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2023年全球及中国BMS行业市场结构分析及下游市场需求规模前景研究预测


1、BMS行业运行特点分析:

1)动力电池材料发展不断提高BMS的技术要求动力电池发展过程存在三个主要阶段,分别是铅酸电池、镍氢电池和锂电池。由于电池是一个复杂的电化学系统,其性能和寿命取决于电极材料、生产工艺、活性物质组成和结构、电池运行状态及工况条件等因素,导致其失效原因众多,因此电池管理系统(BMS)应运而生。

铅酸电池和镍氢电池的发明较早,由于铅酸电池和镍氢电池微过充不会造成极端后果,因此应用于低速车中的铅酸电池不需要过多的电池管理。并且镍氢电池和铅酸电池内部材料相对稳定,对电压和温度采集精度的要求低于锂电池,例如乘用车用锂电池系统BMS的SOC累积误差通常要求不大于5%,商用车用BMS的SOC累积误差不大于8%。相对于锂电池系统,镍氢电池系统SOC估算精度累积误差要求较低,一般要求不大于20%即可。因此早期BMS结构和功能相对简单。随着技术的进步,锂电池凭借高比能量、高效率、使用寿命长的优点,成为新能源汽车的首选电源,新能源汽车行业从电池材料发展的角度对BMS的要求也逐步提高。

锂电池化学特性活跃、材料稳定性较差、电压高(是镍氢电池的3倍,铅酸电池的近2倍)、能量密度高(是镍氢电池的2倍,铅酸电池的近4倍)、对电压敏感,因此锂电池安全管理难度大、安全性要求高。锂电池储能系统是一种具有高度非线性、环境敏感、性能衰减及故障突发等特性的复杂动态系统,所以必须采集每个单体电池的电压,监测到每个电池的温度,因此锂电池BMS的技术更为复杂。锂电池处于过放电或过充电状态下,只要超过一定阈值,便会对电池造成不可扭转的损坏。并且锂电池在高温下运行时无法充满甚至发生漏液、爆炸,过低温导致电解液凝固,不能最大限度地利用能量,因此锂电池BMS的要求更高。

中金企信国际咨询公布的《2023-2029年中国及全球BMS行业市场发展战略分析及投资前景专项预测报告

2)应用领域的发展不断提高BMS的技术要求锂电池BMS因应用领域的不同,相应的重要程度、技术难度和门槛也差异巨大。应用在手机、平板、笔记本电脑、电动工具等消费电子产品中的电池,通常为单串电池组,仅1至2颗电芯。由于所管理的电池组数量较少,其对BMS技术要求也相对较低。

在新能源汽车动力电池领域,由于新能源汽车运行过程中电压要求较高,电池容量要求较大,锂电池单体的电压与容量有限,不能满足新能源汽车的功率与能量需求。因此现阶段新能源汽车主要通过多节电池串并联成为储能系统,其BMS管理的锂电池数量较多,一款75kWh的新能源汽车动力电池组大约需要7000个18650电池或4400个21700电池。在新能源汽车动力电池BMS研发的起步阶段,行业内研发人员曾经尝试将消费电子产品中的“单体电池”管理技术或电动自行车中的“小电池组”管理技术平移到新能源汽车“大功率动力电池组”中。由于“大功率动力电池组”中电池的不一致性、热力场分布的不均匀而增加了电池管理的难度,导致简单的技术平移均告失败。

对于应用于新能源汽车的“大功率动力电池组”,由于锂电池大量生产时品质不易掌握,电池芯出厂时电量即存在微小差异,且随着操作环境、老化、过充、过放等因素,电池间不一致性愈趋明显,从而导致“木桶效应”,即是性能较差的电池会被消耗的更为迅速,加速电池的老化,降低电池的使用寿命,严重时甚至会导致电池变形、爆炸。因此新能源汽车用动力电池BMS不仅运算复杂度增加,而且重要程度更加突出。此外,动力电池系统处于高速运动的汽车上,对电池的功率应和速度、功率特性、SOC估算精度、状态参数计算数量都有更高的要求。因此,新能源汽车动力电池领域的BMS重要程度、技术难度和门槛均相对较高。

