一、BMS(電池管理系統(tǒng))行業(yè)基本概況
電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, 即BMS)是針對電動汽車鋰電池的管理系統(tǒng)。系統(tǒng)架構是BMS的基礎和關鍵,決定了電池管理系統(tǒng)的性能、壽命、安全和成本。美國托萊多大學提出一個典型的BMS基本結構框圖,如下圖所示:
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根據(jù)結構可以將BMS歸納為分散式,集中式以及集成式三大類。由于分布式管理架構可復制性高,可應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。被動均衡管理由于成本低、復雜度和故障率低,被國內(nèi)外企業(yè)廣泛運用,但主動均衡管理效率較高,均衡電流大,能量耗散少,隨著熱風險和電路復雜逐漸克服,BMS有望向主動均衡管理過渡。此外,集成化、通用化、智能化也是BMS未來技術發(fā)展趨勢。
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二、BMS(電池管理系統(tǒng))行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
BMS是電池和整車控制器以及駕駛者的溝通橋梁,通過控制接觸器控制動力電池組的充放電,并向VCU上報電池系統(tǒng)的基本參數(shù)和故障信息。上游材料包括PCB板、芯片、電子元件、線束、LED顯示屏等。軟件算法依賴于各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)積累,是BMS的關鍵核心。BMS下游應用主要包括:消費電池(3C數(shù)碼)、動力電池(電動車)和儲能電池(國防軍工、可再生能源、通訊、醫(yī)療健康等)。
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受益于中國和歐洲市場汽車電動化的快速推進,2016年以來全球新能源汽車銷量快速上升,動力電池裝機量同步提升。2021年全球動力電池裝機量達到296.8Gwh,同比增長102%;中國動力電池裝機量達到154.5Gwh,同比增長144%,快于全球平均增速。2022年上半年全球動力電池裝機量202GWh,同比增長76%;中國動力電池裝機量110.1GWh,同比增長110%。
資料來源:SNE,動力電池分會,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
三、全球BMS(電池管理系統(tǒng))行業(yè)現(xiàn)狀分析
近年來全球新能源汽車產(chǎn)量快速增長,帶動BMS產(chǎn)品需求爆發(fā)。2014-2018年,全球BMS市場規(guī)模逐年上升,2019年,受補貼大幅下滑致新能源汽車市場整體增速下降影響,BMS裝機量首次出現(xiàn)下滑,由于BMS產(chǎn)品價格的下降,市場規(guī)模也降至13.76億美元。2020年隨著新能源汽車重返增長,BMS市場規(guī)模隨之增長。2021年全球汽車電池管理系統(tǒng)市場規(guī)模達33.41億美元,較上年增長94.36%。
資料來源:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
四、中國BMS(電池管理系統(tǒng))行業(yè)現(xiàn)狀分析
在國內(nèi)新能源汽車的快速發(fā)展帶動下,我國BMS(電池管理系統(tǒng))市場規(guī)模迅速增長。據(jù)統(tǒng)計,2021年我國汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)規(guī)模達到103.08億元,同比上升138.78%。
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國內(nèi)BMS市場需求量快速攀升,需求量由2014年的8.1萬套增長至2021年的354.5萬套,期間CAGR達71.57%。
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我國BMS(電池管理系統(tǒng))均價近年來整體呈現(xiàn)出下降趨勢,2021年我國汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)均價為2908元/套。目前由于BMS價格低但是開發(fā)成本高,加上部分核心部件受限,除了部分銷量較高的車企傾向自制之外,基本都會選擇第三方供應商。
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五、BMS(電池管理系統(tǒng))行業(yè)競爭格局
1、裝機量排名
從裝機量看,2021年我國BMS裝機量前五名的企業(yè)依次為弗迪電池(比亞迪子公司)、寧德時代、特斯拉、華霆動力和力高技術,CR10為74%,市場集中度較高。弗迪電池和特斯拉是整車廠或具有整車廠背景類型的BMS提供商,寧德時代是電池廠類型的BMS提供商,華霆動力和力高技術是專業(yè)第三方BMS提供商。
資料來源:NE時代,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
2、重點企業(yè)——科大國創(chuàng)(300520.SZ)
科大國創(chuàng)的BMS業(yè)務源于2018年的收購,在2019、2020年恰逢新能源車銷量增長乏力的窘境,業(yè)務增長陷入了停滯。但2021年新能源車銷量大幅增長,而公司的核心客戶奇瑞也憑借新能源的東風實現(xiàn)了銷量的快速增長,因此公司的BMS業(yè)務在2021年實現(xiàn)營收3.05億元,同比增長54.04%。
資料來源:公司公告,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
從盈利能力看,科大國創(chuàng)的BMS業(yè)務以軟硬件一體化的方式銷售,毛利率保持在40%左右,高于公司的傳統(tǒng)業(yè)務。
資料來源:公司公告,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
六、BMS(電池管理系統(tǒng))行業(yè)趨勢
當前BMS仍是電動汽車的核心技術之一。各主機廠、零部件供應商、科研單位等都在持續(xù)加大研發(fā)力度。在未來的電動汽車競爭中,擁有性能可靠、價格低廉的電池管理系統(tǒng),是電動汽車的核心竟爭力之一。
在眾多的BMS架構中,分布式無疑是未來發(fā)展的趨勢。而菊花鏈連接的分布式BMS系統(tǒng),在成本上有較高的優(yōu)勢,未來會有越來越廣泛的應用。
隨著電動汽車的快速迭代,每一個車型項目重新開發(fā)BMS,在時間、成本等方面都是不可行的?;谄脚_化、模塊化的基礎上,開發(fā)出一個符合戰(zhàn)略需要的通用化BMS,是提升產(chǎn)品競爭力的有效方法。