BMS基本功能、壁垒、应用及需求分析

电池管理系统（BMS）国产替代迈入深水区，应用领 域持续升维。

BMS 即电池管理系统，其性能优劣直接决定电池组的使用寿 命。一个合适的电池管理系统能够在充分发挥电池优越性能的同 时，给予电池最佳的保护。 电池管理系统的基本功能具体可分为感知、决策以及执行三 个方面，主要是对电池包进行实时监控，采集剩余电量、电池状 态、电流等信息，防止电池过充、过放、过压、过流、过高温， 例如决策层的电池状态分析包含电池荷电状态（SOC）/健康状态 （SOH）估算，通过监测数据做出反馈，指导 BMS 进行控制管理， 执行层的充放电+均衡控制是整个电池管理流程的核心。

电芯监控、荷电状态（SOC）、均衡三大核心技术造就 BMS 行业高壁垒。其中 SOC 估算精度越高，对于相同容量的电池，可 以使电动车有更高里程。高精度 SOC 估算可以使电池组发挥最大 效能，目前最常采用的计算方法有安时积分法和开路电压标定法， 通过建立电池模型和大量的数据采集，将实际数据与计算数据进 行比较，需要长时间大量数据积累。

均衡技术主要分为主动均衡与被动均衡。 被动均衡一般通过 电阻放电的方式，对电压较高的电池进行放电，以热量形式释放 电量，在充电过程中为其他电池争取更多充电时间。主动均衡是 一种复杂的均衡技术，在充电和放电循环期间，使得电池单元内 的电荷得到重新分配，从而缩短充电时间，延长放电使用时间。 主动均衡电路更加复杂，成本更高。 当前国内主流厂商电池管理系统（BMS）系统在荷电状态 （SOC）估算精度上已实现一致，但测量精度以及均衡方式上相 较国外主流厂商具有一定差距。根据佐思产研数据，国外和国内 厂商在电压/电流的测量精度上分别为 0.1%FS 和 0.5%FS， 并且 国外主流厂商采取性能更加优越的主动均衡方式。

BMS 下游应用广泛，具体包括消费端（3C 数码）、动力 电池（电动车）和储能电池（国防军工、可再生能源、通讯、医 疗健康等），电动汽车产业快速成长推动 BMS 的快速发展。 消费端受到快充和 5G 等新技术的拉动，市场规模有望稳步提 升。快充技术能够大大降低充电时间，目前已逐渐成为智能手机 的标配，对 BMS的电量管理能力提出更高的要求。5G技术在丰富 手机功能的同时加入了更多高性能元器件，进一步提升手机能耗， 根据中新经纬数据，截止 2022 年 11 月，5G 手机占比高达 60%。

工业端应用主要包括电动工具、无人机、工业机器人等。根 据 Allied Market Research 统计数据，预计 2027 年全球无线电动 工具市场规模将达到 277亿美元，2020-2027年的年均复合增长率 预计达8.85%。工业机器人领域，根据华经产业研究院预测，预计 到 2023 年全球工业机器人销售额可达 176.1 亿美元。其中，中国 是工业机器人最大的消费国，预计 2023 年销售额可达 589 亿元。

新能源汽车市场快速增长带动了 BMS 需求。 根 据 QYResearch 数据，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%。而从 一览众咨询所公布的数据显示，国内新能源汽车 BMS 市场规模预 计在 2025 年达到 87.7 亿元，2021-2025 年年均复合增长率将为 11.47%。

电化学储能产业链上下游明晰，产业链上游为原材料、设备 提供商，中游为系统集成商及安装商、系统运营商，下游为终端 用户。其中，上游原材料包括正负极材料、电解液、隔膜、结构 件等，设备包括电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系统 （EMS）和储能变流器（PCS）。中游储能系统集成商根据终端用 户需求，将储能设备及配套设施进行整合，并设计出适用于各场 景的储能服务系统。下游终端用户包括发电端如风、光、传统电 站，电网端如电网公司，和用户端如家庭用户、工业园区等三部 分。根据高工产业研究院（GGII）数据显示，2021 年国内储能电 池出货量达到 32GWh。

储能锂电池出货量的增长显著带动了电池管理系统(BMS)设 备的需求。Market and Markets 预计 2027 年以 BMS 为核心的电 池储能系统市场规模将达到 151亿美元，2022-2027年年均复合增长率为 27.97%。根据高工产研的数据，中国储能 BMS 市场规模 预计会在 2025 年达到 178 亿元，2021-2025 年年均复合增长率高 达 47.12%。

电池管理系统(BMS)核心部件电池管理芯片(BMIC)是当前行 业竞争的关键点,先发优势尤为重要。电池管理芯片针对电池提供 电池计量、状态监控及电池保护、充电管理等功能，有效解决荷 电状态估算、电池状态监控、充电状态管理以及电池单体均衡等 问题，以达到保证电池系统的平稳运行并延长电池使用寿命的目 的，主要产品包括电池安全芯片、电池计量芯片、电池充电管理 芯片。

电池管理芯片（BMIC）国产替代需求迫切，2022 年国产化 率较低仅为 10%左右。据 Mordor Intelligence 数据显示，2018 年 全球电池管理芯片市场规模为 68 亿美元，预计到 2024 年将增长至 93 亿美元，年均复合增长率为 5.36%。近年来，随着下游应用 领域不断拓展，客户对电池管理芯片产品的性能要求不断提升， 推动电池管理芯片不断向高精度、低功耗、微型化、智能化方向 发展，未来机遇和挑战并存。