在“2023xEV电池技术论坛暨新能源光储充融合产业大会”这个活动当中, NE时代的资深分析师尹昊越, 他以《新能源汽车BMS市场趋势》作为主题, 开展了分享这一行为。
这个报告主要存在三个部分, 其中涵盖了BMS行业背景, 还有市场竞争格局, 以及未来市场趋势展望。
BMS行业背景
依据趋势而言, 新能源汽车市场渗透率逐渐逼近40%, 汽车市场整体呈现向着良好方向发展的态势。
处于新能源汽车情况之下, 不同价位型车当中内卷程度加剧, 有百分之七十五的新能源车都汇集到十万至三十万这个价钱范围, 特别是集中于十万至十五万, A级车的整个市场内里最为集中。上面那图右边部分是销量处于Top位置的车型, 竞争者或者是行业头部的存在, 在对这些市场展开竞争之际, 最能够进行比拼较量的就是价格了。
对于电池部分, 在我们运用容量制作了一个趋势图后发觉, 小容量的电芯呈现出减少的态势, 130至170Ah的电芯已然成为一种趋势, 其规模化特征显著, 并且属于平台化的产品。通过一款电芯去适配一系列车型, 电芯的平台化使得大电芯的优势得以进一步突显, 故而我们所看到的电芯容量的趋势是, 份额较小的电芯出货量将会进一步降低, 会进一步地朝着大电芯以及拥有规模化优势的电芯方向进行集中。
再除去电芯容量的趋势不谈, 我们察觉到如今的车辆基本上配备了100至200个电芯, 其数量范围是从90串直至120串, 而这就是最为主要的电芯分布情况了。这个当中纯电车占据主导地位, 其占比为60%至70%, 售价处于10万至15万这个区间范围内, 已然能够相当出色地适配这个电芯个数；再者是电压平台, 经过我大致的区分划分, 重点关注的是高压部分, 300V到400V的平台占比能去到75%, 大于400V的类型里, 600V - 700V的高压平台正处于上升态势, 当前所拥有的数据达到了15%, 对于更高电压的情况, 可以依照此种规律去推断更高档次快充未来会呈现怎样的占比；另外是电池容量平台, 小容量的A00、A0级车在今年的销量成效并不高, 单车所携带的电量基本上是在40 - 60kWh, 这作为标准配置, 已经是极为成熟的一种状态了。已占到30%的大于60kWh这个部分, 以往我们认为此车的电池是价值最高的, 多携带一些电量, 必定会出现价格上涨非常显著的情况, 实际上不但车企在进行价格方面的比拼, 亦在进行带电量的比拼。本人身为一名电动车消费者, 就自身感受而言, 电量所引发的焦虑着实并非特别严重, 我发觉大电池包在此层面具备较为良好的发展态势；其四是三元与铁锂, 该数据乃是我们长久以来一直在着重强调的, 铁锂在各方面性能上均能够极为出色地替代三元, 在早期铁锂尚不成熟之际是以三元为主导, 现今铁锂已然占据了绝对优势, 在下一代新材料体系问世之前, 大致可以认定铁锂的确是行业内一个极为成熟, 并且极为全面的解决方案。
BMS适用性由电池决定, 对于BMS而言, 早期标准不太成熟时, 我们进行了一系列测试, 2020年标准迭代, 增加了电气适应性能, 电池间性能有所变动, 还增添了之前提及的5分钟不起火不爆炸的要求, 这都表明政策标准在不断完善, 同时提升了BMS体系能力。具体来说, 前面提到的材料、汽车类型、大电池包, 也对BMS提出了更高要求。因为铁锂本身存在充放电电压平台方面的情况, 在保证同样的测量精度, 也就是同为5毫伏与同为10毫伏这种条件下, 铁锂所呈现出来的测量误差相较于三元会更大，所以相应地铁锂电池包其所需的需要更高的电压传感精度。
