半導(dǎo)體行業(yè)深度報(bào)告

半導(dǎo)體行業(yè)深度報(bào)告1.BMS是電池產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分1.1.電池相關(guān)概念及產(chǎn)品形態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈涉及的基本概念。電池產(chǎn)業(yè)鏈涉及概念較多，如電芯、電池模組、電池包、pack工藝等。往往電池作為相關(guān)概念的統(tǒng)稱，電芯、電池模組、電池包是電池制造過程中的不同階段。電芯是電池的最小單位，也是電能存儲(chǔ)單元，它必須要有較高的能量密度，以盡可能多的存儲(chǔ)電能。當(dāng)多個(gè)電芯被同一個(gè)外殼框架封裝在一起，通過統(tǒng)一的邊界與外部進(jìn)行聯(lián)系時(shí)，就組成了一個(gè)電池模組。而當(dāng)多個(gè)電池模組被電池管理系統(tǒng)（BMS）和熱管理系統(tǒng)共同控制或管理起來后，這個(gè)統(tǒng)一的整體就叫做電池包。電池pack工藝，指的就是把電芯、電池模組等加工成最終電池包的工藝。電池pack一般也代指電池包。電池包主要由電芯、BMS、連接器、熱管理組件、結(jié)構(gòu)件等組成。電池產(chǎn)業(yè)鏈中，核心部分是電芯和BMS電路，電芯封裝后再集成線束和PVC膜等構(gòu)成電池模組，再加入線束連接器、BMS電路構(gòu)成電池成品。其中，電池模組為電池包最小分組，由多個(gè)電芯串聯(lián)和并聯(lián)，電芯數(shù)量越多，電池模組可靠性越弱，對(duì)電芯一致性的要求越高，因此需要通過單體電池監(jiān)控管理裝臵協(xié)調(diào)，即電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等，最終組成完整的電池pack。在動(dòng)力電池中，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)通過風(fēng)冷、水冷、液冷和其他相變材料降低電池放電過程中的熱量釋放，確保電池在適宜溫度范圍工作，主要由電池箱、傳熱介質(zhì)、監(jiān)測(cè)設(shè)備等構(gòu)成。電氣系統(tǒng)主要由高壓線束、低壓線束、繼電器等構(gòu)成，高壓線束將動(dòng)力電池系統(tǒng)的動(dòng)力不斷輸送到各部件；低壓線束實(shí)時(shí)傳輸檢測(cè)信號(hào)、控制信號(hào)；繼電器起自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)和轉(zhuǎn)換電路等作用。電池pack技術(shù)主要受下游市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)而不斷發(fā)展，主要應(yīng)用場(chǎng)景包括筆記本、智能手機(jī)、等消費(fèi)電子電池，新能源汽車等動(dòng)力電池。據(jù)頭豹研究院，電池pack可按電芯正極材料、電芯配臵方式、殼體材料、電池用途、下游應(yīng)有、電池形狀等不同分類標(biāo)準(zhǔn)分為多個(gè)不同種類。其中，不同形狀的電池pack具有不同特征，圓柱電池pack主要應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品，長時(shí)間的技術(shù)演進(jìn)促使其擁有更優(yōu)的良率和成本，但單體電池容量小導(dǎo)致電芯需要以量取勝，對(duì)BMS要求更高；方形電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但更易保護(hù)電芯；軟包結(jié)構(gòu)電池pack能量密度較高，但所使用的材料壽命較短。中國鋰電池行業(yè)的不斷發(fā)展推動(dòng)電池pack行業(yè)的演化，中國電池pack行業(yè)相繼經(jīng)歷筆電電池pack時(shí)代、手機(jī)數(shù)碼電池pack時(shí)代、智能手機(jī)電池pack時(shí)代和動(dòng)力電池pack興起，消費(fèi)電池pack行業(yè)發(fā)展較為成熟，動(dòng)力電池pack行業(yè)雖起步于2012年以后，但受益于下游汽車三化的發(fā)展，市場(chǎng)有望高速成長。1.2.動(dòng)力電池需求高漲助推電池pack市場(chǎng)高景氣，BMS持續(xù)受益電芯和BMS是電池pack產(chǎn)業(yè)鏈核心。電池pack產(chǎn)業(yè)鏈涉及企業(yè)較多，上游由電池模組、BMS、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)等原材料供應(yīng)廠商組成，中游由筆電電池pack企業(yè)、手機(jī)數(shù)碼電池pack企業(yè)、動(dòng)力電池pack企業(yè)組成，下游根據(jù)應(yīng)用終端類型可分為3C企業(yè)、新能源等車企和其他電池應(yīng)用企業(yè)等。據(jù)頭豹研究院，上游電芯和BMS占電池pack成本的72%，且生產(chǎn)技術(shù)含量較高，是電池pack的核心。BMS自身較為復(fù)雜，涉及學(xué)科領(lǐng)域廣，相關(guān)人才需要掌握電池知識(shí)、整車知識(shí)等，要對(duì)電子技術(shù)、電工技術(shù)、微電子及功率器件技術(shù)、散熱技術(shù)、高壓技術(shù)、通信技術(shù)、抗干擾及可靠性技術(shù)等具備專業(yè)儲(chǔ)備。中國消費(fèi)電子電池產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈仍處于快速成長階段。