电池bms未来方向?

电池是新能源汽车行业的关键?BMS笑了!

在新能源汽车发展中,区别于传统燃油汽车的动力电池长期向来被视为发展关键。随着技术创新,市场对动力电池的要求也愈发的高,但动力电池安全保障低、使用寿命短、功率小等问题却成为创新瓶颈。此时,电池管理系统(BMS)作为衔接电池组、整车系统和电机的重要纽带,逐渐被企业视为最核心技术。

电池报废问题严重

近年来,随着新能源汽车产销量的飙升,动力电池作为新能源汽车的心脏也进入高速发展期。据预测,2020年我国新能源汽车保有量将达到500万辆,受此利好提振,从2015年起,中国动力电池行业掀起大规模扩产浪潮,期望在市场高速发展中抢夺先机。

在新能源汽车迅速增长的直接带动下,2016年动力电池产业也迎来了大幅提升,近八成企业实现了利润增长。其中,净利润增幅同比超过100%的企业达到近50家。但与此同时,动力电池产业“小而散”的格局并没有得到解决,高端产能不足低端产能过剩的问题也在进一步加剧。

数据显示,2016年我国动力电池新增产能是2015年的2.8倍,产量同比仅增长82%。如果这些产能全部释放,我国动力电池产能将达到170GWh/年。进入2017年,受补贴政策等多重因素影响,新能源汽车1月销量同比大幅度下滑,动力电池产业也直接受到了影响,行业面临新一轮的整合重组。

此外,中国汽车技术研究中心预测,到2020年前后,我国纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车动力电池累计报废量将达到12万至17万吨。而2009年到2012年间推广的新能源车,已经进入电池报废期,但目前关于报废电池何去何从的问题却始终没有得到妥善解决。

过度的电池报废有可能使得新能源汽车变得不环保,因此关系着新能源汽车行业的发展前景。而延迟电池寿命是解决电池报废问题的关键,而BMS就是其中重要的解决方案。

BMS:新能源汽车发展的关键

BMS被业内称为新能源汽车电池的“大脑”,与动力电池组、整车控制系统共同构成新能源汽车的三大核心技术。

在新能源汽车运行时需要数十或数百节电池配置成一长串,以产生高达 1000V 或更高的电压。这时,电子系统必须能够从电池组中的每节电池向中央处理点发送信息,也即是说BMS可实现从根源控制串联电池,从而进一步提高整个电池系统的安全性和可靠性。

而就动力电池本身而言,高能量密度特性使其成为新能源车辆的主要动力源,但由于生产工艺、使用环境的差异导致电池组的不一致性在使用过程中逐渐扩大,可能出现过充、过放和局部过热的危险,严重影响电池组的使用寿命和安全。

BMS作为保护动力锂离子电池使用安全的控制系统,时刻监控电池的使用状态,通过必要措施缓解电池组的不一致性,为新能源车辆的使用安全提供保障,并延长动力电池的使用寿命。

在此情况下,有业者表示未来企业可将新能源汽车的发展关键从动力电池逐渐落实到电池管理系统。

BMS即将爆发

BMS 是动力和储能电池包中不可或缺的重要部件,其成本平均占据电池组总成本的30%左右。 受益于新能源产业的发展,BMS 的市场规模将快速增长。根据FMI预测,2015 到2025 年全球新能源汽车带来的BMS 市场的CAGR 为21.1%。

事实上,BMS作为一个细分领域发展不过短短四五年的时间。2012-2013年,整个BMS领域的市场规模仅有1-2亿左右。有些整车厂甚至认为BMS系统只是动力电池的附属品,专业的BMS企业生存艰难。

近年来,随着新能源汽车产业的火爆,BMS产业终于站上了国家政策的风口,产业链相关行业对BMS重视程度的不断加大,BMS的竞争愈发激烈。 此外在2015 年11 月,科技部发布了2016 年国家“新能源汽车”试点专项文件,其中BMS 被列为重点研究任务。

随着应用规模的扩大,BMS 的电路板和芯片的更新换代速度、量产规模都将逐步提升,BMS 的价格将缓慢下降,预计在2020 年降至目前的80%左右。根据该预测,到2020 年国内新能源汽车带来的BMS 需求将超过250 亿元。

