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2017年全球及中国汽车电池管理系统(BMS)行业市场前景研究报告

作者:中国储能网新闻中心 来源:中商产业研究院 发布时间:2018-10-24 浏览:
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一、电池管理系统定义及分类

电动汽车电池管理系统(BMS)是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带,主要对象是二次电池。二次电池存在存储能量少、寿命短、串并联使用问题、使用安全性、电池电量估算困难等问题,因此电池的性能是很复杂的,不同类型的电池特性亦相差很大。

BMS作为连接二次电池与用电器之间的重要纽带,将电池或电池组的监测及管理集于一体,从而确保电池或者电池组的安全可靠,并以最佳状态输出动力。BMS可以实现对电池的实时监控、自动均衡、智能充放电等重要功能,在有效保障电池安全的同时,可以实现对电池剩余电量的监测,是动力电池组中不可或缺的重要部件,对于电动车的正常运行意义重大。

按照BMS 的管理架构来分,BMS 可以分为集中式管理系统、半分布式管理系统和分布式管理系统。集中式管理系统架构比较简单,适用于比较小的电池包,分布式比较适合大电池包,结构复杂成本较高,但安全性、精度上面都有较好的表现,而半分布式是两者的折中,优缺点不是特别明显。总体上来说,BMS 是朝着分布式管理系统在发展的。


BMS 三种架构的比较

资料来源:中商产业研究院

二、全球BMS市场发展概况

(一)全球电动车销售规模

2016年全球电动汽车销量为201.42万辆,相比于2012年的18.26万辆,增长11倍。其中插电式电动汽车(包括纯电动汽车和插电式混合动力汽车)销量为773600辆,比2015年高出42%。

2012-2017年全球电动汽车销售量

数据来源:中商产业研究院

2012-2017年全球插电式电动汽车销售量

数据来源:中商产业研究院

(二)全球锂电池市场规模

锂电池电解液,和锂电池隔膜、正极材料和负极材料并称为锂电池的四大材料,技术壁垒上,石墨类负极材料<电解液<钴酸锂以外的正极材料<隔膜。受益于以手机、笔记本电脑、数码产品等为代表的消费电子产品的旺盛需求,全球锂离子电池产业近几年来一直保持高速增长的态势。2016年全球锂电池市场规模达到245亿美元。

2012-2017年全球锂电池市场规模情况

数据来源:中商产业研究院

三、全球BMS市场现状分析

(一)市场体系

从国外市场来看,BMS与电池一样,是整车厂生产的一个汽车零部件,整车厂置于金字塔顶端。BMS从功能定义的设计开始,就由整车厂牵头主导,然后找第三方设计公司进行产品设计,最后找生产企业进行生产,三方共同决定电池包的BMS匹配方案。

同样,在生产过程中,需要经历工程样件、小批量试生产、大批量生产。在每一个生产过程中,都离不开整车厂与设计公司从中协调、改进、再协调、再改进的往复身影。整个研发时间少则1-2年,多则5-6年。目前戴姆勒-奔驰、宝马、丰田等国际巨头企业均是采用此类体系。

(二)产品特性

从产品自身来看,目前,国外盛行的BMS产品多采用主动式均衡功能设计,价格和技术含量较高,属于未来发展趋势;而中国基本采用被动式均衡功能和不带均衡功能的BMS产品,价格低、功能简单。

目前宝马Mini E、日产聆风、特斯拉Model S及陷入困境的菲斯克Karma电动汽车均采用主动式BMS均衡,不仅能达到电池组均衡目的,监测的精度也高(误差小于0.7%),市场价格为2-3万元/套。

(三)市场竞争格局

BMS 市场主要的参与者为整车企业、汽车零部件企业以及电池企业:整车厂凭借对于整车控制和参数匹配的深刻理解,依靠自身强大的资金实力和技术积累来研发与自己产品需求相匹配的BMS,如特斯拉、丰田Pruis、日产Leaf、通用Volt 等采用的BMS 均是整车厂主导研发的;大型的汽车零部件企业如Bosch、Delphi、Denso、Preh、Calsonic Kansei 等利用自己在相关产品上的研发优势以及与整车厂长期良好的合作关系在BMS 市场上也占据了重要地位;此外BMS 市场上另外一类重要的参与者是电池厂商,如LGC、三星SDI、A123 等,它们的BMS 主要是与自己的电池产品进行配套。

四、中国BMS市场发展概况

(一)中国电动汽车市场分析

2016年,新能源汽车产销分别完成51.65万辆和50.66万辆,比上年同期分别增长51.69%和53.01%。其中纯电动汽车产销分别完成41.73万辆和40.86万辆,比上年同期分别增长63.9%和65.09%;插电式混合动力汽车产销分别完成9.93万辆和9.79万辆,比上年同期分别增长15.73%和17.11%。

