隨著純電動(dòng)汽車(chē)的快速普及，動(dòng)力電池作為汽車(chē)“新三大件”的地位日益提升。與此同時(shí)，電池管理系統(tǒng)（BMS）的發(fā)展也有了更豐富內(nèi)涵。

伴隨鋰電池同步發(fā)展
 

電池管理系統(tǒng)不只應(yīng)用于汽車(chē)業(yè)，只要有鋰電池，就有它的用武之處，手機(jī)、電腦、無(wú)人機(jī)等電子產(chǎn)品上都有配備。
　　

BMS在汽車(chē)上的應(yīng)用，是伴隨著鋰離子電池的應(yīng)用產(chǎn)生的。北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)楊世春介紹說(shuō)：“BMS的雛形是鋰離子電池保護(hù)板，隨著純電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，簡(jiǎn)單的電池保護(hù)板難以滿足電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)和性能管理的復(fù)雜要求，由此BMS誕生。在鋰電池保護(hù)板的基礎(chǔ)上，BMS增加了通信、均衡管理、電池剩余容量（SOC）估算、功率狀態(tài)（SOP）估算、健康狀態(tài)（SOH）估算等功能。”
　　

1991年，美國(guó)能源部與三大汽車(chē)公司（通用、福特、克萊斯勒）共同成立先進(jìn)電池聯(lián)合體（USABC），建立了專(zhuān)門(mén)從事電池及管理系統(tǒng)的測(cè)試、實(shí)驗(yàn)等研究的實(shí)驗(yàn)室和研究機(jī)構(gòu)，這是BMS最早進(jìn)入汽車(chē)領(lǐng)域的開(kāi)端。此后，眾多車(chē)企開(kāi)始重點(diǎn)研究BMS技術(shù)，例如日本青森研究所、豐田等。我國(guó)在1992年就把電動(dòng)車(chē)開(kāi)發(fā)發(fā)展列入“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)專(zhuān)項(xiàng)，但由于發(fā)展中遇到的實(shí)際問(wèn)題，國(guó)家“十五”計(jì)劃才明確確定電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展路線，到2001年才開(kāi)始大規(guī)模有組織地研究電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)，包括電池管理系統(tǒng)的研究也開(kāi)始受到重視。新能源pack橡膠密封圈

在特斯拉電池系統(tǒng)工程師劉尋看來(lái)，BMS在汽車(chē)行業(yè)愈發(fā)受到關(guān)注源于以下幾點(diǎn)原因：首先，BMS可滿足準(zhǔn)確檢測(cè)電池安全的需求；其次，BMS可延長(zhǎng)電池壽命；此外，對(duì)電池的精確檢測(cè)可充分利用剩余電量，增加續(xù)駛里程。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，BMS有助于提高車(chē)輛性能和安全性。這幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)足以讓BMS成為當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)的“香餑餑”。
　　

BMS市場(chǎng)格局大顛覆
　　

如今，BMS在我國(guó)正處于快速發(fā)展的階段。2020～2022年，新能源汽車(chē)快速普及，BMS裝機(jī)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，年裝機(jī)量已超過(guò)500萬(wàn)套。據(jù)中商情報(bào)數(shù)據(jù)顯示，2022年車(chē)規(guī)級(jí)BMS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到138億元，如今每一輛新能源汽車(chē)至少要配裝一套BMS。
　　

在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，BMS領(lǐng)域也經(jīng)歷了洗牌階段。2020年BMS配套企業(yè)有110家，到2022年已經(jīng)縮減到83家，其中前10家BMS企業(yè)市場(chǎng)份額提升至81.2％，頭部企業(yè)聚集度顯著提升。新能源專(zhuān)用防水橡膠密封圈

隨著零部件供應(yīng)商重視自主開(kāi)發(fā)，BMS的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程也正駛?cè)肟燔?chē)道。劉尋表示，BMS本身硬件并不存在太多技術(shù)壁壘，主要是軟件迭代，包括熱管理系統(tǒng)策略、SOC估算準(zhǔn)確性等，這對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提出了新的要求。
　　

目前，我國(guó)BMS行業(yè)參與企業(yè)大體分為3種類(lèi)型：電池廠商、汽車(chē)整車(chē)企業(yè)、專(zhuān)業(yè)第三方BMS企業(yè)。近年來(lái)，整車(chē)企業(yè)和電池廠商以自主研發(fā)或合作開(kāi)發(fā)的形式開(kāi)展業(yè)務(wù)，比亞迪、寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、中航鋰電等國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池領(lǐng)軍企業(yè)大多采用BMS＋PACK模式布局，提供電池組和BMS配套，專(zhuān)業(yè)第三方BMS企業(yè)的市場(chǎng)地位因此受到極大挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能集裝箱橡膠密封條

據(jù)了解，目前全球BMS主要廠商包括弗迪電池、特斯拉、寧德時(shí)代、比亞迪、華霆?jiǎng)恿Α⒙?lián)合電子、東軟睿馳、億能電子、力高技術(shù)、均勝電子、普瑞均勝、上海捷能、長(zhǎng)安汽車(chē)、北汽新能源、科列技術(shù)、國(guó)軒高科等。從電池管理系統(tǒng)行業(yè)3大參與主體的電池裝機(jī)量市場(chǎng)份額來(lái)看，整車(chē)企業(yè)生產(chǎn)的BMS裝機(jī)量約占總量的21％，電池廠商生產(chǎn)的BMS裝機(jī)量約占46％，專(zhuān)業(yè)的BMS廠商約占據(jù)33％。總體來(lái)看，電池廠商占據(jù)國(guó)內(nèi)電池管理系統(tǒng)行業(yè)主要的市場(chǎng)份額。
　　