筆記本電腦電池和手機(jī)數(shù)碼電池組裝過程涉及人工環(huán)節(jié)較多，偏向勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，中國是相應(yīng)電池的重要組裝基地；動(dòng)力電池注重技術(shù)和自動(dòng)化，中國動(dòng)力電池相關(guān)企業(yè)仍處于成長階段。據(jù)頭豹研究院，消費(fèi)電子電池行業(yè)龍頭集中度較高，德賽電池、欣旺達(dá)、新普科技等龍頭公司占據(jù)全球大部分市場(chǎng)份額，下游筆記本電腦市場(chǎng)處于平穩(wěn)狀態(tài)，手機(jī)數(shù)碼市場(chǎng)穩(wěn)定發(fā)展，短期內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度將基本維持現(xiàn)有水平；動(dòng)力電池領(lǐng)域市場(chǎng)份額主要集中于電芯企業(yè)，隨著未來中國動(dòng)力電池行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)動(dòng)力電池的技術(shù)要求不斷提高，動(dòng)力電池市場(chǎng)活力將不斷激發(fā)。中國電池pack行業(yè)受動(dòng)力電池需求拉動(dòng)影響，市場(chǎng)規(guī)模有望高速增長。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院，中國是最大的動(dòng)力電池市場(chǎng)，2017年至2021年間中國動(dòng)力電池裝機(jī)量CAGR達(dá)43.5%，隨著新能源車滲透率增長和疫情有效控制，預(yù)計(jì)中國2022年動(dòng)力電池裝機(jī)量將達(dá)229.9GWh。中國動(dòng)力電池pack行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，推動(dòng)整個(gè)電池pack行業(yè)發(fā)展壯大。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2011年國內(nèi)鋰電池產(chǎn)量約29億只，2021年突破200億只，年復(fù)合增速達(dá)到21%；

據(jù)頭豹研究院，中國電池pack行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模2014年為205.4億元，2023年預(yù)計(jì)為3244.7億元。2.BMS涉及多類型芯片，市場(chǎng)空間廣闊2.1.BMS系統(tǒng)充當(dāng)電池管家、保姆角色，電池計(jì)量IC、電池安全I(xiàn)C、充電管理IC各司其職BMS即BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，稱為電池管理系統(tǒng)，在電池運(yùn)作系統(tǒng)中充當(dāng)

“電池保姆”的角色。BMS系統(tǒng)是鋰離子電池模組的必備部件和核心部件，是鋰離子電池模組的"大腦"，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池模組中鋰離子電芯（組）的監(jiān)控、指揮及協(xié)調(diào)。電池管理系統(tǒng)，由印制電路板(PCB)、電子元器件、嵌入式軟件等部分組成，根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過特定算法來實(shí)現(xiàn)電池模組的電壓保護(hù)、溫度保護(hù)、短路保護(hù)、過流保護(hù)、絕緣保護(hù)等功能，并實(shí)現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對(duì)外數(shù)據(jù)通訊。BMS中硬件為BMIC，主要包括電池計(jì)量芯片、電池安全芯片、充電管理芯片。按芯片的功能劃分，集成電路可進(jìn)一步劃分為模擬、數(shù)字、射頻等，其中模擬芯片根據(jù)功能的不同主要可分為電源管理芯片和信號(hào)鏈芯片。電源管理芯片是實(shí)現(xiàn)在電子設(shè)備系統(tǒng)中對(duì)電能的變換、分配檢測(cè)、保護(hù)及其他電能管理功能的芯片。電池管理芯片是電源管理芯片的重要細(xì)分領(lǐng)域，是電池管理系統(tǒng)的核心器件，包括電池安全芯片、電池計(jì)量芯片、充電管理芯片。近年來，隨著下游通訊、消費(fèi)電子、工業(yè)、新能源汽車、儲(chǔ)能等領(lǐng)域技術(shù)快速發(fā)展，對(duì)電池管理芯片產(chǎn)品的性能要求不斷提升，推動(dòng)電池管理芯片不斷向高精度、低功耗、微型化、智能化方向不斷發(fā)展。電量計(jì)IC負(fù)責(zé)采集電池信息并計(jì)算電量，與電池保護(hù)IC可以分立，也可以集成。據(jù)TI官網(wǎng)產(chǎn)品信息，電池包內(nèi)部包含電芯、電量計(jì)IC、保護(hù)IC、充放電MOSFET、保險(xiǎn)絲FUSE、NTC等元件。一級(jí)保護(hù)IC控制充、放電MOSFET，保護(hù)動(dòng)作是可恢復(fù)的，即當(dāng)發(fā)生過充、過放、過流、短路等安全事件時(shí)就會(huì)斷開相應(yīng)的充放電開關(guān)，安全事件解除后就會(huì)重新恢復(fù)閉合開關(guān)，電池可以繼續(xù)使用，一級(jí)保護(hù)可以在高邊也可以在低邊。二級(jí)保護(hù)控制三端保險(xiǎn)絲，保護(hù)動(dòng)作是不可恢復(fù)的，即一旦保險(xiǎn)絲熔斷后電池不能繼續(xù)使用，又稱永久失效。電量計(jì)IC采集電芯電壓、電芯溫度、電芯電流等信息，通過庫侖積分和電池建模等計(jì)算電池電量、健康度等信息，通過I2C/SMBUS/HDQ等通信端口與外部主機(jī)通信。電量計(jì)IC與電池保護(hù)IC既可分立，也可集成。