靠儲(chǔ)能電池實(shí)現(xiàn)，儲(chǔ)能電池主要以鋰離子電池、鉛蓄電池和鈉基電池等儲(chǔ)能技術(shù)為 主。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，鋰離子電池在現(xiàn)有電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)中占比 90％，主要分為三元鋰 電池、磷酸鐵鋰電池等。

儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)鏈下游的應(yīng)用場景廣泛，包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)和微電網(wǎng)儲(chǔ)能等場景。其 中，發(fā)電側(cè)包括電力調(diào)峰、可再生能源并網(wǎng)等，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠幫助新能源電站進(jìn)行消納、調(diào) 峰調(diào)頻和平穩(wěn)輸出,減少能量損失，提高電站功率預(yù)測性準(zhǔn)確度，增加經(jīng)濟(jì)效益；電網(wǎng)側(cè)主要 用于高壓變電站、新能源高滲透區(qū)等，可參與調(diào)頻、調(diào)峰、電壓穩(wěn)定、黑啟動(dòng)等電力市場輔 助服務(wù)，獲得相應(yīng)的收益；用戶側(cè)主要適用于大型廠區(qū)、工商業(yè)園區(qū)等儲(chǔ)能項(xiàng)目，幫助用戶 調(diào)節(jié)各分布式電源和充電樁等靈活充放電,平滑負(fù)荷曲線，減少對大電網(wǎng)調(diào)峰和容量備用需求； 微電網(wǎng)則主要利用分布式能源、儲(chǔ)能裝臵和可控負(fù)荷共同組成的低壓網(wǎng)絡(luò)，在微電網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng) 目、無電區(qū)離網(wǎng)儲(chǔ)能等項(xiàng)目上發(fā)揮作用。

與動(dòng)力電池相比，儲(chǔ)能電池對各方面的要求更高。動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池是鋰電池未來發(fā)展?jié)?力最大的領(lǐng)域，動(dòng)力類應(yīng)用在電動(dòng)汽車上，儲(chǔ)能類應(yīng)用在儲(chǔ)能電站上。由于應(yīng)用場景的不同， 現(xiàn)實(shí)應(yīng)用對二者的性能、使用壽命、安全性能和成本等有著更高的需求，未來高循環(huán)壽命電 池或?qū)⒊蔀閮?chǔ)能電池發(fā)展新趨勢。

5.2. 儲(chǔ)能電池 BMS 是電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心組件

電池管理系統(tǒng)（BMS）是電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)電池的監(jiān)測、評估、保 護(hù)以及均衡等。完整的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系 統(tǒng)（EMS）、儲(chǔ)能變流器（PCS）以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。根據(jù)國際能源網(wǎng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的成 本構(gòu)成中，電池是儲(chǔ)能系統(tǒng)最重要的組成部分，成本占比 60%；其次是儲(chǔ)能逆變器，占比 20%，EMS（能量管理系統(tǒng)）占比 10%，BMS（電池管理系統(tǒng)）占比 5%，其他為 5%。

一個(gè)完整的儲(chǔ)能系統(tǒng) BMS 由電池組 BMS，電池簇 BMS 及系統(tǒng) BMS 組成，這種三級(jí) BMS 的設(shè)計(jì)從最大程度上避免了電芯不均衡及其所導(dǎo)致的過充及過放。電池儲(chǔ)能系統(tǒng) BMS 重點(diǎn) 要做好兩個(gè)方面，一是電池的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算，二是電池的均衡。儲(chǔ)能電站提供的電池管理 系統(tǒng)具備雙向主動(dòng)無損均衡功能，均衡電流最大 5A，均衡效率達(dá)到 80%以上，同時(shí)能有效 地篩選出性能異常的單體電池進(jìn)行報(bào)警以便更換，能快速高效的改善電池組的一致性，提高 電池組的使用效率及使用壽命，確保整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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