2018年中國電池管理系統(tǒng)BMS行業(yè)市場競爭格局及未來市場發(fā)展空間分析【圖】

    電池管理系統(tǒng)（BatteryManagement System, 即BMS）是針對電動汽車鋰電池的管理系統(tǒng)。新能源汽車與傳統(tǒng)燃油汽車的主要差異在于是以動力電池作為主要動力驅(qū)動來源，然而鋰電池大量生產(chǎn)時品質(zhì)不易掌握，電池芯出廠時電量即存在些微差異，且隨著操作環(huán)境、老化、過充、過放等因素，電池間不一致性愈趨明顯，電池效率、壽命變差，嚴重時可能導致起火燃燒等安全問題。隨著人們對新能源車續(xù)航能力以及電池安全性的追求持續(xù)增長，電池管理系統(tǒng)BMS日益受到重視。BMS一般由硬件電路、底層軟件和應用層軟件構(gòu)成，其中硬件電路一般由主控單元（BCU）和從控單元（BMU）組成。BMU負責采集電池的電流、電壓、溫度等相關數(shù)據(jù)并傳輸給BCU進行控制，BCU負責控制動力電池系統(tǒng)以及與其他控制單元進行信息交互。

    一、BMS未來市場發(fā)展空間

    BMS作為汽車動力電池的管理者，擁有車輛運行時動力系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于改進提升汽車動力系統(tǒng)、乃至整車性能都具備極高價值，因而占據(jù)了電池產(chǎn)業(yè)鏈的價值高。

    受益于國家政策推動，新能源汽車行業(yè)近年來迎來井噴式發(fā)展。根據(jù)我國國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》，截至2020年，我國純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力將達200萬輛、累計產(chǎn)銷量超過500萬輛。

    2016年我國新能源汽車產(chǎn)量約為52萬輛，預計2016年至2020年我國新能源汽車市場復合年平均增長率約為40%。截至2025年，我國新能源汽車產(chǎn)銷量將超過500萬輛，全球新能源汽車市場將超過1000萬輛。

    隨著新能源汽車市場規(guī)模的高速發(fā)展，電池安全問題日益凸顯，直接帶動BMS需求的快速擴張。自2009以來，我國新能源汽車安全事故共31例，其中2015年以來發(fā)生17起，在這17起事故中有4起是電池系統(tǒng)的事故、有6起是相關部件的事故、有2起是充電系統(tǒng)缺陷引起的，另外還有5起是違規(guī)改裝或者不當使用引起的。截至2015年底，事故率達到0.17‰，高出世界平均水平一倍多，而2015年發(fā)生的事故中，70%的事故是可以通過有效的電池管理系統(tǒng)減少的。

    受益于新能源汽車高增長紅利， BMS市場規(guī)模三年內(nèi)有望進入爆發(fā)期，長期有望形成數(shù)百億級市場。BMS價格與電芯的類型、電量、電壓等因素有關，在不計算電池封裝的情況下，結(jié)合目前市場現(xiàn)狀看，通常每輛車BMS價格在3000-20000元不等?？蛙囯姵厝萘看?，電壓等級高，BMS較貴；乘用車和專用車電壓等級較低，價格也相對便宜。預計到2020年，中國新能源汽車年銷量將達到200萬輛。對于市場空間測算，假設隨著未來新能源汽車放量下，單車BMS價格在2019年前保持穩(wěn)定，2020年小幅下降。預計新能源乘用車BMS單套價格2,500元，新能源客車BMS單套價格6,000元，專用車BMS單套價格8,000元，2017年新能源汽車BMS約有54億元市場規(guī)模，到2020年市場空間有望達到247億，到2025年BMS市場將超過五百億規(guī)模。

BMS市場規(guī)模測算

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    相關報告：智研咨詢網(wǎng)發(fā)布的《2017-2023年中國汽車動力電池市場研究及發(fā)展前景預測報告》