近年來(lái)，BMS配套企業(yè)的市場(chǎng)格局有了明顯變化，均勝電子新能源研究院院長(zhǎng)、普瑞均勝副總裁姜釗總結(jié)了過(guò)去幾年頭部企業(yè)情況：“2020年時(shí)，前10家配套企業(yè)中共有7家來(lái)自第三方BMS企業(yè)；而到了2022年，第三方BMS企業(yè)僅剩3家，具有整車(chē)背景BMS企業(yè)占5家，具有電池背景的企業(yè)占2家，其中均勝電子就是3家之一。”他表示，相對(duì)具有整車(chē)企業(yè)或電池背景的BMS企業(yè)而言，雖然第三方BMS企業(yè)客戶(hù)資源相對(duì)弱勢(shì)，但第三方企業(yè)研發(fā)資源更集中，技術(shù)耕耘更扎實(shí)，服務(wù)經(jīng)驗(yàn)更豐富，因此第三方BMS企業(yè)在激烈的BMS市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中也有實(shí)力和機(jī)會(huì)去發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，搶占市場(chǎng)份額。均勝電子就是憑借研發(fā)積累和沉淀，在BMS技術(shù)和客戶(hù)資源上形成了獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因此才能進(jìn)入并保持在前10企業(yè)行列中。
　　

如今，BMS行業(yè)頭部企業(yè)集中優(yōu)勢(shì)明顯，但新入局者此起彼伏，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈，尤其是中國(guó)市場(chǎng)。
　　

軟件技術(shù)決定性能差距
　　

當(dāng)前BMS仍是純電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)之一，各整車(chē)企業(yè)、零部件供應(yīng)商、科研機(jī)構(gòu)等都在持續(xù)加大研發(fā)力度。在未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)中，擁有性能可靠、價(jià)格低廉的電池管理系統(tǒng)，將成為電動(dòng)汽車(chē)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
　　

據(jù)姜釗介紹，BMS在架構(gòu)設(shè)計(jì)上主要包括控制模塊和采樣模塊，根據(jù)BMS不同功能模塊之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，BMS可以分為集中式和分布式兩大類(lèi)。集中式BMS也稱(chēng)為一體式BMS，是指將BMS主控制模塊、電芯采樣模塊全部集中在一個(gè)控制器內(nèi)，整個(gè)通信過(guò)程都集中在PCB電路板內(nèi)部，該架構(gòu)的BMS設(shè)計(jì)上可以節(jié)約空間和成本，一般適用于電芯較少、模組較小的電池系統(tǒng)，如48V混動(dòng)系統(tǒng)上。分布式BMS是根據(jù)BMS功能劃分出控制器主板以及多個(gè)控制器從板，這種架構(gòu)的BMS可以靈活進(jìn)行線束和空間布置，通常適用于較多電芯數(shù)量、較大容量的電池系統(tǒng)，目前在新能源汽車(chē)動(dòng)力電池上普遍應(yīng)用。
　　

在分布式BMS中，根據(jù)主從板之間拓?fù)溥B接方式，可以進(jìn)一步分為星形連接、總線連接和菊花鏈連接。隨著新能源汽車(chē)輕量化、低成本、智能化的發(fā)展趨勢(shì)和越來(lái)越高的安全要求，BMS技術(shù)發(fā)展也開(kāi)始出現(xiàn)諸多分支形式，如云端BMS、無(wú)線BMS等。
　　

楊世春認(rèn)為，在目前BMS系統(tǒng)中，CAN總線是使用最廣泛的通訊方式，但隨著對(duì)成本控制壓力越來(lái)越大，很多廠家都在向菊花鏈的方式轉(zhuǎn)變。在現(xiàn)有主流BMS架構(gòu)中，無(wú)論是CAN總線還是菊花鏈通訊，都是通過(guò)實(shí)體線束將電池采樣芯片聯(lián)系起來(lái)，數(shù)據(jù)是沿著線束鏈路進(jìn)行傳遞，這種有線傳輸存在冗余性較差、重量及成本增加、可靠性差等問(wèn)題，因此無(wú)線BMS有可能成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
　　

雖然對(duì)于BMS技術(shù)趨勢(shì)尚未有定論，但有一點(diǎn)可以確定，隨著電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，針對(duì)每個(gè)車(chē)型項(xiàng)目重新開(kāi)發(fā)BMS是不可行的，無(wú)論在時(shí)間、人力或是資源成本方面都會(huì)造成浪費(fèi)。基于平臺(tái)化、模塊化，開(kāi)發(fā)出符合戰(zhàn)略需要的通用化BMS，勢(shì)必將是未來(lái)企業(yè)提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的最有效方式。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)橡膠硅膠配件名稱(chēng)圖解

劉尋介紹說(shuō)，BMS的技術(shù)關(guān)鍵在于軟件和芯片，軟件上的控制邏輯和建模是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的最關(guān)鍵要素。
　　

“BMS做出來(lái)不難，做好很難，能否提高SOC精確性，進(jìn)一步提高BMS均衡工作能力是下一步需要攻克的關(guān)鍵。”劉尋表示，BMS的研發(fā)難點(diǎn)主要集中在軟件控制邏輯和建模。當(dāng)前BMS市場(chǎng)規(guī)模依舊非常可觀，鋰電池已成為新能源汽車(chē)的的主流選擇，這也意味著B(niǎo)MS將覆蓋全部新能源汽車(chē)市場(chǎng)，BMS的重要程度會(huì)越來(lái)越高。新能源產(chǎn)業(yè)常用橡膠硅膠配件

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