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文 | 能链研究院

近年来，随着新能源汽车产销量快速增长，以及储能系统大规模应用推广，极大地促进了BMS行业的发展。

无论是结构的复杂度、所搭载电池的单体个数，还是整体对于安全、性能的要求，新能源汽车动力电池和储能电池远高于消费电池。BMS的重要性更为突显。

 QY Research（恒州博智）数据显示，全球汽车BMS市场规模预计到2027年会增至884.74亿元，2021-2027年年均复合增长率高达26.35%。

 GGII(高工产业研究院)预测，至2025年中国储能BMS市场价值达到178亿元（含出口海外），年复合增长率达到47%。 

BMS市场增长空间广阔。

01 BMS，让电池变得更好

BMS(Battery Management System，电池管理系统），通过电压、电流及温度的监控和检测实现对电池系统保护和故障处理功能，延长电池的使用寿命，提高电池的可靠性和效率。被誉为电池的“管家”、“保姆”。

 BMS建立起电池与使用者之间沟通的桥梁，用户通过BMS反馈的信息，控制接触器完成电池组的充放电，及时了解电池系统的基本参数和故障信息。

 BMS通过模块化的方式实现各项功能，包括采集模块、主控模块、通信模块和显示模块等。

 采集模块是BMS的工作基础，通过传感器实现数据采集。

基于采集模块传回的数据，主控模块会进行数据分析，实时动态制定电池管理策略。具有热管理、均衡管理、SOC（电池的电量状态）估算、充放电管理、信息交互等功能。

通信模块负责BMS各模块间通信。

  BMS上游材料包括PCB板、芯片、电子元件、线束、LED显示屏。

BMS系统以电池管理IC(集成电路)为基础构建，芯片技术是BMS产业链核心。MCU(微控制器)和采样IC是最重要的两大元件，两者成本之和占比超过总成本的50%。

采样IC的主要供应为凌特、美信、德州仪器和飞思卡尔等。

从BMS的应用来看，主要分为消费电池、动力电池和储能电池。

前瞻产业研究院数据显示，2020年全球BMS下游应用中，动力电池应用占比达54%，消费电池占比22%，储能及其他电池占比24%。

整体来看，BMS行业未来高速增长。据BusinessWire估计，2021年全球BMS市场规模预计为65.12亿美元，至2026年预计可达131亿美元，CAGR为15%。 

展望未来，数码电池市场成熟，需求趋于稳定。新能源车与储能存在着巨大增量市场，动力电池和储能电池将快速放量，带动BMS高速增长。 

在新能源车带动下，动力电池BMS增速高于整个行业。QY Research数据显示,全球汽车BMS市场规模预计到2027年会增至884.74亿元,2021-2027年年均复合增长率高达26.35%。

最具备看点的还属于储能BMS。根据GGII预测，至2025年中国储能BMS市场价值达到178亿元（含出口海外），年复合增长率达到47%。 

02 动力电池领域

电动汽车上的电池是由一个个小的电池单体（CELL），通过串、并联的方式组成电池组（Module）。电池组对电芯起到支撑、固定和保护的作用。再由多个电池模组最终组成电池包（PACK）。由BMS和热管理系统共同控制和管理，成为车辆的动力电池单元。

比如，一辆85kW‧h版本的Tesla Model S搭载的动力电池单元由接近7000节18650锂电池构成。

电池成本占新能源车成本比例达 40%， BMS 及热管理系统占比 10%，BMS占比6%~8%。

由于电化学属性特征，每一个（方形、软包、圆柱）电池出厂后性能上存在着细微的区别，通常我们称其为一致性差别。成千个电池应用在电动车上，如何能保证每一个电池能充满电、并不会过度充电损害电池是衡量BMS系统的关键。

BMS系统通过传感器收集每一个电池、每一个电池组的电压、电流、温度，估算每一个电池的电量状态SOC(State Of Charge)、功率状态SOP(State Of Power)、健康状态SOH(State of Health)。反映剩余可行驶里程数和电池包老化程度，分配如何为电池充电，作出适时反应, 调节电池的温度。

这个过程说起来简单，但做起来很难。目前部分领先企业的精度水平最高可达 3%左右，国内一线 BMS 厂家达 5%左右，国内二线 BMS 厂家为 5～10%左右。

BMS 包含多项关键核心技术，技术门槛高、认证壁垒高。

BMS 底层基础软件必须具备底层 IO 驱动、CAN 通讯、安全监控复位、CAN 程序刷新、故障诊断及处理、测量标定、芯片自检等功能。

企业需要投入大量的时间、资本进行研发，通过长期地积累、沉淀、大量的实践方能打通产业Know-how，产出优质的产品。

得益于国内新能源车产业蓬勃发展，中国BMS链发展较为完善。

不过，核心的AFE(模拟前端芯片)、ADC（模数转换器）仍依赖于进口，只能生产部分低端MCU(微控制器)，国产替代空间广阔。

 从市场竞争格局来看，集中度逐渐提升。

根据NE时代统计数据，2021年CR5为56.5%，超过一半，行业前五分别为弗迪电池（比亚迪子公司）、宁德时代、特斯拉、华霆动力、力高技术，CR10达74.0%。