2017-2025年BMS市場規(guī)模預測（單位：億元）

    預計全球BMS市場規(guī)模將在2020年達到635億元，2017-2022年復合增長率為55%；我國BMS市場規(guī)模將超過200億元，2017-2022年復合增長率為64%

2015-2022年全球新能源汽車銷量（萬輛）

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2015-2022年國內(nèi)新能源乘用車銷量及乘用車BMS單價走勢

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2015-2022年國內(nèi)新能源客車銷量及客車BMS單價

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2015-2022年國內(nèi)新能源專用車銷量及專用車BMS單價

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2015-2022年國內(nèi)BMS市場規(guī)模測算

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2015-2022年海外BMS情況

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2015-2022年全球BMS市場規(guī)模測算

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BMS市場規(guī)模測算

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    綜合自己的測算和三方數(shù)據(jù)來看，未來兩年內(nèi)，BMS市場的主要增長區(qū)域?qū)碜孕履茉窜嚨谋l(fā)核心市場中國，整體增速有望保持在CAGR 60%以上。

    三元鋰電池發(fā)展前景明確，BMS加速爆發(fā)可期

    目前，市場上新能源汽車的動力電池主要分為三元鋰離子動力電池和磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（Li（NiCoMn）O2）三元正極材料的鋰電池。使用三元鋰離子電池的代表企業(yè)如特斯拉，而比亞迪是磷酸鐵鋰電池的主要擁護者。

    三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池對比，能量密度較高，可以增加汽車的續(xù)航里程；放電電壓高，輸出功率較大；抗低溫衰減能力強，在溫度較低的地區(qū)仍然適用。從國際市場來看，除了在美國還有用磷酸鐵鋰的部分小眾車型外，現(xiàn)在日本、歐美的主流新能源汽車廠商推出的車型均采用了三元材料；我國新能源汽車市場中，除了比亞迪和上汽外，其他廠商已經(jīng)全面轉(zhuǎn)向三元材料。此外，比亞迪已從2016年開始測試三元電池；上汽在E50上已經(jīng)開始使用三元電池，并且表示下一代車型會全部換用三元電池。此外，根據(jù)《國家重點研發(fā)計劃新能源汽車重點專項實施方案（征求意見稿）》規(guī)定，動力電池的單體比能量2015年底達到200瓦時/公斤，比2010年提高一倍；2020年達到300瓦時/公斤，磷酸鐵鋰的理論能量密度在100-150wh/kg,三元材料鋰電池更加接近于這一指標。因此三元鋰電池是一個非常明確的新能源汽車動力電池發(fā)展方向。

動力鋰電池發(fā)展趨勢

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    2016年磷酸鐵鋰電池出貨20.33GWh，三元電池貨出貨6.29GWh，占總出貨量的比例分別為73%和22%，2015年的出貨量比例是69%和27%，然而這個比例是建立在2016年三元材料在商用車上被禁用前提下，該比例一定程度上反映了三元電池良好的市場景氣度。工信部在新能源汽車推廣應用安全監(jiān)管工作的宣貫會上宣布自2017年1月1日起，新電請《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》的使用三元電池的客車，需補交第三方檢測報告，該信息也被視為三元電池即將解封的導火索，市場認為三元材料在未來將進一步放量增長。

    高溫下三元材料易燃，存在的安全風險比較大。特斯拉采用的鎳鈷鋁三元材料18650電池在180℃以上會出現(xiàn)自燃，而磷酸鐵鋰材料到了250℃以上才會出現(xiàn)放熱現(xiàn)象,安全性相對較高。同時，三元鋰材料的化學反應會釋放出氧分子,在高溫作用下促進電解液迅速燃燒,發(fā)生連鎖反應；磷酸鐵鋰發(fā)生分解時不會釋放氧分子，燃燒劇烈程度較弱。由于客車所需電池容量較大，且三元材料較不穩(wěn)定，在2016年中國電動車百人會上，工信部表示將組織開展對三元鋰電池的風險評估，在評估完成前，暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄。隨著BMS技術成熟，電池管理系統(tǒng)可以更為有效的監(jiān)控動力電池狀態(tài)，降低三元鋰電池的風險，隨著三元鋰電池的放量，市場對BMS的需求將加速爆發(fā)，未來市場前景可期。