3)BMS功能要求不断提升正是由于电池材料的不断发展和电池应用领域的不断拓宽,BMS功能的开发也日趋复杂和多样化。早期的BMS一般只具有监测电池电压、温度、电流的简单功能。随着动力电池在新能源车中应用的推广,对BMS的要求越来越高,BMS的功能也越来越强。经过长时间广泛的研究和装车应用以及人们对电池的认识增强,对电池的管理也日趋有效,BMS的重要性也得到充分的认可。BMS已经从监控系统逐渐向管理系统转变,现阶段BMS具备电池状态监测、电池安全分析、电池状态分析以及电池信息管理全功能的管理能力,全方位保护电池组安全运行,有效延长电池寿命,进而保障相关设备正常运行。

2、全球及中国BMS行业市场现状:近年来全球范围内对绿色环保、可持续发展的重视推动了以“零碳转型”为标志的全球新一轮能源革命。以新能源汽车为代表的交通工具渗透率快速提升,以储能产品为代表的智能微电网也迅速崛起。新能源汽车和储能装置是智能微电网、“互联网+”智慧能源的重要组成和关键支撑,是新一轮能源变革的核心力量。

在新能源汽车用动力电池BMS领域,消费者对于新能源车认可度的不断提升带动了其销量的快速上升,根据中金企信统计数据,2022年全球新能源汽车销量达到1007万辆,同比增长56.37%。根据中国汽车工业协会统计,2022年中国新能源汽车产销量双双突破600万辆,同比增长了95.60%。全球范围内新能源车销量的增长是BMS市场高速增长的主要原因。根据中金企信统计数据,2022年全球新能源车BMS市场规模为37.37亿美元,预计到2026年市场规模将为93亿美元。

2018-2022年全球新能源汽车用动力电池BMS市场需求现状分析

 

数据整理:中金企信国际咨询

国内方面,根据中金企信统计数据,2022年我国新能源汽车用动力电池BMS市场规模为137亿元。未来在新能源汽车持续发展的背景下,我国新能源汽车用动力电池BMS需求还将不断攀升,具有广阔的应用前景。预计到2027年我国新能源汽车用动力电池BMS市场规模将为300亿元。

2018-2022年中国新能源汽车用动力电池BMS市场需求分析

 

数据整理:中金企信国际咨询

3、BMS市场结构分析:目前,新能源汽车用动力电池BMS市场主要参与者有动力电池厂、整车厂商和第三方BMS企业,市场形成了三足鼎立的竞争格局。这三类市场参与者均有各自的优势,电池企业优势在于掌握电池测试的数据,整车厂商的优势在于体量较大,可投入研发的资源较多。公司作为第三方BMS公司,同样占据了一定的市场份额,主要因为公司拥有大量专业从事汽车电子软、硬件研发的技术人员,能够同时接触采用不同技术路线的动力电池、不同车型的项目,分析理解各类电池、车型对BMS的需求,提前形成具有一定广度和深度的技术储备,从而提供更专业、更高效、更有针对性的解决方案。

根据中金企信统计数据,2022年我国整车厂商的BMS产品市场份额占比为48%,电池厂商BMS产品市场份额占比30%,专业第三方BMS厂商BMS产品市场份额占比为22%。

2022年中国BMS市场份额分析

 

数据整理:中金企信国际咨询

2022年全国新能源汽车用动力电池BMS装机量超705.80万套,同比增长99.10%,公司BMS装机量为47.30万套,市场份额为6.70%,排名第四,具体情况如下:

2022年全国BMS厂商市场排名分析

 

数据整理:中金企信国际咨询

4、BMS下游发展趋势分析:BMS细分领域主要包括新能源汽车用动力电池BMS、消费电子BMS和储BMS,其中新能源汽车用动力电池BMS是主要的应用领域,2021年市场份额占比为54%,消费电子用BMS、储能用BMS的市场占比分别为24%、23%。

(1)新能源汽车产销量的增长带动动力电池BMS的增长新能源汽车在过去一百多年的时间内未能获得大规模商业化应用的机会,其主要因素之一是电池技术发展仍未到位,新能源汽车用动力电池无法解决续航短、充电慢等技术难点。进入二十世纪末,受益于锂电池制造技术的发展以及BMS技术的突破,全球新能源汽车开始进入高速发展期。

①全球新能源汽车市场发展情况:新能源汽车实现了交通出行领域电能对化石燃料的替换,实现出行领域的零碳排放。在全球“碳达峰、碳中和”的背景下,发展新能源汽车对于控制碳排放具有十分重要的意义,汽车电动化成为各国家在交通领域长期支持的方向。全球众多国家和地区纷纷出台强有力的政策支持新能源车发展,包括对传统燃油车的禁售设定了时间表,主要情况如下:

全球主要国家或地区传统燃油汽车退出时间表

 

数据整理:中金企信国际咨询

在世界主要汽车大国纷纷加强战略谋划、强化政策支持以及跨国汽车企业加大研发投入、完善产业布局的背景下,近年来,新能源汽车已成为全球汽车产业转型发展的主要方向和促进世界经济持续增长的重要引擎。根据中金企信统计数据全球新能源汽车销量从2018年的199万辆增长至2022年的1,007万辆,在全球经济增长放缓的大背景下,全球新能源汽车销量依然实现了逆势增长,年均复合增长率为50.07%。

在全球各国“碳中和”目标、清洁能源转型等因素的推动下,未来随着新能源汽车支持政策持续推动、技术进步、消费者习惯改变、配套设施等不断普及,新能源汽车销量将持续增长。根据国际能源署(IEA)2021年5月发布全球碳中和路线图,从2020年到2030年全球新能源汽车将增长18倍,2030年全球销量将达到5,500万,从2022年到2030年全球新能源汽车将增长约5倍。各国对传统燃油车在政策上的限制以及新能源汽车性能的不断提升促进了全球范围内新能源汽车销量的快速增长,也将带动了新能源汽车用动力电池BMS的需求增长。

②中国新能源汽车市场发展情况发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。2012年,国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》确立“以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向,当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化”的规划方针。2020年,国务院发布《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,继续强调以纯电动汽车、插电式混合动力(含增程式)汽车、燃料电池汽车为“三纵”,布局整车技术创新链;以动力电池与管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化技术为“三横”,构建关键零部件技术供给体系。

经过多年的布局和发展,我国汽车整车厂商及核心零部件供应商逐步实现新能源汽车产业的弯道超车,改变了在传统燃油汽车领域长期落后于外资品牌的现状。据中国汽车工业协会数据,2020-2022年期间,我国新能源汽车销量分别为137万辆、352万辆和689万辆。在2013年2万辆的基础上实现了94.11%的年度复合增长率。2020年在国内汽车市场受到经济下行冲击的大背景下,国内新能源车销量实现逆势增长13.35%并开始进入高速发展期,2021年我国新能源汽车销量同比增长157.57%。进入2022年,随着终端消费者对新能源汽车的接受程度不断提高,叠加“双积分”政策的约束,各大传统车企纷纷扩大了新能源汽车领域的布局,我国新能源汽车销量达到689万辆,同比增长达到95.60%。中国新能源汽车行业已经从政策驱动转向市场驱动的新阶段,呈现出市场规模和质量双提升的良好发展态势。此外,中国新能源汽车产业快速发展,逐步成为全球汽车产业电动化进程的重要引擎及创新高地。自主品牌强势崛起、产品供给丰富多样、市场份额显著增加,供应链和产业链亦进一步完善并形成优势,重塑了汽车工业发展新格局。随着消费者对新能源汽车的接受程度不断提升,我国新能源汽车也将继续处于加速渗透阶段。基于中国科学院欧阳明高院士的预测,2025年我国新能源汽车销量约为700万至900万辆。到2030年约为1700万至1900万辆。从保有量的情况看,2025年预计超过3000万辆,2030年接近1亿辆,2035年接近2亿辆,2040年接近3亿辆。中国新能源汽车产销规模持续增长带动了BMS等新能源汽车核心部件市场的发展。

(2)动力电池装机规模的增长显示动力电池厂商对动力电池应用领域扩大的信心,将带动动力电池BMS的增长不仅新能源汽车的快速增长带来的动力电池装机量的增加,伴随着电力驱动系统向游轮、货船、轨道交通以及农用机械等领域拓展,我国动力电池产业近年来得到快速发展,电池厂商的扩产计划使得动力电池产能增长速度超过新能源汽车的预计增速。根据中国汽车工业协会统计,2021年我国动力电池装机量共计155GWh,占全球装机量约五成。在全球动力电池装机量前十强的企业中,我国企业占据6席,市场份额约为48%。2025年预计我国动力电池装机量在612GWh左右,2030年预计在1500-2000GWh之间。2022年至2030年动力电池装机容量的增长约为5-7倍,远高于新能源汽车约3-5倍的增长幅度。动力电池装机规模的增长显示动力电池厂商对动力电池应用领域扩大的信心,将带动动力电池BMS的增长。

 

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