2012-2017年中国新能源汽车产销量情况

数据来源:中国汽车工业协会、中商产业研究院

2017年1-8月,中国销售的新能源汽车中,以纯电动汽车为主,占比81.5%,插电式混合动力汽车占18.5%。

2017年中国新能源汽车销量构成情况

数据来源:中国汽车工业协会、中商产业研究院

(二)电动汽车市场趋势

1、两极分化明显

得益于我国环保事业的纵深挺进,并且开局就迎来了政策补贴,所以新能源车企发展事半功倍。如今,补贴退坡,准入门槛浮动,新能源汽车需求更多却也有了更严格的要求,这无疑是对相关车企的质量和技术等系统“硬件”的新一轮考验。在这样的背景下,产品性能,造车技术,整车服务等领域都将成为各企业的争夺点。如此,新能源车企有没有创新力,有没有核心技术,有没有完整产业链就决定了市场份额争夺的最终结果。很显然,在市场加速优胜劣汰条件下,内部分化现象是必然会出现的一次大清洗。

2、电动化标签日渐清晰

新能源汽车产业发展到如今,纵然在续航能力,电池科技,维修和管理等方面还有缺陷,但是仍具备超越传统燃油车的先天优势。哪怕在很长一段时间内,燃油车、混合动力汽车以及纯电动汽车会并存于市场,今后的发展标签依旧会是“电动化”。

3、智能化联网的未来

大数据、物联网、智能家居这样的概念,想必如今的人们已经不再陌生。智能、信息网、自动化这些理念正在走入千家万户,同样的也在渗透汽车行业发展的未来。如果说,无人驾驶汽车从设计到制造都是向未来看齐,那么新能源汽车则是凭借“起步晚”的优势,抢先踏入了科技前沿的领域。

(三)中国锂电池市场分析

1、锂电池市场发展现状分析

随着消费电子及新能源汽车行业形成全球化采购和资源配置格局,锂电池产业正逐步向中国等发展中国家转移。中国等发展中国家在全球锂电池行业的地位迅速提升。在动力锂电池方面,由于中国政府大力支持、市场空间广阔、相关上下游行业配套等因素的共同影响,中国动力锂电池企业在全球动力锂电池领域已拥有举足轻重的地位,市场份额迅速增长。

中国的锂电池市场,比亚迪是动力锂电池领域的霸主,比亚迪公司的动力电池采取自给自足的商业模式,其中很多材料也通过自己生产,尽管凭借自动化程度高,能很好的控制质量,但小规模生产很难降低材料及电池的生产成本,不利于大规模的商业化发展。

2、锂电池的产量分析

新能源汽车市场持续快速扩张的影响,近两年中国锂离子动力电池需求猛涨,动力电池逐步成为锂电池产业增长的主导力量。2016年,锂离子电池产业延续了此前快速发展的势头,产量为62GWh。

锂离子电池两大应用领域——手机和电动汽车的产量呈现不同程度的快速增长。主要下游产品产量快速增长,带动锂离子电池需求猛增,预计2017 年中国锂电池产量将达到81GWh。

2012-2017年中国锂电池产量统计

数据来源:中商产业研究院

五、中国BMS市场规模

(一)中国BMS市场需求情况

2016年新能源汽车生产51.7万辆,销售50.7万辆,比上年同期分别增长51.7%和53%。其中纯电动汽车产销分别完成41.7万辆和40.9万辆,比上年同期分别增长63.9%和65.1%;插电式混合动力汽车产销分别完成9.9万辆和9.8万辆,比上年同期分别增长15.7%和17.1%。中国新能源汽车市场产能的快速释放,带动中国BMS市场的高速发展。2016年,中国汽车领域BMS市场需求量为55.6万套。

(二)中国BMS市场规模分析

2016年,中国新能源汽车电池管理系统(BMS)市场规模为26.46亿元。BMS的使用强烈依赖新能源汽车的产量,受益于国家政策推动,未来市场将实现高速增长。

2012-2017年中国新能源汽车电池管理系统(BMS)市场规模

数据来源:中商产业研究院

六、中国BMS市场前景分析

(一)国家政策助力新能源汽车发展

国家政策强力助推新能源汽车产业发展,产业链进入高速增长期。受益于下游新能源汽车的旺盛需求,动力电池管理系统(BMS)的市场规模随之加速扩大。《<中国制造2025>路线图》明确指出,到2020年,中国自主新能源汽车年销量要突破100万辆,市场份额达到70%以上,国产关键零部件份额分别达到70%(商用车)和50%(乘用车);到2025年,实现与国际先进水平同步的新能源汽车年销量300万辆,市场份额达到80%以上,国产关键零部件份额则分别达到80%(商用车)和60%(乘用车)。