    二、BMS行業(yè)市場競爭格局

    在消費電子產(chǎn)品時代，單個電子產(chǎn)品使用的電池容量小、數(shù)量少，BMS通常隸屬于電池PACK廠商；2008年之前，新能源汽車剛剛興起的時候，由于BMS領域技術門口較高，BMS的研發(fā)生產(chǎn)仍以整車廠或者電池PACK廠商自行設計為主；近年來，由于新能源汽車電池安全事故頻發(fā)，BMS的重要性不斷上升，已成為新能源汽車三大核心技術之一，被稱作動力電池系統(tǒng)的“大腦”。鑒于對新能源汽車有著舉足輕重的影響，BMS行業(yè)不斷吸引著更多玩家加入。目前在全球BMS市場，主要有三類企業(yè)參與：第一類是專業(yè)BMS廠商，第二類是電池廠商，第三類是整車廠商。

    對BMS提供商進行定性分析，發(fā)現(xiàn)國際BMS市場的行業(yè)集中度已經(jīng)較高，其中具有技術優(yōu)勢的大型車廠與第三方汽車零部件供應商占據(jù)主要市場。

    具體而言，在大型車廠方面，一些國際汽車巨頭選擇自主研發(fā)生產(chǎn)BMS，代表企業(yè)有特斯拉、本田、現(xiàn)代等。車廠自主研發(fā)BMS具有兩方面先發(fā)優(yōu)勢：體量優(yōu)勢與技術壁壘優(yōu)勢。首先，BMS領域技術門檻較高，優(yōu)質(zhì)的BMS產(chǎn)品需要長期的研發(fā)積累與大量的數(shù)據(jù)積淀。新能源汽車廠商擁有極大體量與雄厚的研發(fā)實力，能夠給BMS團隊提供有力支持。此外，車廠擁有的汽車運行參數(shù)反饋數(shù)據(jù)庫，對BMS的進一步完善極具意義。優(yōu)秀的BMS產(chǎn)品可以為車廠贏得技術壁壘優(yōu)勢，例如特斯拉BMS系統(tǒng)，可以有效實現(xiàn)超過7000節(jié)18650號電池的一致性管理，達到高安全性和可靠性目標，在電池冷卻、安全、電荷平衡等與BMS相關的領域，特斯拉電請的核心專利超過140項，因此BMS技術是特斯拉的核心競爭力之一，并為其筑得較高技術壁壘。

    在專業(yè)BMS廠商方面，以Denso、Preh為代表的傳統(tǒng)汽車零部件廠商憑借在整車廠供應鏈中的重要地位，已經(jīng)搶占了先機。前者作為豐田汽車最重要的零部件供應商，先后為Prius、Camry Hybrid等車型提供電池管理模塊；后者主要為寶馬I系純電動車配套電池管理系統(tǒng)。電池廠商中，LGC與通用、福特、沃爾沃等多家企業(yè)建立了合作關系，為其提供動力電池組并配套BMS。

    目前我國BMS企業(yè)有上百家，然而市場集中度不高、競爭激烈、技術優(yōu)勢不明顯，呈現(xiàn)“多而不強”特點。此外，目前我國由于技術參數(shù)、標準缺失或落后于國際標準，缺乏權(quán)威機構(gòu)對BMS產(chǎn)品進行認證，導致了市面上BMS產(chǎn)品良莠不齊。大型新能源汽車廠商為確保產(chǎn)品安全，通常會選擇自主研發(fā)電池管理系統(tǒng)或采用具備國際競爭力的德日美為首的BMS生產(chǎn)企業(yè)。具體而言，我國BMS市場供應商情況如下：

