BMS(Battery Management System),也就是所謂的電池管理系統(tǒng),是連接電動汽車最核心部件的“電池”與整車的關(guān)鍵紐帶。
BMS作為保護(hù)動力鋰離子電池使用安全的控制系統(tǒng),時(shí)刻監(jiān)控電池的使用狀態(tài),通過必要措施緩解電池組的不一致性,為新能源車輛的使用安全提供保障,并延長動力電池的使用壽命。
BMS的發(fā)展趨勢
BMS是動力和儲能電池包中不可或缺的重要部件,其成本平均占據(jù)電池組總成本的20%左右。受益于新能源產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,BMS的市場規(guī)模正在高速增長。據(jù)預(yù)測,2015 到2025 年全球新能源汽車帶來的BMS 市場的復(fù)合年均增長率將達(dá)到21.1%。
鋰電大數(shù)據(jù)了解到,BMS作為一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域發(fā)展不過短短四五年的時(shí)間。在2012年的時(shí)候,整個(gè)BMS領(lǐng)域的市場規(guī)模僅有1-2億左右。當(dāng)時(shí),有些整車廠甚至認(rèn)為BMS系統(tǒng)只是動力電池的附屬品。專業(yè)的BMS企業(yè)生存艱難。
近年來,隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的火爆,BMS產(chǎn)業(yè)終于站上了國家政策的風(fēng)口,產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)行業(yè)對BMS重視程度的不斷加大,BMS的競爭愈發(fā)激烈。 此外在2015年11月,科技部發(fā)布了2016年國家“新能源汽車”試點(diǎn)專項(xiàng)文件,其中BMS被列為重點(diǎn)研究任務(wù)。
隨著應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大,BMS的電路板和芯片的更新?lián)Q代速度、量產(chǎn)規(guī)模都在快速提升,BMS的價(jià)格也在緩慢下降,預(yù)計(jì)在2020年降至目前的80%左右。但即使降價(jià)之后,到2020年,國內(nèi)新能源汽車帶來的BMS 需求也將超過250億元。
帶動BMS市場快速發(fā)展的原動力,不得不提特斯拉。事實(shí)上,特斯拉汽車“三大件”中,電池來自于松下,電機(jī)來自于臺灣供應(yīng)商,只有電池管理系統(tǒng)是特斯拉自主研發(fā)的核心技術(shù)。2008年-2015年間,特斯拉所申請的核心知識產(chǎn)權(quán)大都與電池管理系統(tǒng)相關(guān)。由此可見電池管理系統(tǒng)對于新能源汽車的重要性。
國內(nèi)BMS市場三足鼎立
核心關(guān)鍵離不開俗稱的“三大件”:發(fā)動機(jī)、底盤以及變速箱,在這“三大件”上,中國技術(shù)落后以德日美為首的國外汽車廠商已是共識。而在新能源電動汽車上也有俗稱的“三大件”:電池、電機(jī)和電控,由于新能源電動汽車在全球范圍內(nèi)仍是較新的行業(yè),各國企業(yè)的起步相差并不大,這也讓我國企業(yè)在新能源電動汽車領(lǐng)域上擁有了與國外企業(yè)一較高下的條件。
在國內(nèi),電池管理系統(tǒng)BMS的研發(fā)生產(chǎn)主要集中在這三類企業(yè):
1、新能源汽車企業(yè),
2、電池PACK企業(yè),
3、專業(yè)BMS企業(yè)。
新能源汽車企業(yè):我國一線整車企業(yè)中或多或少都設(shè)有BMS團(tuán)隊(duì),而其中又以上汽、比亞迪(BYD)為代表。去年4月份上汽朱軍就以明確表示,“電池管理系統(tǒng)應(yīng)該交給整車廠來做”。
現(xiàn)在的新能源整車企業(yè),大多擁有極大的體量與雄厚的研發(fā)實(shí)力,要培養(yǎng)一支完整的BMS團(tuán)隊(duì),并投入大量的研發(fā)費(fèi)用對它們往往并不是問題。例如,2009年上汽成立了專門承擔(dān)新能源開發(fā)任務(wù)的捷能,2013年6月上汽立項(xiàng)做BMS自主研發(fā),上汽在開發(fā)e50的前后4年時(shí)間,就在新能源研發(fā)方面投入了超過60億元。而放眼全球基本一線車企都至少自己來開發(fā)BMS的主控單元,而供應(yīng)商最多只提供到從控級別。
但是,要做好電池管理系統(tǒng)的最大決定因素就是了解電池本身,對電池的深度了解往往會跟電池本身的設(shè)計(jì)體系聯(lián)系起來,而這并不是整車廠所擅長的。建立自己的電池技術(shù)研究中心,構(gòu)建一個(gè)電池實(shí)驗(yàn)室并擁有一套完全屬于自己的評價(jià)和標(biāo)定體系,并不是所有整車廠有耐心做的一件事情。這就限制了其本身對于電池了解的深度。