要知道, 这里面还有个情况, 就是电压监测这一行为, 会在同一时间对SOC监测产生影响, 所以, 铁锂这种情况, 针对BMS的要求也就变得更高起来。虽说目前混动的占比是少数, 可混动对于BMS的要求很有可能是更多的, 这是为啥? 原来, 是因为一系列的工况, 相较于纯电而言更加复杂, 电流采样频率也是不一样的, 使用的还是功率型电芯, 温度采样频率更高, 而这些方面都会直接对BMS硬件造成影响。还有大电池包加大型电芯这种组合, 对于BMS来说是有着一定好处的, 只要电芯的个数减少了, 那么与之对应的采样间隔以及频率, 相对来说都能够有比较不错的平衡。另外存在一个问题, 用以采样的精度应当予以提升, 而电芯方面的精度则要有所减少, 电池包所具有的电量是较高的状况, 对于它的安全性必须要将其控制工作做到很好。
紧接着是高压以及快充, 高压平台存在安规要求, 更大的高压情形下, 要解决EMC问题, 这属于电子层需要思索的范畴, 特别是能量体系方面, 另外, 更多数额的电芯, 数据量同样更大, 我必须确保传输的时间间隔, 通信速率肯定也要达成, 快充对于充电过程以及各个环节信号传输均有要求, 不管是政策层面, 还是市场电池环境, 都对BMS提出了更高的要求。
谈谈对于BMS产品困局, 我们所进行的深入思考, 那便是在确保拥有更加精准测量性能这个层面, 以及达成格外好的预期使用效果方面, 都非常需要匹配迎合更多多种类别的硬件, 不管所涉及的AFE个数究竟是几何, 也不管单个AFE最终所呈现出的能力强弱怎样, 当这些硬件数量与性能有所提升之际, 很大程度上会促使BMS成本不断增加, 查看右边所展示的成本分布状况图, 会发现其占比高达77%, 甚至可能还要更高, 当然啦, 因车型存在差异, 设计也各有不同，所以具体的占比情况也会各不相同。当下处在成本如此之高的状况下, 若进一步提升硬件, 那剩余的利润将会极为稀少。而且, 无论怎样去提高BMS性能, 最终所获得的益处也是有限的。即便精度继续往上升, 其边际收益却是相当微小的。当采样误差从百分之五减小到百分之一时, 其收益很可能颇为可观。然而要是再想继续往下减小, 就需要大量的硬件投入, 如此一来成本瞬间就会大幅增加, 增多很多。
BMS市场竞争格局
按照BMS产业链, 我们梳理出三个大环节, 先是上游组建, 接着是PCB代工/系统集成, 最后是电池包及整车集成。整体划分为三类企业, 这些企业并非仅仅在这样一个环节拥有自身的产品或者价值。
处于上游的是各类外资企业, 还有一些本土的优秀企业, 处于中间的是代工与软件组合而成的公司, 处于下游的是电池厂、整车厂。这三类公司聚集在一起, 所有人都能够参与到BMS的解决方案当中, 和中游相比较, 上下游的核心优势更为显著。上游把控着核心原材料, 下游掌控着核心需求。在参与者众多的BMS行业里, 在供应格局方面, BMS企业极其想要绑定大客户, 车企特别需要分散自身的供应链。在这样的供配关系情形之下, BMS企业, 或者是其中的供应商, 若想突出重围, 就必须比拼规模, 只有具备规模, 才存在比拼成本的可能性, 所以自然而然地会全力竭力去绑定大客户。
有着三种类型的BMS企业, 事实上呈现出来的反响是车企采购模式存在差别, 我们在此进行五种模式的列举。
第一种，全部外包，交钥匙方案；
第二种，车企自己生产硬件，其他软件、算法由供应商来；
第三种，车企只是单独完成软件应用层开发；
第四种，车企单独找一个代工厂，完成其他所有部分的开发；
第五种，车企完全自主。
就采用这些模式的企业数量而言, 第二种基本不见踪影, 数量最多的是第一种, 这表明众多车企对具备完整解决方案的供应商存在需求。与此同时, 车企自身的布局极为繁杂, 最根本的是车企针对电池包管理的一系列信息, 起码必须开发应用层软件, 更为激进、能力愈发强大的车企则可以选择底层软件, 其中涵盖 PCB 硬件设计, 实力最强的, 例如比亚迪那样拥有完全自主产业链, 得以自主进行生产制造。在这样的既定模式支配下, 尽管整体外采倾向较为突出, 但实际上那些极具竞争实力的车企确实会自行开展相关业务, 进行自主研发与生产?