BMS技术趋势

2016年至2020年,我国新能源汽车产业必将迎来一波汹涌的洗牌潮,以前三五个人有点电气与控制的基础知识,对整车一点都不了解就撸起袖子干BMS的时代已经结束了。从发展趋势来看,汽车的整体发展是智能化、电动化的趋势,因此主机厂要求汽车电子产品 BMS产品导入ISO26262功能安全标准的要求将是无可避免的。在这过程中BMS企业也必然要积极研究车辆行业的技术需求,与主机厂共同成长。

不过,目前,BMS的身份比较尴尬,主机厂对电池企业提出的控制策略要求,电池企业又转移到BMS团队上。现在的趋势是主机厂的动力总成控制部分会直接对BMS提出策略性的要求,以实现主机厂对整车安全控制的掌控。

参考日本、美国主机厂的经验,未来不排除出现电池企业只需提供电芯单体,主机厂直接进行电池系统集成的可能。还有一个大趋势,就是BMS企业需要与主机厂共同研究PACK技术。

那么到底BMS的市场格局如何?未来BMS有哪些技术趋势呢?为更直观具体的解答BMS未来发展趋势,2017年3月31日,合肥工业大学汽车工程技术中心副研究员刘新天作将会在广州增城恒大酒店举办“2017(华南区)新能源汽车暨汽车充电装置核心技术研讨会”,发表关于《动力锂电池管理系统的发展趋势》的演讲。

刘新天博士,合肥工业大学汽车工程技术中心副研究员,从事新能源汽车电控系统研究。曾任国轩高科工程研究院副院长,安徽力高新能源技术有限公司总经理,2012年进入合肥工业大学汽车工程技术研究院,组建新能源汽车电池管理系统团队,主持开发了上汽V80、苏州金龙凌特等多款电动汽车的电池管理系统,所开发的电池管理系统产品累计装车量超过10万台套。曾主持新能源汽车控制系统相关的省部级科技专项、产学研合作项目十余项,累计申报专利37项,其中已授权发明专利7项,发表论文20余篇,其中SCI/EI检索12篇。

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作为从业者之一,这个问题我也是一直在关注。

总的来说,当前情况对于专业的第三方BMS厂家生存比过去更加艰难。有以下几个方面的原因吧:

面临电芯厂的竞争

电芯厂经过激烈的洗牌,格局已经逐渐明朗。强者恒强,弱者更弱的马太效应更加明显。强势电芯厂一般都会有自己的BMS团队,即使主机厂看不上电芯厂的BMS,但是人家电芯价值大阿,捆绑销售有时候主机厂都不得不妥协。

面临主机厂的竞争

前几年大部分主机厂也都认识到BMS的关键作用,正是因为有这种认识大部分主机厂也都有了自己BMS开发团队。这个时期,主机厂有强烈的自己掌控BMS的欲望。买好的电芯,用自己的BMS。另外,也正因为主机厂的深度参与,导致BMS朝着与其他部件集成度更高的方向走,比如二合一,三合一(VCU,MCU,BMS整合一起)。这种集成度,第三方单独做,不具备这个优势,除非跟主机厂联合开发。

当前专业的第三方BMS要么跟电芯厂,要么跟主机厂有深度的捆绑,才好活一点。因为你的这些合作伙伴很多都变成了竞争对手啊。不是竞争对手的这些电芯厂和主机厂他们自己生存困难,也谈不上给第三方BMS厂家带来业务上的根本提升。

熬过冬天,就是春天吗?

当然也不是说完全没希望了,后补贴时代,经过一段时间的

市场化运营,主机厂自己的BMS只能自己用,你不可能让别的车厂用你的,长期下去,这个运营成本肯定是会高过第三方BMS厂家。最后,有可能还是会让第三方生产,但是可能是共同开发。反正此时主机厂掌握了技术,要的是降本了。对于电芯厂同样会有这个成本问题。假以时日吧,但是第三方能否熬过冬天,等到春天呢?在等待中死亡了也未可知。



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投稿时间:2020-09-22  最后更新:2020-10-22

标签:新能源   汽车   电池   主机   动力电池   电池组   企业   趋势   关键   整车

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