硬件、算法、固件是電量計(jì)的三大核心，pack-side電量計(jì)更具優(yōu)勢(shì)。電量計(jì)的輸入是電池電壓、電流和溫度，然后通過對(duì)電池建模來計(jì)算輸出容量信息，其三大核心是：(1)硬件，來實(shí)現(xiàn)高精度采樣、低功耗運(yùn)行；(2)算法，來對(duì)電池建模；(3)固件，把算法編程實(shí)現(xiàn)，計(jì)算輸出容量信息。據(jù)TI官網(wǎng)，在選擇電量計(jì)時(shí)，通常需要考慮到電芯化學(xué)類型、電芯串聯(lián)數(shù)目、通信接口、電量計(jì)放在電池包內(nèi)還是放在系統(tǒng)板、電量計(jì)算法、是否集成電池保護(hù)均衡等功能、支持充放電電流大小、存儲(chǔ)介質(zhì)和封裝。相比System-side電量計(jì)，Pack-side電量計(jì)直接采樣電芯電壓，電壓更準(zhǔn)確，有利于提高電量計(jì)量、充電以及保護(hù)精度；Pack-side采用可集成加密認(rèn)證算法的電量計(jì)綜合成本更低；Pack-side電池保護(hù)板PCM電壓、電流、溫度校準(zhǔn)更容易，項(xiàng)目開發(fā)周期更短；Pack-side電量計(jì)面對(duì)可插拔電池時(shí)RAM數(shù)據(jù)不丟失，數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。充電管理IC主要負(fù)責(zé)電池的充放電管理。鋰電池充電管理芯片可以有效管理每個(gè)鋰電池的充電，根據(jù)鋰電池的特性自動(dòng)進(jìn)行預(yù)充、恒流充電、恒壓充電。通過充電管理IC可以實(shí)現(xiàn)電池充放電的恒壓方式、恒流方式等，這些充電方式有益于電池，并相對(duì)比較安全。充電管理芯片使電壓、電流達(dá)到可控狀態(tài)，可以有效的控制充電的各個(gè)階段的充電狀態(tài)，保護(hù)電池過放電、過壓、過充、過溫，最終有利于電池的壽命延續(xù)。鋰電池充電管理芯片具有功能全、價(jià)格低、集成度高、外部電路簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便、可靠性好等特點(diǎn)。充電管理芯片根據(jù)工作模式通?？煞譃殚_關(guān)模式、線性模式和開關(guān)電容模式。開關(guān)模式效率高，適用于大電流應(yīng)用，且應(yīng)用較靈活，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為降壓、升壓或升降壓架構(gòu)，常用的快充方案通常都是開關(guān)模式。線性模式適用于小功率便攜電子產(chǎn)品，其對(duì)充電電流、效率要求不高，通常不高于1A,但對(duì)體積、成本則有較高要求。開關(guān)電容模式可以做到最高達(dá)97%以上的效率，但由于架構(gòu)的原因，其輸出電壓與輸入電壓通常成一個(gè)固定的比例關(guān)系，應(yīng)用場(chǎng)景比較受限，實(shí)際應(yīng)用中，通常與一個(gè)開關(guān)型充電管理芯片配合使用。2.2.BMIC芯片市場(chǎng)空間廣闊，國產(chǎn)替代前景可期BMS下游包含三大電池應(yīng)用，芯片技術(shù)是產(chǎn)業(yè)鏈核心。BMS下游應(yīng)用主要包括：消費(fèi)電池

（3C數(shù)碼）、動(dòng)力電池（電動(dòng)車）和儲(chǔ)能電池（國防軍工、可再生能源、通訊、醫(yī)療健康等），電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速成長推動(dòng)BMS的快速發(fā)展。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，2020年全球BMS下游應(yīng)用中：動(dòng)力電池應(yīng)用占比達(dá)54%，消費(fèi)電池占比22%，儲(chǔ)能及其他電池占比24%。BMS系統(tǒng)以電池管理IC為基礎(chǔ)構(gòu)建，芯片技術(shù)是BMS產(chǎn)業(yè)鏈核心。計(jì)量芯片是核心且價(jià)值量最高，消費(fèi)電子通常采用SoC方案，動(dòng)力電池中因AFE（高壓工藝）、MCU采用不同工藝，采用分立芯片形式。BMS芯片方案主要涉及計(jì)算單元（如MCU）、AFE、數(shù)字隔離器等。BMSAFE芯片（模擬前端芯片）負(fù)責(zé)采集電池電壓后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并送入計(jì)算單元（如MCU）進(jìn)行計(jì)算荷電狀態(tài)，計(jì)算單元（如MCU）主用來處理AFE收集的信息，計(jì)算SOC、SOH等參數(shù)，并將這些信息傳送給上一級(jí)VCU。數(shù)字隔離器主要用在高低壓之間的數(shù)字通信，比如在BMS主控板上的高壓采樣與MCU之間的SPI通信及采樣板AFE與MCU的SPI通信，除了使用數(shù)字隔離器外，也可以使用光耦、或者變壓器隔離方案。據(jù)瑞薩授權(quán)代理商中印云端官網(wǎng)，BMS系統(tǒng)芯片解決方案通常圍繞一個(gè)電池管理IC構(gòu)建，該方案在一個(gè)封裝中提供低功耗MCU和高性能模擬前端