2022H1，行业前五排名不变，CR5达61.9%，CR10达77.2%，行业集中度较2021年进一步提升。

 从市场参与主体来看，主要分为三类，分别为整车厂商、动力电池厂商、独立 BMS 生产商。

 产业链整合、整车控制策略，使得BMS成为车企重点考虑的领域。车企研发实力突出，成立专业的BMS研发团队通常不成问题。大部分一线汽车企业都在开发BMS的主控单元。

国内如长安、吉利等车企均有专门的研发团队进行BMS的研发，掌握BMS的核心技术，在成本和效率方面具备较强竞争力。

电芯往往与BMS不分家，电池出厂需要经过大量的测试，而BMS需要大量数据生成模型，电池厂商具备先天优势。

比亚迪、宁德时代、国轩高科、中航锂电等国内动力电池领军企业大多采用 BMS+PACK 模式布局，提供电池组和 BMS 配套。

车企与电池厂体量较大，2021年、2022年上半年BMS装机前三为弗迪电池、宁德时代、特斯拉。

整车厂和电池厂以自主研发或与 BMS供应商合作开发的形式开展业务。

 独立 BMS 生产商目前参与者众多，BMS 产品线可供应多个行业。各家独立 BMS 生产商所占份额相对较低。

整车厂和电池厂加速布局，未来整车厂自供 BMS、电池厂配套出货 BMS，其市场份额将逐步提升，只有掌握核心技术和拥有较强研发实力的第三方厂商才能获得市场认可，与部分整车厂和电池厂绑定，稳定市场份额。

未来动力电池 BMS 行业竞争或将更加激烈。

03 储能BMS

与动力电池相比，由于应用场景的不同，储能电池对各项指标的要求更高。

储能系统更复杂、庞大，充放电深度更深，寿命周期更长，储能BMS需要应对更复杂的能量管理体系。

储能系统对电池性能提出了很高的一致性要求，要求储能BMS具有很强的电池均衡管理能力。
在调频应用场景，SOC等指标直接参与调度决策，需要高精度SOC指标的保证，具备更多辅助设备接入的能力。对干扰能力、数据处理能力、响应速度、数据存储等方面提出了较高的要求。

一个完整的储能BMS系统大多都是三层架构，由电池BMS、电池簇 BMS 及电池簇 BMS 组成，从个体电池到整体的电池管理系统。

底层为单体电池管理层。由电池监控芯片及其附属电路构成，负责采集单体电池的各类信息，计算分析电池的SOC(电池剩余容量)和SOH(电池健康状态)，实现对单体电池的主动均衡，并将单体异常信息上传给主控。

中间层为电池组管理层。收集BMU上传的各种单体电池信息，采集电池组信息。计算分析电池组的SOC和SOH。

上层为电池簇管理层。负责系统内部的整体协调以及与EMS、PCS的外部信息交互，根据外部请求控制整个BMS系统的运行过程。

储能电池BMS所要管理的电源是MWh甚至百MWh级别的，串并联的电池非常多，要将这些电池成千上万枚电池有效地管理起来是一个系统工程。
电芯内部温度采集难、内部状态计算难；大量采样点和线束导致的安全隐患；主动均衡对电压采集精度要求较高，电路结构也较复杂，成本也更高。

未来，随着通讯、大数据和云计算等技术的进步，BMS相关软件算法不断优化。
BMS数据监测可靠性与精度、电池状态的估算、以及安全管理等方面将会大幅提升，BMS朝着高集成化、高精度估算、智能化的趋势发展。

 在储能系统巨大的需求背景下，储能BMS将迎来高速发展契机。

参考资料：

• [1] 安信证券，《市场空间广阔，电池管理芯片国产替代进程加速》 
• [2] 三个皮匠报告，《储能BMS是什么意思?一文读懂储能BMS!》 
• [3] 驱动视界，《电动汽车BMS(电池管理系统)基础知识及产业化情况分析》 
• [4] 新产业智库，《储能榜单：2022储能锂电池BMS出货量排名TOP5》 
• [5] 首创证券，《精准切入BMS，智慧能源+智能网联发展可期》