電池PACK企業(yè):新能源汽車行業(yè)的變革起源于動力電池,BMS系統(tǒng)管理的主要對象也是電池,這是電池PACK企業(yè)在BMS市場中得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。
但是,電池PACK企業(yè)對BMS的研發(fā),如果研發(fā)投入不夠,其自主開發(fā)的成本往往會大于其直接購置第三方BMS的成本,且在條件制約的前提下其自身開發(fā)的可靠性也較難有保證。
專業(yè)BMS企業(yè):第三方BMS公司大多輕資產(chǎn)運(yùn)行,比較專業(yè)完整。雖然這類公司整體人數(shù)不多,但全部非常專業(yè)于BMS。這種齊整的團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu),往往囊括了包括BMS軟硬件開發(fā),測試,電池標(biāo)定等團(tuán)隊(duì),甚至更細(xì)一點(diǎn)的還把軟件進(jìn)一步分為了架構(gòu),驅(qū)動,應(yīng)用層開發(fā)等不同的組,硬件也細(xì)化為包括原理圖設(shè)計(jì),layout等團(tuán)隊(duì),產(chǎn)品上還設(shè)產(chǎn)品經(jīng)理,功能安全分析,電池方面還有專業(yè)的建模專家等等,專業(yè)的人做專業(yè)的事情,而這樣一支專業(yè)健全的團(tuán)隊(duì),往往是一般車企或者電池企業(yè)BMS團(tuán)隊(duì)所不具備的。
第三方BMS公司,針對的客戶也更為復(fù)雜,除了車用領(lǐng)域,還包括了儲能,通信等領(lǐng)域,而他們在不同案例開發(fā)過程中積累的大量的數(shù)據(jù),為其核心算法的設(shè)計(jì)提供了大量的經(jīng)驗(yàn);其設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化的BMS產(chǎn)品往往也能適用于較多的場景,所以針對不同領(lǐng)域項(xiàng)目的快速響應(yīng)能力也成為他們的一大優(yōu)勢。
但是,第三方BMS公司由于其本身的輕資產(chǎn)屬性,相較于另兩方勢力在資本市場往往易成為被并購的一方。截止2017年5月,上汽A股市值3200億,CATL估值近千億,而作為第三方BMS龍頭企業(yè)之一的科列技術(shù)最新一輪融資市值僅有60億元,相較于另兩方龍頭公司來比確實(shí)不在一個(gè)體量。而在資本市場中第三方BMS公司也往往容易成為被并購的一方。
BMS市場需要規(guī)范
與三電技術(shù)相比,BMS還不是很成熟。BMS作為電動汽車關(guān)鍵技術(shù)之一,近年來已經(jīng)有很大提高,很多方面都已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段,但有些部分仍不夠完善,尤其在數(shù)據(jù)的可靠性、SOC的估算精度和安全管理等方面都有待進(jìn)一步改進(jìn)和提高。
另外,目前國內(nèi)的BMS企業(yè)有上百家,而歐美發(fā)達(dá)國家卻只有數(shù)家,大型新能源汽車廠商要么選擇自家研發(fā)的電池管理系統(tǒng),要么采用具備國際競爭力的德日美為首的BMS生產(chǎn)企業(yè)。
國內(nèi)BMS市場技術(shù)參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的缺失,也沒有權(quán)威機(jī)構(gòu)對廠家生產(chǎn)的BMS進(jìn)行權(quán)威檢測,導(dǎo)致了BMS產(chǎn)品的良莠不齊,難以大面積推廣。同時(shí),目前國內(nèi)很多汽車廠商及電池PAC企業(yè)對于BMS的重要性認(rèn)識不足,以為只要各個(gè)單體電池芯能鏈接上,就能保證車輛運(yùn)行,對其安全性心存僥幸,在BMS采購中一味地追求低價(jià)格,為求合同的簽訂,某些不良BMS供應(yīng)商只有降低BMS功能指標(biāo)或干脆閹割部分功能,從而埋下安全隱患,這也是對整個(gè)行業(yè)的不負(fù)責(zé)任和傷害。
只有盡快建立統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),打壓不符合市場要求的生產(chǎn)商,建立健全的檢測體系,電池管理系統(tǒng)和新能源汽車才能擁有可持續(xù)發(fā)展的未來,這也是諸多廠商和消費(fèi)者的訴求。
總的來說,BMS市場正在快速發(fā)展壯大,并且BMS市場是否健康發(fā)展,關(guān)系到新能源汽車行業(yè)能否順利發(fā)展。