（AFE），提供開發(fā)工具來支持開發(fā)安全可靠和高性能的鋰離子電池管理系統(tǒng)，適用范圍從基礎(chǔ)的消費(fèi)級(jí)應(yīng)用，如筆記本電腦、電動(dòng)工具、電動(dòng)摩托車等，到通信基站、電動(dòng)汽車、光伏備用電源、軍事裝備等工業(yè)應(yīng)用都有應(yīng)用案例。消費(fèi)電子領(lǐng)域國產(chǎn)化替代加速，動(dòng)力電池領(lǐng)域芯片仍在初步布局階段。BMIC長期被TI、ADI等歐美企業(yè)壟斷。據(jù)愛集微網(wǎng)，在消費(fèi)電子和工業(yè)控制領(lǐng)域，雖然TI、ADI（收購MAXIM）等全球龍頭壟斷電池管理芯片市場(chǎng)，但國內(nèi)芯片廠商已逐漸在主流手機(jī)市場(chǎng)完成國產(chǎn)替代，并在TWS耳機(jī)等新興消費(fèi)電子市場(chǎng)上占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位；在筆記本電腦、電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具、掃地機(jī)器人以及小型儲(chǔ)能市場(chǎng)，國內(nèi)芯片廠商也在加緊進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試，正處于國產(chǎn)替代的成長期；應(yīng)用在手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品中的電池，通常為單串電池組，僅1至2顆電芯，應(yīng)用于筆記本電腦、電動(dòng)工具、吸塵器、電動(dòng)自行車以及智能家居等產(chǎn)品中的電池，通常為多串電池組，由多顆電芯串并聯(lián)組成，動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池領(lǐng)域所用電池組遠(yuǎn)多于以上消費(fèi)電池領(lǐng)域，技術(shù)門檻也更高，中國動(dòng)力電源BMS芯片仍有待發(fā)展。據(jù)愛集微網(wǎng)，近期，全球主流BMS芯片供應(yīng)商TI產(chǎn)品陷入缺貨漲價(jià)狀態(tài)，其BQ系列芯片訂貨交期已延伸至2023年，造成較大的市場(chǎng)缺口，疊加中國汽車三化的滲透發(fā)展，中國對(duì)國產(chǎn)汽車BMS芯片的需求持續(xù)增長，國產(chǎn)動(dòng)力電源芯片滲透率有望持續(xù)提升。受益于電動(dòng)汽車、消費(fèi)電子等行業(yè)發(fā)展，BMS及BMS芯片市場(chǎng)空間未來可期。受全球衛(wèi)生事件影響，2020年全球BMS市場(chǎng)規(guī)模增速下降，但中國BMS市場(chǎng)仍占據(jù)重要地位，據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，2020年中國BMS市場(chǎng)需求規(guī)模為97億元。未來隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大和電池效率要求提高，BMS市場(chǎng)規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定增長，據(jù)BusinessWire估計(jì)、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理，2021年全球BMS市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為65.12億美元，至2026年預(yù)計(jì)可達(dá)131億美元，CAGR為15%。據(jù)MordorIntelligence，2024年全球電池管理芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)93億美元，市場(chǎng)空間廣闊。BMIC國產(chǎn)替代邏輯清晰：一是技術(shù)門檻高，消費(fèi)電子領(lǐng)域已經(jīng)取得突破。該領(lǐng)域長期被歐美企業(yè)壟斷，但隨著國內(nèi)企業(yè)在電池管理技術(shù)領(lǐng)域持之以恒的研發(fā)投入和應(yīng)用實(shí)踐，消費(fèi)電子領(lǐng)域產(chǎn)品性能已經(jīng)不遜色于歐美大廠，且技術(shù)難度更高的車規(guī)級(jí)BMS技術(shù)也在積極布局中。二是中國具備電池產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，在發(fā)展自主品牌BMS方面具有較強(qiáng)話語權(quán)。中國電產(chǎn)業(yè)鏈完善，且國內(nèi)消費(fèi)電子、新能源汽車產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁需求成為全球鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，且國產(chǎn)pack廠在全球市場(chǎng)中已經(jīng)占據(jù)重要地位。三是政策積極扶持，國產(chǎn)替代進(jìn)程加速。中國BMS芯片長期依賴進(jìn)口，尤其是車規(guī)級(jí)AFE、ADC、MCU等芯片，近年來國家出臺(tái)眾多政策扶持汽車電子及電池管理芯片行業(yè)發(fā)展，電池管理芯片行業(yè)有望更上一層樓。3.消費(fèi)電子：快充、5G、智能水平提升等助力BMIC快速發(fā)展3.1.手機(jī)：快充和5G趨勢(shì)盡顯，對(duì)高性能BMIC提出更高、更迫切需求3.1.1.BMS參與充放電全過程手機(jī)電池大部分是鋰離子電池或者鋰離子聚合物電池，為提高電池使用壽命，BMS對(duì)手機(jī)電池的充放電起管理作用。既能防止電池過放，也能防止電池過充。在電量較低時(shí)，提醒用戶充電，并關(guān)機(jī)防止過放；充電完成時(shí)，切斷電池充電回路，防止電池出現(xiàn)過充導(dǎo)致電池?fù)p壞。在電池工作的全生命周期中，電量計(jì)用于確定電池的電量狀態(tài)（SoC）和健康狀態(tài)（SoH），進(jìn)行電池荷電狀態(tài)估算。普通手機(jī)充電時(shí)經(jīng)歷大約四個(gè)階段，均需電池管理芯片負(fù)責(zé)監(jiān)控。1）恢復(fù)性充電：指電池電量非常低的時(shí)候，防止大電流充電給電池造成損傷，而是以小電流給電池充電，把電池的電壓給升上來。