我國電池管理系統(tǒng)BMS待突破

近些年來，特斯拉在全球電動汽車市場叱咤風(fēng)云，圈粉無數(shù)，其生產(chǎn)的酷炫跑車“讓全球許多億萬富豪競折腰”。電池中國網(wǎng)發(fā)現(xiàn)，在特斯拉汽車“三大件”中，電池來自于日本松下，電機(jī)來自于中國臺灣供應(yīng)商，只有BMS（電池管理系統(tǒng)）是特斯拉自主研發(fā)的核心技術(shù)。先進(jìn)的BMS技術(shù)，正是特斯拉在全球市場上馳騁縱橫的“殺手锏”，BMS也一直都被特斯拉奉為“最高機(jī)密”。

據(jù)電池中國網(wǎng)了解，特斯拉通過其強(qiáng)大的 BMS 系統(tǒng)，可以有效實(shí)現(xiàn)超過 7000 節(jié) 18650 號電池的一致性管理，達(dá)到高安全性和可靠性目標(biāo)。在電池冷卻、安全、電荷平衡等與 BMS相關(guān)的領(lǐng)域，特斯拉申請的核心專利超過 140 項(xiàng)，由此也造就了特斯拉超強(qiáng)的核心競爭力。

電動“大腦”BMS占據(jù)價值高點(diǎn)

特斯拉為何如此重視BMS？BMS對于電動汽車的重要性至關(guān)重要，如果說把電動汽車比作人體的話，那么電池系統(tǒng)就是心臟，而BMS就是支配其身體運(yùn)作的大腦。BMS時刻對電池狀態(tài)進(jìn)行管理，電池管理系統(tǒng)的質(zhì)量直接影響電池的性能，并影響著整車系統(tǒng)性能。BMS系統(tǒng)的主要任務(wù)是對電池檢測并保證電池安全。某種程度上講，BMS在電池組里的地位，甚至比電芯本體還高。它的先進(jìn)、可靠程度，對電池包能否獲得更長的壽命會起到非常關(guān)鍵的作用。很多電池包的供應(yīng)商，都將其視作打開未來電動車市場的關(guān)鍵技術(shù)之一。

此外，電池中國網(wǎng)了解到，BMS作為汽車動力電池的管理中心，擁有車輛運(yùn)行時動力系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于改進(jìn)提升汽車動力系統(tǒng)，乃至整車性能都具備極高價值，因而占據(jù)了電池產(chǎn)業(yè)鏈的價值高點(diǎn)。

主動式VS被動式技術(shù)路線

就目前來講，國外的BMS產(chǎn)品多采用主動式均衡功能設(shè)計(jì)，主動均衡又稱為無損均衡，能量轉(zhuǎn)移時將單體能量高的部分轉(zhuǎn)移到單體能量低的上面，或用整體能量補(bǔ)充到單體最低的電芯上，在運(yùn)行過程中需要儲能環(huán)節(jié)，讓能量重新均勻分配。這種方式技術(shù)含量高，但是成本也較高。目前國外的寶馬MiniE、日產(chǎn)聆風(fēng)、特斯拉ModelS等車型均采用主動式BMS均衡，不僅能達(dá)到電池組均衡目的，監(jiān)測的精度也高一些。

而目前國內(nèi)企業(yè)采用的大多是被動式均衡功能和不帶均衡功能的BMS產(chǎn)品，使用時將其并聯(lián)在需要進(jìn)行均衡的電池兩端，當(dāng)電池電壓因充電上升到某一設(shè)定值時，啟動開關(guān)接通放電電阻，將多余電量以熱能的形式損耗掉，存在一定的不安全因素，不利于節(jié)能和環(huán)保，但是價格低、功能簡單。

我國BMS領(lǐng)域存在的問題

電池中國網(wǎng)了解到，當(dāng)前歐美發(fā)達(dá)國家總計(jì)只有10多家BMS企業(yè)，而國內(nèi)注冊的BMS生產(chǎn)企業(yè)卻已達(dá)100多家，導(dǎo)致國內(nèi)市場集中度不高、競爭激烈、內(nèi)耗嚴(yán)重、資源浪費(fèi)大、技術(shù)優(yōu)勢不明顯等，呈現(xiàn)“多而不強(qiáng)”局面，整個行業(yè)魚龍混雜。

