原装畅销·品牌齐全·海量型号·库存充足
联系我们
Contact us
深圳京柏微科技有限公司
BMS干货！一文看懂BMS行业发展趋势：分布式是未来发展趋势
一、BMS（电池管理系统）行业基本概况
电池管理系统（Battery Management System, 即BMS）是针对电动汽车锂电池的管理系统。系统架构是BMS的基础和关键,决定了电池管理系统的性能、寿命、安全和成本。美国托莱多大学提出一个典型的BMS基本结构框图，如下图所示：
BMS结构示意图
根据结构可以将BMS归纳为分散式，集中式以及集成式三大类。由于分布式管理架构可复制性高，可应用于多种不同的车型电池包，有望助力新能源汽车持续发展。被动均衡管理由于成本低、复杂度和故障率低，被国内外企业广泛运用，但主动均衡管理效率较高，均衡电流大，能量耗散少，随着热风险和电路复杂逐渐克服，BMS有望向主动均衡管理过渡。此外，集成化、通用化、智能化也是BMS未来技术发展趋势。
BMS集中式、分布式、半集中式结构比较
二、BMS（电池管理系统）行业产业链
BMS是电池和整车控制器以及驾驶者的沟通桥梁，通过控制接触器控制动力电池组的充放电，并向VCU上报电池系统的基本参数和故障信息。上游材料包括PCB板、芯片、电子元件、线束、LED显示屏等。软件算法依赖于各环节数据积累，是BMS的关键核心。BMS下游应用主要包括：消费电池（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）。
BMS产业链示意图
受益于中国和欧洲市场汽车电动化的快速推进，2016年以来全球新能源汽车销量快速上升，动力电池装机量同步提升。2021年全球动力电池装机量达到296.8Gwh，同比增长102%；中国动力电池装机量达到154.5Gwh，同比增长144%，快于全球平均增速。2022年上半年全球动力电池装机量202GWh，同比增长76%；中国动力电池装机量110.1GWh，同比增长110%。
2016-2022年上半年全球及中国动力电池装机量
资料来源：SNE，动力电池分会，华经产业研究院整理
三、全球BMS（电池管理系统）行业现状分析
近年来全球新能源汽车产量快速增长，带动BMS产品需求爆发。2014-2018年，全球BMS市场规模逐年上升，2019年，受补贴大幅下滑致新能源汽车市场整体增速下降影响，BMS装机量首次出现下滑，由于BMS产品价格的下降，市场规模也降至13.76亿美元。2020年随着新能源汽车重返增长，BMS市场规模随之增长。2021年全球汽车电池管理系统市场规模达33.41亿美元，较上年增长94.36%。
2014-2021年全球BMS（电池管理系统）市场规模及增速
资料来源：华经产业研究院整理
四、中国BMS（电池管理系统）行业现状分析
在国内新能源汽车的快速发展带动下，我国BMS(电池管理系统)市场规模迅速增长。据统计，2021年我国汽车电池管理系统（BMS）规模达到103.08亿元，同比上升138.78%。
2014-2021年中国BMS(电池管理系统)市场规模及增速
资料来源：华经产业研究院整理
国内BMS市场需求量快速攀升，需求量由2014年的8.1万套增长至2021年的354.5万套，期间CAGR达71.57%。
2014-2021年中国BMS(电池管理系统)需求量及增速
资料来源：华经产业研究院整理
我国BMS（电池管理系统）均价近年来整体呈现出下降趋势，2021年我国汽车电池管理系统（BMS）均价为2908元/套。目前由于BMS价格低但是开发成本高，加上部分核心部件受限，除了部分销量较高的车企倾向自制之外，基本都会选择第三方供应商。
2014-2021年中国BMS（电池管理系统）均价走势图
资料来源：华经产业研究院整理
五、BMS（电池管理系统）行业竞争格局
1、装机量排名
从装机量看，2021年我国BMS装机量前五名的企业依次为弗迪电池(比亚迪子公司)、宁德时代、特斯拉、华霆动力和力高技术，CR10为74%，市场集中度较高。弗迪电池和特斯拉是整车厂或具有整车厂背景类型的BMS提供商，宁德时代是电池厂类型的BMS提供商，华霆动力和力高技术是专业第三方BMS提供商。
2021年中国BMS装机量情况
资料来源：NE时代，华经产业研究院整理
六、BMS（电池管理系统）行业趋势
当前BMS仍是电动汽车的核心技术之一。各主机厂、零部件供应商、科研单位等都在持续加大研发力度。在未来的电动汽车竞争中，拥有性能可靠、价格低廉的电池管理系统，是电动汽车的核心竟争力之一。
在众多的BMS架构中，分布式无疑是未来发展的趋势。而菊花链连接的分布式BMS系统,在成本上有较高的优势，未来会有越来越广泛的应用。
随着电动汽车的快速迭代，每一个车型项目重新开发BMS，在时间、成本等方面都是不可行的。基于平台化、模块化的基础上，开发出一个符合战略需要的通用化BMS,是提升产品竞争力的有效方法。