2）恒流快充：電池的電壓達(dá)到一定程度后，充電器開始給手機(jī)電池大電流恒流充電，這個(gè)過程的充電電流比較大，可以快速的提升電池的電壓。3）恒壓充電：當(dāng)電池的電壓快接近截止電壓時(shí)，以小電流恒壓充電，這個(gè)階段也叫做安全充電階段，可以使手機(jī)電池達(dá)到比較好的性能。4）涓流細(xì)充：這個(gè)階段電池已充滿，如果將充電回路切斷的話，因?yàn)槭謾C(jī)自身的待機(jī)會(huì)產(chǎn)生待機(jī)電流，導(dǎo)致手機(jī)會(huì)被再次充電，為了解決這種情況，就要通過涓流細(xì)充來解決，通過這種方式可以將手機(jī)電池的電壓維持在滿電狀態(tài)。普通手機(jī)充電四大階段均需要手機(jī)BMS系統(tǒng)參與，管理手機(jī)充放電功能。3.1.2.智能手機(jī)性能迭代對(duì)BMIC要求不斷提升，國產(chǎn)芯片加速替代快充技術(shù)可以大大降低充電時(shí)間，正成為智能手機(jī)標(biāo)配。據(jù)BatteryUniversity，根據(jù)充電時(shí)間及速度，充電方式可分為慢充、快充（rapid）、快充（fast）和超級(jí)快充?？斐湓陔娏?、電壓方面均大于慢充，對(duì)電池的傷害程度大于慢充，但由于手機(jī)電池的國際標(biāo)準(zhǔn)為在800次充放電過后，手機(jī)電池保持80%以上的性能即為合格，結(jié)合手機(jī)更換時(shí)間通常為2-3年，因此快充對(duì)手機(jī)通常不會(huì)對(duì)手機(jī)電池造成太大損耗。不同廠家紛紛推出快速充電技術(shù)，如VOOC閃充快速充電技術(shù)、高通

QuickCharge2.0快速充電技術(shù)、聯(lián)發(fā)科PumpExpressPlus快速充電技術(shù)等。實(shí)現(xiàn)快充需要滿足三要素：充電器、電池、chargeIC。常規(guī)充電器的輸出為5至10W，快充最多可將其提高八倍，據(jù)電源網(wǎng)，iPhone11Pro和ProMax配備18W快速充電器，GalaxyNote10和Note10Plus標(biāo)配25W充電器，三星出售超高速45W充電器。BMIC是手機(jī)快充所需大功率電池的核心器件。快充電池分為兩個(gè)階段：第一階段是向低電量電池施加高電壓，在10-30分鐘內(nèi)將電池充電到50%到70%，電池快速吸收電荷，不會(huì)對(duì)電池長期健康產(chǎn)生重大不利影響；第二階段是將最后20%或30%的電池電量充滿，所需時(shí)間與第一階段相似，手機(jī)制造商將充電速度放慢防止損壞電池。電池管理系統(tǒng)密切監(jiān)視這兩個(gè)充電階段，并在第二階段降低充電速度，使電池有時(shí)間吸收電荷而避免出現(xiàn)問題，BMS芯片是手機(jī)快充所需大功率電池的核心器件。智能手機(jī)機(jī)身輕便性與電池續(xù)航能力成兩難選擇，快充彌補(bǔ)手機(jī)續(xù)航難問題，電池管理芯片發(fā)揮重要作用。手機(jī)廠商提高電池容量需要擴(kuò)大體積，此舉會(huì)導(dǎo)致機(jī)身重量和尺寸的增加，廠商從用戶體驗(yàn)和需求的視角出發(fā)，選擇逐漸縮小電池容量。為彌補(bǔ)續(xù)航能力弱問題，廠商需要手機(jī)支持快充，并配合相應(yīng)充電頭和充電線。多數(shù)國產(chǎn)旗艦手機(jī)快充可達(dá)40W，遠(yuǎn)高于5-10W的普通充電器，大功率快充需匹配大功率充電頭；相比普通充電線，安卓快充線內(nèi)分為5根線工作（2根電源線，2根數(shù)據(jù)線，1根接地線），數(shù)據(jù)線負(fù)責(zé)充電頭與手機(jī)電池管理芯片的通訊。各大手機(jī)廠商相繼取消附贈(zèng)充電頭，轉(zhuǎn)向快充充電器市場(chǎng)，快充趨勢(shì)拉動(dòng)BMS芯片需求。2020年10月，蘋果官方宣布iPhone12不再附贈(zèng)充電器，附贈(zèng)數(shù)據(jù)線接口轉(zhuǎn)為Type-CtoLightening，據(jù)充電頭網(wǎng)，僅iPhone12機(jī)型就給市場(chǎng)增加了上億臺(tái)USBPD快充設(shè)備，并讓數(shù)十億規(guī)模的PD快充配件的市場(chǎng)得到釋放。小米隨后推出了配備充電器和沒有配備充電器的兩種版本，魅族推出“綠色煥新計(jì)劃”，用戶可以憑借兩個(gè)舊充電器換取一個(gè)全新的魅族18充電器，華為于2021年4月起推出不含充電器和數(shù)據(jù)線版本。各大廠商紛紛效仿蘋果，節(jié)約硬件成本、物流成本及包裝成本，取消附贈(zèng)充電頭預(yù)計(jì)將成行業(yè)趨勢(shì)，并加快布局快充、無線充電產(chǎn)品，此舉有望進(jìn)一步拉動(dòng)手機(jī)電池管理BMS的需求。5G手機(jī)滲透率提升，耗能更高，對(duì)BMS芯片提出更高要求。隨著5G手機(jī)全面普及，多攝滲透率加速、120Hz高刷屏、更多5G射頻元器件及高性能CPU迭代，不斷提升手機(jī)的高功耗。參考力芯微招股說明書，根據(jù)Canalys預(yù)測(cè)，2023年全球5G手機(jī)出貨量將達(dá)到7.74億部，占整個(gè)智能手機(jī)市場(chǎng)份額的51.4%；其中，中國作為全球5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域，將是全球最大的5G智能手機(jī)市場(chǎng)，出貨量預(yù)計(jì)占全球市場(chǎng)的34%。據(jù)元宇宙通信數(shù)據(jù)，一般手機(jī)5G在網(wǎng)情況下比4G在網(wǎng)的能耗高出20%-30%，5G手機(jī)相較于4G手機(jī)最大的區(qū)別在于增設(shè)了5G射頻與5G天線模塊，超高5G網(wǎng)速體驗(yàn)建立在更復(fù)雜、功耗更大的天線與射頻設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，需要相應(yīng)的電池電力驅(qū)動(dòng)，此前被稱為“大容量”的4000mAh已經(jīng)不是不可逾越的紅線，4500mAh上下是當(dāng)前5G手機(jī)電池容量的主流。