目前，我國在BMS領(lǐng)域由于技術(shù)參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)缺失或落后于國際標(biāo)準(zhǔn)，缺乏權(quán)威機(jī)構(gòu)對BMS產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證，導(dǎo)致市面上BMS產(chǎn)品良莠不齊。很多企業(yè)的單體、小模塊電池測試結(jié)果符合安全和性能指標(biāo)，而一旦成組后，測試結(jié)果卻差異很大，表現(xiàn)在安全、壽命、放電能力等方面質(zhì)量難以保證。在有國家補(bǔ)貼的背景下，難免讓人擔(dān)憂和質(zhì)疑部分廠家是以套取補(bǔ)貼為目的，損害了產(chǎn)品的安全性。

總體來說，與三電技術(shù)相比，國內(nèi)的BMS技術(shù)還不夠成熟。雖然近年來相關(guān)技術(shù)水平已經(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，但在數(shù)據(jù)的可靠性、SOC的估算精度和安全管理等方面仍有待提高。因此，國內(nèi)大型新能源汽車廠商為確保產(chǎn)品安全，通常會選擇自主研發(fā)電池管理系統(tǒng)或采用具備國際競爭力的德日美企業(yè)的BMS產(chǎn)品。

國內(nèi)BMS市場需求與企業(yè)布局

隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，作為電動汽車核心部件的BMS的需求量也迅猛增加。數(shù)據(jù)顯示，2017年我國新能源汽車BMS約有54億元的市場規(guī)模，預(yù)計(jì)到2020年市場空間有望達(dá)到247億元，到2025年BMS市場規(guī)模將超過500億元。在新能源汽車對動力電池“安全＋高能”的要求下，高效能的動力電池BMS將愈發(fā)受到重視。

電池中國網(wǎng)注意到，國內(nèi)企業(yè)對BMS早有布局，目前國內(nèi)BMS的研發(fā)生產(chǎn)主要集中在三類企業(yè)：第一類是整車廠商及零部件供應(yīng)商，第二類是電池廠商，第三類是專業(yè)BMS廠商；三類企業(yè)研發(fā)制造BMS系統(tǒng)的目的不同，應(yīng)用范圍不同，因此也具有不同的盈利模式和盈利水平。

整車廠商一般通過兼并購、戰(zhàn)略合作等方面進(jìn)入BMS領(lǐng)域，國內(nèi)如長安、北汽、吉利等車企均有專門的研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行BMS的研發(fā)，除了核心技術(shù)的掌握外，在成本和效率方面較其他企業(yè)有較強(qiáng)的競爭力。而國內(nèi)的比亞迪、CATL、中航鋰電、國軒高科等動力電池及相關(guān)企業(yè)均涉足BMS，通常采用“BMS＋PACK”模式，掌握了電芯到電池包的整套核心技術(shù)，具有較強(qiáng)的競爭實(shí)力。相對來講，作為專業(yè)的第三方BMS企業(yè)，技術(shù)積累有天然的優(yōu)勢。目前這類企業(yè)參與者眾多，國內(nèi)處于競爭前列的企業(yè)主要有科列技術(shù)、億能電子、冠拓、力高新能源、華霆動力、上海妙益等。

電池中國網(wǎng)認(rèn)為，BMS技術(shù)關(guān)系到新能源汽車行業(yè)能否順利發(fā)展。BMS具有非常高的技術(shù)門檻，只有經(jīng)過長時間研發(fā)和經(jīng)驗(yàn)積累，才能生產(chǎn)出真正高品質(zhì)的BMS產(chǎn)品。相比于整個動力電池產(chǎn)業(yè)，我國BMS產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平還有一定差距，只有早日突破BMS技術(shù)瓶頸，掌握先進(jìn)核心技術(shù)，我國才能成為名副其實(shí)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國。