我们依据实际出货份额, 同样依照这三类企业进行了区分, 车企出货BMS的比例逐步提高, 另外, 第三方企业的份额变小, 电池企业的份额也变小, 电池企业下降幅度更大, 其部分成因是车企在自身布局的同时, 于过渡期、自身转型期, 为培育自身能力, 决定选择更契合自己的第三方供应商。在这类背景情形之下, 我们能够发觉, 原本流畅的制造流程, 被车企所具备的各式各样、不尽相同的需求, 以及其各自不同的开发思路给打散弄乱了, 有一部分车企开始自行去开展行动, 而给予第三方供应商的份额将会变得更分散一些, 更零碎一些 , 有差异一些。
究竟达到什么样标准的产品, 才能够充分契合车企的需求呢? 在当前阶段, 存在两个要点颇为值得予以关注, 其一, 技术先进性并非仅仅取决于产品精度究竟有多高, 技术先进性有可能体现在平台规划方面, 即需比车企的半代或者一代产品更为领先, 如此车企便会认定你具备技术先进性, 采纳你的产品能够良好地提升其自身的能力；其二则是关于价格, 当下的价格状况不便过多阐述, 已然被挤压到利润极为微薄的态势了。
未来市场趋势展望
欣旺达的专家讲, VCU与BMS会融合, 在低压部分, 主控能够被获取到多合一方案里, 或者是VCU方案之中。
拿比亚迪来讲, 其能达成的效益相当可观, 物料直接削减, 于软件层面, 代码量亦削减, 且极为支持新一代电子电气架构, OTA颇为便利, 还省却了整包内的空间, 对于未来最终的BMS方案, 存在发挥余地, 有一种方案是于PCB板上方, DMU仿若移植至另一块板上, 它在该板上拥有独立构件, 这就是One board方案, 实现起来相对容易, 然而获取的收益相对有限。更优的是One Chip, 它并非呈SOC的形式, 它乃是更为强大的MCU, 也就是ST Stellar CMC, 得有更为强劲的CMU加以支撑, 才能把BMS安置到车上去, 不同的物件确实存在着差异。One board简便易行, One Chip却会使供应成本有所提升, 并且对车企而言, 处于一定黑盒状的情形下, 你根本无法全然知晓芯片内部的布局设置, 对于你要真正将多套控制系统移植到MCU里所产生的问题, 要达成最后的单个MCU, 还得在成本与性能之间做好平衡才行。
BMS的主控被人拿走了, 价值部分会从BMS转移至ECU、置于域控位置, 对于BMS企业来说这一方面而言 欣旺达业已开始推出域控诸多相关解决方案, 就这一方面上讲 BMS企业假设仍旧停留在先前的解决方案之上, 若是不进行产品本身的拓展, 便没有手段摆脱产品面临的困境, 积极主动地去开展这样产品布局的拓展, 它方才具备摆脱存量竞争的可能性。
还有这样一个趋势, 是国产化芯片, 特别是模拟芯片, 以往海外厂商掌控着整个市场, 在中国市场很难寻觅到, 如今在BMS领域中, 涵盖数字芯片以及模拟芯片, 这里面的模拟芯片, 国产已具备同等水准, 其竞争优势马上就要开始展现了, 我们清楚国产芯片只要随着产量的增加, 它立刻就会在各个方面拥有优势, 质量也会逐步得以把控。其中关键的模拟芯片, 像AICE、电流传感器、数字隔离等等。
这里说一说无线BMS, 它的整体拓扑方案极为先进, 存在CMC与BMU的无线连接方式, 还有电芯直接与BMU的无线连接方式, 也就是所谓的智能电芯。CMC直接同VCU进行通信, 目前暂时没有企业对此展开宣传, 不过我觉得这是一种可行的方案。这些方案经由国外宾客先进的芯片厂已经推行过一轮了。增加这些无线芯片, 对大厂而言必然是有益的, 对于车企的载人工具上, 我们发觉尚未大规模普及到载人工具上, 存有少量的确是已量产的物品, 然而对整车的性能并没有着重宣明其具备性能的提升, 这或许就是无线BMS的时期。
接下去讲讲它遭遇的阻碍吧, 无线BMS能够减少线束, 模组化的存在使得自由组合变得更利于装配, 后续进行梯次回收是能够直接把它从车上换下来的, 梯次去加以利用, 后再更换到储能方面, 都是属于同一系统, 是极为便捷的。然而现阶段其缺点可不可以被忽视, 它有着硬件成本, 每个从控都得带有蓝牙模组, 把每个蓝牙模组的费用与从控个数相乘, 这是会带来相当大的负担的。BMS系统里最核心的部分是验证系统, 其真的十分可靠, 具备很强的鲁棒性, 如果真的要进行搭载, 那需要采集多少样本方才能够达成我说的无线BMS系统有更高的安全性。这里存在非常多的硬件成本, 另外它能耗更高, 其安全性在比较复杂的射频环境下的表现情况, 还有软件的通信方面, 甚至是数据的相关安全。我们发觉无线BMS要是想实现这样一个功能安全, 很多时候是反向验证的, 也就是我通过证实BMS系统的安全性来逆向证明无线BMS的从控以及主控的安全。总之, 无线BMS有的这个阶段性阻碍, 目前还是没有被突破的, 是需要进行比较长期的去跟进它这事的, 并不是说马上推出这样的一个产品, 然后它就能够因此顺利上车的标点符号。
最后是我们针对行业的预测以及思考, BMS市场必然会伴随新能源汽车销量的提升而增长, 为何我们这边却感觉它存在一些阻碍或者变化呢，实际上在三年之内, 内部将会出现极为众多的技能和布控改变, 在其处于成熟期但尚未迎来新曲线之际, 需要大家更为灵活地进行自我态势的调整；在短期内, 车企供应商怎样开展定位的调整, 以获取掌控权；在芯片进行国产化的背景之下, 如何预先做好布局, 特别是在供应链方面, 唯有当我们BMS里面的关键硬件国产化能够实现有效的提升, 相应地其利润也好、市场也好, 才能更为合理地予以拓展。着眼长期, 无线BMS等新技术, 涵盖场景, 企业能够合理储备前瞻技术, 达成最终较好的整体战略句号。
新能时代之下的尹昊越, 新能源汽车的BMS市场竞争态势以及趋向展望。