(二)BMS电池安全的核心地位凸显

随着动力电池企业扩产速度的加快以及新能源汽车保有量的迅速增加,BMS的重要性日益突出。BMS在保障动力电池安全及寿命的核心地位越来越被认可。由于具有电池监控、SOC评估和电压均衡三大功能,BMS在保障动力电池安全和提高电池寿命两方面具有无法替代的核心地位,给新能源汽车下游各行业带来了重大利好。

BMS领域的技术门槛较高,没有长期研发积累和大量数据的积淀,难以开发出真正优质的BMS产品。行业内逐渐认识到BMS的重要性,开始慢慢出现专门从事研发电动汽车BMS的公司。

虽然与整个动力电池产业相比,中国的BMS的研发及生产还处于大规模产业化初期,技术水平与国外主流厂商还有一定的差距,但随着业内人士以及资本市场对该领域关注度的不断提升,未来成长空间极大。

(三)行业内并购整合激发更多机会

核心技术与综合服务之间的竞争,给行业内并购整合激发更多机会。整车企业、电芯企业、PACK企业和BMS公司均在BMS业务领域加快了布局步伐。相比较而言,电芯企业在该业务领域的布局中略逊一筹,BMS专业公司在核心技术和运行数据积累方面具有优势,而PACK企业则通过转型专业系统电池服务商提供综合服务。相比而言,整车企业与传统BMS龙头企业的结合有望实现BMS技术积累、运行数据共享和整车参数互通的有效统一,这种车企整合专业BMS公司的模式未来发展前景最为看好。

七、全球及中国主要BMS厂商研究分析

(一)Tesla

特斯拉公司(Tesla)成立于2003年,总部设在美国硅谷。特斯拉在技术上为实现可持续能源供应提供了高效方式,减少全球交通对石油类的依赖;通过开放专利以及与其它汽车厂商合作,大力推动了纯电动汽车在全球的发展。

Tesla在电池方面最核心的技术是电池管理系统。它利用了互联网数据中心技术,其概念是这样的:数据中心把电池连在一起,保证可以均匀地去充电,如果其中有电池坏掉,它可以自行把剩下的电均匀地放在其他的电池上,使得整个电池组的效果非常好。如果去维修,只需要把坏的电池拿出来,换成新的,整个维修成本也会降低。

2017年上半年,特斯拉公司总收入54.86亿美元。

(二)Preh

德国普瑞公司主要生产汽车气候控制、传动控制、传感器和仪表盘等零部件。普瑞公司是专注于为宝马\保时捷\奥迪\兰博基尼\劳斯莱斯——众豪车制造系统的公司。早在2011年,德国普瑞就开始为宝马的混动车型提供BMS方案。2013年,其纯电动和插电式混动BMS方案开始批量应用到宝马i3和i8系列车型上。2015年由华晨宝马生产的之诺1E纯电动车,以及奇瑞汽车生产的艾瑞泽7插电式混动车型均大批量采用普瑞均胜的BMS解决方案。德国普瑞的BMS通过对相关电池的匹配和标定工作,能够应用在不同类型的动力电池上。

(三)比亚迪股份有限公司

比亚迪股份有限公司创立于1995年,分别在香港联合交易所及深圳证券交易所上市,总部位于中国广东深圳。公司主要从事以二次充电电池业务,手机、电脑零部件及组装业务为主的IT产业,以及包含传统燃油汽车及新能源汽车在内的汽车产业,并利用自身技术优势积极发展包括太阳能电站、储能电站、LED及电动叉车在内的其他新能源产品。

比亚迪(BYD)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。

2017年上半年,集团收入约人民币450.38亿元,同比上升0.20%,其中汽车及相关产品业务的收入约人民币231.89亿元,同比下降4.15%;手机部件及组装业务的收入约人民币182.35亿元,同比上升10.09%;二次充电电池及光伏业务的收入约人民币36.13亿元,同比下降13.43%。三大业务占本集团总收入的比例分别为51.5%、40.5%和8%。

(四)深圳市科列技术股份有限公司

深圳市科列技术股份有限公司专注于电动汽车行业,是国内动力锂电池管理系统(BMS)研发、生产、销售的领军企业。公司已经掌握全球领先的动力电池管理系统四大核心技术:主动均衡、无线传输、功能安全和容量管理。2014年,获得高工锂电动力电池行业BMS金球奖;2015年,获得深圳市政府重大项目专项资助和香港特区政府重大开发项目专项资助;2015年7月,公司挂牌新三板上市,成为新三板首家从事电动汽车动力锂电池管理系统生产研发的专业企业。

公司的BMS产品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。

2017 年上半年,公司实现营业收入9684.28 万元,较上年同期下降16.65%。

2012-2017年深圳市科列技术股份有限公司收入统计

数据来源:中商产业研究院

关键字:电池管理系统

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