各功能模塊對(duì)手機(jī)電池管理芯片的精度、功耗等性能提出了更高要求。手機(jī)快充需求旺盛疊加5G熱潮，手機(jī)BMS芯片未來可期。5G手機(jī)的發(fā)展?jié)B透帶動(dòng)智能手機(jī)快充市場(chǎng)增長，據(jù)充電頭網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，快充技術(shù)最早突破手機(jī)市場(chǎng)，共覆蓋七大領(lǐng)域，2020年全球智能手機(jī)快充設(shè)備出貨量為12.9億臺(tái)，占總市場(chǎng)的40.71%。據(jù)賽微微電招股說明書，隨著手機(jī)模塊以及功能的復(fù)雜化，單部手機(jī)的電池管理芯片數(shù)量呈現(xiàn)出增長的趨勢(shì)，高端智能手機(jī)在電量計(jì)、電池保護(hù)、充電管理等方面對(duì)電池管理芯片的需求持續(xù)上升，平均每部智能手機(jī)所需芯片數(shù)量達(dá)到4顆以上，手機(jī)BMS芯片市場(chǎng)迎來新動(dòng)能。3.2.筆記本電腦及平板電腦：市場(chǎng)規(guī)模平穩(wěn)，技術(shù)難度更高筆記本電腦對(duì)電池?zé)峁芾硪蟾?。?jù)batteryuniversity，筆記本電腦電池一般由3組2個(gè)并聯(lián)的電池串聯(lián)組成，也可稱為6芯（6顆電池），根據(jù)電池厚薄程度也分4芯和8芯，電芯越多，待機(jī)時(shí)間越長。對(duì)于筆記本電腦，即使連接到外部電源或線路電源，也只會(huì)在充電不足時(shí)為電池充電，以此減少充放電的循環(huán)次數(shù)，使電池壽命最大化。由于熱量，筆記本電腦中的電池老化速度比其他應(yīng)用更快。在使用過程中，筆記本電腦的內(nèi)部溫度會(huì)上升到45°C，使得電池在高溫下工作時(shí)的預(yù)期壽命是更溫和的20°C或更低溫度下運(yùn)行的一半。筆記本電腦上BMS系統(tǒng)的關(guān)鍵功能之一是管理電池系統(tǒng)，確保其不會(huì)過充、過放、過熱。據(jù)賽微微電招股書，目前一臺(tái)筆記本電腦的電池管理芯片方案通常包括1顆電池安全芯片、1顆電池計(jì)量芯片、1顆充電管理芯片，一臺(tái)筆記本電腦的芯片方案通常包括1到2顆限流開關(guān)芯片。平板電腦高性能、輕薄化趨勢(shì)對(duì)電池管理芯片的綜合性能提出更高要求。平板電腦的原理與與筆記本電腦的原理類似，電池管理芯片在平板電腦中起到電源管理、控制、轉(zhuǎn)換、處理等功能。平板電腦存在高性能、輕薄化趨勢(shì)，有限的體積限制了芯片的面積，對(duì)電池管理芯片在有限面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)低功耗、高轉(zhuǎn)換效率、高精度、大功率的綜合性能提出了挑戰(zhàn)。據(jù)賽微微電招股書，目前一臺(tái)平板電腦的電池管理芯片方案通常包括1顆電池安全芯片、1顆電池計(jì)量芯片、1顆充電管理芯片。筆記本電腦和平板電腦出貨量穩(wěn)定，內(nèi)臵及充電器配臵的電池管理芯片規(guī)模也預(yù)計(jì)保持平穩(wěn)態(tài)勢(shì)。筆記本和平板電腦作為消費(fèi)電子設(shè)備的核心市場(chǎng)，歷年設(shè)備出貨量較平穩(wěn)。據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，2020年受疫情影響，遠(yuǎn)程工作和學(xué)習(xí)的需求激增，全球筆記本電腦市場(chǎng)的規(guī)模在2020年達(dá)到新高，出貨量達(dá)2.2億臺(tái)，由于新冠肺炎疫情的不確定性持續(xù)存在，預(yù)計(jì)未來幾年全球筆記本電腦出貨量將繼續(xù)小幅增長，市場(chǎng)需求增速將在2023年逐漸放緩。平板電腦市場(chǎng)也將維持小幅上升并逐漸飽和，據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，全球平板電腦市場(chǎng)規(guī)模受市場(chǎng)需求的影響，自2016到2019年出貨量規(guī)模逐漸下降。受疫情影響，2020年平板電腦出貨量有小幅上升，未來隨著智能手機(jī)功能更加強(qiáng)大，全面屏、折疊屏等技術(shù)使智能手機(jī)替代平板電腦的趨勢(shì)不斷上升，全球平板電腦市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)還將平穩(wěn)下降，預(yù)計(jì)到2025年出貨量約1.3億臺(tái)。3.3.智能手表：功能多樣化催生電池管理芯片需求進(jìn)一步提升主流智能手表主要采用“藍(lán)牙SoC+MCU+多個(gè)IC（電池管理、射頻等）”多芯片解決方案，高續(xù)航能力對(duì)電池管理芯片提出高要求。智能手表擁有一套獨(dú)立的嵌入式操作系統(tǒng)，有一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，需要調(diào)用各類傳感器收集到的信息，還要有屏幕、存儲(chǔ)器、電池管理系統(tǒng)、無線射頻系統(tǒng)等，在內(nèi)部芯片用料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與智能手機(jī)較為相似，其中主控芯片是智能手表的核心器件，據(jù)我愛音頻網(wǎng)，主控芯片在智能手表中成本占比達(dá)30%左右。智能手表存在續(xù)航問題，而續(xù)航情況很大程度上取決于電池的能力。