    1、整車廠商：整車企業(yè)對電芯的參與較少，一般通過兼并購、戰(zhàn)略合作等方面進入，而BMS則為大的企業(yè)重點考慮的領域。國內(nèi)如長安、北汽、吉利等車企均有專門的研發(fā)團隊進行BMS的研發(fā)，除了核心技術的掌握外，在成本和效率方面較其他企業(yè)有較強的競爭力。

    2、動力電芯廠商：目前國內(nèi)第一梯隊動力電池企業(yè)均涉足，且大多是“BMS+PACK”模式，掌握了動力電池電芯到電池包的整套核心技術，具有較強的競爭實力。代表企業(yè)有BYD、CATL、中航鋰電、國軒等。

    3、專業(yè)BMS廠商：目前國內(nèi)第三方BMS廠商仍占據(jù)主要位置。一部分由動力電池BMS企業(yè)，另一部分是傳統(tǒng)數(shù)碼電池及BMS企業(yè)轉(zhuǎn)型而來。相對來講，作為專業(yè)的第三方BMS企業(yè)，技術積累有天然的優(yōu)勢。目前這類企業(yè)參與者眾多，但技術相差較大，國內(nèi)處于競爭前列的企業(yè)主要有科列技術、億能電子、冠拓、力高新能源、華霆動力、上海妙益等。

    2015年新能源汽車廠商BMS裝機量占總量的21%，電池廠商的裝機量份額為37%，而專業(yè)BMS廠商占42%份額。

2017-2025年新能源汽車產(chǎn)量預測（單位：萬輛）

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    BMS市場未來細化分工已成必然。細化分工的邏輯主要在于BMS的技術壁壘較高，核心競爭力在于算法，且標準化程度較高，相同的BMS軟件可以應用于不同車型。新能源汽車的核心在于動力驅(qū)動系統(tǒng)，而動力驅(qū)動系統(tǒng)的核心在于電池，電池管理系統(tǒng)可以有效的延長電池使用壽命以及提高其安全性。電池管理系統(tǒng)的規(guī)?；a(chǎn)可以有效降低汽車成本，有利于數(shù)據(jù)的反饋與整合，有利于整個行業(yè)生態(tài)發(fā)展。

新能源汽車成本構(gòu)成

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新能源汽車動力電池系統(tǒng)成本構(gòu)成

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    另一方面，由于電池管理對于新能源汽車安全保障具有重大意義，而當前國內(nèi)落后和缺失的BMS行業(yè)標準已經(jīng)無法滿足安全要求，出臺更嚴格的標準和認證制度迫在眉睫。2016年，工信部發(fā)言人已經(jīng)表示：國家已經(jīng)組織制定了電動汽車遠程監(jiān)控標準，并且電動客車安全條件即將發(fā)布實施。電池管理系統(tǒng)技術條件、動力電池的編碼、規(guī)格尺寸等標準正在編制、修訂，并且也要盡快出臺。與此同時，正在組織修訂新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)品準入規(guī)則，擬大幅度提高企業(yè)的研發(fā)能力和生產(chǎn)條件要求，提高性能和安全的要求。

    隨著國家對BMS標準出臺，將長期利好具備核心技術實力的第三方BMS廠商。當BMS產(chǎn)品的國家標準制定之后，通過標準認證的第三方BMS廠商將無需擔憂市場對其產(chǎn)品的質(zhì)疑，憑借專業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)，競爭力將愈發(fā)凸顯。而車廠作為集成商，也可以更放心地使用通過標準認證的第三方BMS產(chǎn)品而無需自己研發(fā)，轉(zhuǎn)而把重點放在BMS系統(tǒng)與整車系統(tǒng)的銜接以及整車性能的提升上。此外，由于電池pack廠商屬于電化學行業(yè)，主營業(yè)務資金投入較重，在行業(yè)細化分工后，其資金配置難以具備深度研發(fā)BMS的能力，并不具備技術和成本優(yōu)勢。