七、BMS（电池管理系统）是那种类型：
根据管理架构分类，BMS产品主要有三种类型：集中式BMS、分布式BMS和半集中式BMS。
集中式
首先是第一类，集中式，也叫一体式
集中式呢就是将整个BMS封装在一个装置内，甩出来导线接到导体电池上。
如图所示
他的优点非常明显，
首先是结构紧凑，往往就是一个盒子
然后价格也比较便宜
还有就是维护比较简单，往往整体更换就可以。
但是也会有不足：
首先就是扩展性差，一个产品定型了想要扩展就得重新设计，
其次呢就是安全隐患，因为线束过多过长，就会造成一系列的安全隐患问题。
模块式
接下来一种是模块式
他与集中式的BMS很相似，但是模块式的BMS被分成很多相同的子模块，每个封装的导线连接整个电池板内部不同的部位吗，监测某一块区域，我们说是功能相同的模块，但是其实也会有一个模块被分配作为主模块，用来管理调度整个电池包并且负责跟外界通讯。其他的从BMS就通过通讯总线来跟主BMS进行通讯，但是他们之间的功能是一样的。
它的优势在于：
1，因为它是相当于将集中的BMS小型化，多个级联，所以拥有集中式的大多数优势，比如说维护方便，价格便宜等等
2，由于单个模块的规模较小，所以子模块到单体电池的导线就会相对较短，可以离电池更近，这样就避免了过长的导线带来的隐患和误差。
3，它还易于扩展，同归哦增加更多的子模块来实现扩展
但是它也有一些缺点，
首先就是需要增加额外的导线，相比于集中式，模块式步进需要跟电池组连接，每个模块之间也需要导线连接。
其次呢，就是成本较高，主要的原因是每个模块的功能是一样的，但是并不是所有的功能都会用到，这就造成了浪费，尤其是从属模块，其实用到的功能并不多
其实我们看到这里也感觉这种结构不是特别合理，于是就有了改进版。
主从式
其实我们看到这里也感觉这种结构不是特别合理，于是就有了改进版。我们把模块按照主从功能不同分开
将从模块用不到的功能去掉，这样就能减少一大笔成本。
主BMS负责的功能相对较多，有计算，预测，决策，通信等，从单元呢，基本上就是只负责测量。这样呢，它可以说是继承了大部分模块式结构的优点，同时还减少了扩展的成本。
分布式
还有一种拓扑结构，跟我们前边讲的略微不同，叫做分布式
在前边的几种拓扑结构中，各种电子设备都不会安装在单体电池上，基本上都是通过甩线过去测量。
但是在分布式系统中，我们的测量单元和其他的电子设备直接安装到和单体电池一体的电路板中，这样的好处是与前边几个相比，BMS与单体电池之间的连线基本上被消灭了。
然后呢跟主从式有点像的是它也会有一个控制器来负责运算，预测，决策等工作。模块之间基于总线进行通讯。在汽车上，我们一般用的就是CAN总线了。
我们的每个单元里边都包含了采集回路，带CAN总线的MCU，可以直接通过总线通讯来收发信息。
它的优势自然是有很多：
首先就是拥有极高的扩展性，可以精细到单体电池的扩展。其次呢就是连接可靠性高，基本上没有什么过长的线缆，电池和测量电路结合紧密，也减小了干扰和误差。安全性也很高。同时也易于维护，哪里坏了的话只需要更换一个很小的单元。
维安（WAYON）作为领先的半导体元器件及保护模块供应商，是全球少数几 家掌握先进防护元件核心技术及为客户提供最优电路保护解决方案的公司之一。
WAYON维安提供各类功率半导体产品，包括500V/ 600V/ 650V/ 700V/ 800V/ 900V/ 950V/ 1050V/ 1200V高压超级结MOSFET（SJ-MOS）系列产品、 600V/ 650V/ 700V高压VDMOS（HV-VDMOS）系列产品、低压功率MOSFET （LV-MOS）系列产品、肖特基二极管（Schottky Diode）等。维安功率半导体 产品采用先进的制造工艺、全球领先的专利封装技术，具有低功耗和高可靠性， 已在充电器、TV、适配器、LED照明、PC、服务器及汽车充电桩等领域得到广泛 应用。
WAYON维安提供应对过电流、过电压、过温及抗电磁干扰的广泛的电路保护产品。包 括自恢复保险丝（PPTC）、瞬态电压抑制器（TVS、SESD Arrays）、多功能集 成保护IC（ESD/EMI）、静电抑制器（ESD）、晶闸管浪涌保护器（TSS）、气 体放电管（GDT）、玻璃放电管（SPG）、片式独石熔断器（Chip Fuse）、温 度保险丝（Thermal Fuse）、陶瓷热敏电阻（CPTC）、防雷模块（SPD）、压 敏电阻（MOV）、PCM保护模块等，应用领域涵盖移动通信、计算机系统、汽 车电子、数字消费类电子、电池、安防监控、仪器仪表、家用、工控设备等。
维安IGBT模块型号表:
电压1200V，电流从100A-600A
100A:WGM100PC120T1
150A:WGM150FC120T1
200A:WGM200HC120T1
300A:WGM300HC120T1
450A:WGM450HD120T1
600A:WGM600HD120T1