從智能手表功能受歡迎程度來看，智能手表的健康監(jiān)測(cè)、通話、運(yùn)動(dòng)管理、GPS定位等功能有望保留并且在技術(shù)方面能夠得到持續(xù)升級(jí)迭代。從智能手表的應(yīng)用來看，智能手表作為獨(dú)立移動(dòng)終端的趨勢(shì)不斷加強(qiáng)，這對(duì)于智能手表的系統(tǒng)易用性、APP功能應(yīng)用豐富、續(xù)航時(shí)間以及功耗等提出了更高要求，進(jìn)而對(duì)電池管理芯片也提出更高要求。智能手表市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增加，有望推動(dòng)智能手表BMS芯片市場(chǎng)規(guī)模不斷發(fā)展。2013年，全球第一款智能手表GEAKWatch問世，幾乎在同一時(shí)間，蘋果、谷歌、三星等科技巨頭入局智能手表市場(chǎng)。據(jù)我愛音頻網(wǎng)，2021年智能手表出貨量品牌排行榜中，前9名分別為蘋果、三星、華為、iMOO、Amazfit、Garmin、Fitbit、小米、Noise，手機(jī)廠商是當(dāng)前智能手表市場(chǎng)的出貨主力軍。智能手表是智能穿戴的主要代表之一，在健康監(jiān)測(cè)、記步、撥打電話、定位、與智能家居聯(lián)動(dòng)等功能的加持下，廣受歡迎。其中，從蘋果AppleWatch4開始，可穿戴設(shè)備市場(chǎng)開始從運(yùn)動(dòng)健康功能向?qū)I(yè)的醫(yī)療領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，蘋果AppleWatch4主打的心電圖功能以及防跌倒功能的設(shè)臵也的確為智能穿戴設(shè)備市場(chǎng)提供了新的方向，智能手表BMS芯片市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)增長。3.4.TWS耳機(jī)：續(xù)航能力等性能提升增加BMIC芯片需求TWS耳機(jī)包含三顆電芯，電池管理芯片是其重要配臵。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，TWS耳機(jī)主要由充電盒部分與無線耳機(jī)部分組成，兩者各包含1顆充電盒電芯和2顆耳機(jī)電芯，充電盒和耳機(jī)均需要集成電池，其中充電倉對(duì)于集成度要求相對(duì)不高，以傳統(tǒng)軟包電池為主(與手機(jī)電池技術(shù)路徑一致，原手機(jī)電池廠商可以供應(yīng))，而耳機(jī)端由于空間小、集成度高，同時(shí)需要電池具備高容量密度以支持長續(xù)航，結(jié)構(gòu)逐步由傳統(tǒng)軟包電池發(fā)展為扣式電池。電池管理芯片為TWS耳機(jī)重要配臵之一，主要負(fù)責(zé)為充電盒內(nèi)部電池充電、充電倉內(nèi)部電池升壓輸出為耳機(jī)充電，起到提升電池充電速度、精準(zhǔn)控制電流電壓、減少對(duì)耳機(jī)電池的損害等作用。據(jù)央視財(cái)經(jīng)，目前消費(fèi)者對(duì)TWS耳機(jī)的要求已不僅限于音頻、通話，對(duì)音質(zhì)、續(xù)航、價(jià)格等也有了更多要求。另外，內(nèi)臵電池的加入使其避免了線材的束縛，但由于體積限制，續(xù)航時(shí)間是TWS耳機(jī)的一大痛點(diǎn)，要求電池管理芯片提高技術(shù)水平適應(yīng)更多功能。4.動(dòng)力電源：高壓平臺(tái)對(duì)動(dòng)力用BMIC提出更高要求4.1.動(dòng)力電池需要高可靠、絕對(duì)安全，市場(chǎng)空間更大也更具挑戰(zhàn)性汽車動(dòng)力電池相比手機(jī)電池多采用模組電池、大量電芯串并聯(lián)，對(duì)汽車BMS提出高難度要求。一輛電動(dòng)汽車中，往往數(shù)百個(gè)鋰離子電池通過串并聯(lián)的方式連接以滿足汽車電機(jī)的負(fù)載要求，驅(qū)動(dòng)汽車行駛。一般來說，電動(dòng)汽車的內(nèi)部電池組電壓不低于800V，通常各大廠商采用BMS解決方案來保證電池組的安全可靠以及性能。電池安全是保障電動(dòng)車健康運(yùn)行的基礎(chǔ)，BMS系統(tǒng)發(fā)揮關(guān)鍵作用。據(jù)頭豹研究院，中國每年被媒體報(bào)道的新能源起火事件逐漸增多，2020年7-9月起火事件占全年事件數(shù)的49%，其中電池故障導(dǎo)致電動(dòng)車起火居多，達(dá)33%。電池故障主要因素有外部破壞、內(nèi)部短路、溫度過高，三者進(jìn)一步引發(fā)熱失控，最終導(dǎo)致電動(dòng)車起火。BMS的SOC測(cè)算可準(zhǔn)確計(jì)量電池電量，預(yù)防過度充放電，然而目前測(cè)算SOC需要BMS系統(tǒng)對(duì)電壓電流、溫度、放電倍率等精確并快速采集，對(duì)BMS芯片要求較高，當(dāng)前國內(nèi)技術(shù)仍無法實(shí)現(xiàn)，國產(chǎn)汽車BMS芯片研發(fā)任重道遠(yuǎn)。動(dòng)力電池通常采取多節(jié)電芯串聯(lián)形式，注重電芯的一致性，BMS系統(tǒng)有助于管理電芯一致性。多串電池的基本要求是串聯(lián)電芯必須來自同型號(hào)的電芯，以保證容量、電壓、內(nèi)阻和自放電的一致性，當(dāng)電池出現(xiàn)不一致時(shí)，BMS通過實(shí)時(shí)檢測(cè)每節(jié)電芯的電壓，運(yùn)用均衡功能對(duì)電芯進(jìn)行充放電。當(dāng)出現(xiàn)極端情況，比如某串電芯容量嚴(yán)重衰減，電池存在過充電風(fēng)險(xiǎn)，BMS通過燒斷電池主回路保險(xiǎn)絲，永久禁止該電池使用。動(dòng)力電池包由“多個(gè)電芯串并聯(lián)+電池管理系統(tǒng)等”組成。新能源動(dòng)力電池的最基本單元為電芯（cell），電芯（cell）組成電池模組（Module），再由電池模組（Module）組成電池包

（PACK）。電芯作是電池的基本單位，為了保證高低溫、外力沖擊等情況下的工作可靠性和安全性，需要將多個(gè)電池放在一個(gè)框架中，這種狀態(tài)就被稱為電池模塊。而聚集多個(gè)模塊，再加上用來管理電池溫度或電壓等的電池管理系統(tǒng)(BMS,BatteryManagementSystem)和冷卻設(shè)備等，就組成了電池包。因?yàn)殡姵亟M以串聯(lián)和并聯(lián)方式連接的電池單元陣列，這種陣列中儲(chǔ)存了大量的能量，電池電壓測(cè)量變得非常復(fù)雜的因素。據(jù)新浪汽車，以一種比較典型的電動(dòng)車電源組管理方案為例，該電源組包括6720個(gè)鋰離子電池單元，由8個(gè)BMIC芯片實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，每個(gè)芯片可監(jiān)控12個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓等參數(shù)信息，BMIC芯片為ADI的主流電池管理芯片MAX17843，官網(wǎng)顯示售價(jià)為9.32美元。每個(gè)電池單元的容量為3.54安培小時(shí)(Ah)，總標(biāo)稱儲(chǔ)能為100千瓦小時(shí)

（3.54Ahx4.2Vx6720個(gè)電池單元）。在96個(gè)以串聯(lián)形式連接的電池單元組中，每組包括70個(gè)以并聯(lián)方式連接的電池單元，電池電壓為403.2V（96×4.2V），容量為248Ah

（100kWh/403.2V或3.54A×70）。目前國產(chǎn)動(dòng)力電池pack成本高、技術(shù)水平不一，發(fā)展空間廣闊。據(jù)頭豹研究院，國產(chǎn)動(dòng)力電池pack與電芯平均成本雖然逐步下降，但仍與國際一線水平有一定差距，動(dòng)力電池pack約占整車成本的40%-50%，在中國新能源汽車補(bǔ)貼退坡的環(huán)境下，不利于新能源車進(jìn)一步滲透；動(dòng)力電池pack需要根據(jù)不同客戶不同車型進(jìn)行定制化開發(fā)，BMS方案、熱管理、集成效率等方面對(duì)企業(yè)技術(shù)要求較高；目前中國動(dòng)力電池pack廠商技術(shù)水平參差不一，寧德時(shí)代等龍頭企業(yè)不斷追趕國際一流水平，而大多數(shù)小型生產(chǎn)企業(yè)水平仍然落后，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度有待提升。中國動(dòng)力電池pack具有三大驅(qū)動(dòng)力，有望進(jìn)一步促進(jìn)BMS行業(yè)技術(shù)和規(guī)模發(fā)展。動(dòng)力電池和動(dòng)力電池pack相互促進(jìn)，隨著中國車用動(dòng)力電池需求增長，對(duì)動(dòng)力電池的質(zhì)量和數(shù)量要求均有望進(jìn)一步提高，最終促進(jìn)動(dòng)力電池pack技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模擴(kuò)大；外資參與動(dòng)力電池市場(chǎng)進(jìn)一步行業(yè)良性發(fā)展，中國動(dòng)力電池行業(yè)目前處于高速發(fā)展時(shí)期，據(jù)頭豹研究院，在政策不斷加持和車企積極布局下，中國動(dòng)力電池已發(fā)展較為成熟，2018年中國動(dòng)力電池的高端產(chǎn)能需求為50.0GWh，國內(nèi)前三大企業(yè)出貨量為38.0GWh，市場(chǎng)仍存在需求缺口；2018年8月后中國新能源汽車外資股比逐漸放開，日韓電池巨頭三星、LG、松下等將加大對(duì)華市場(chǎng)投資，有望補(bǔ)足供需缺口。電池pack上游與下游開展合作，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，電芯企業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)優(yōu)勢(shì)與整車企業(yè)產(chǎn)品銷路優(yōu)勢(shì)結(jié)合，有望為中國動(dòng)力電池pack市場(chǎng)創(chuàng)造新動(dòng)力。4.2.動(dòng)力BMS系統(tǒng)及芯片技術(shù)門檻高、認(rèn)證壁壘高，國內(nèi)企業(yè)加大研發(fā)布局汽車動(dòng)力電池BMS一端與電池相連，另一端與整車控制及電子系統(tǒng)相連，通過CAN總線接口與車載總控制器、電機(jī)控制器、能量控制系統(tǒng)、車載顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)通訊。相比消費(fèi)電池和儲(chǔ)能電池，動(dòng)力電池需要在高溫、震動(dòng)的環(huán)境中工作，且一般為模組電池，一組具有多節(jié)電芯，需要處理電芯、碰撞、CAN、水泵、高壓、絕緣等信號(hào)，對(duì)可靠性及穩(wěn)定性要求更高。汽車BMS包含多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)。1）電池溫度、電壓是電池的關(guān)鍵參數(shù)，BMS的控制是基于該參數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行分析和控制，通過溫度傳感器采集的溫度判斷電池是否處于過溫狀態(tài)。2）電池總壓的采集可以使用高壓盒，電流的采集可以使用霍爾電流傳感器、分流器。3）SOX估算統(tǒng)指電池狀態(tài)估計(jì)，包括SOC、SOH和SOP估計(jì)，是BMS的最核心技術(shù)。據(jù)蓋世汽車研究院，目前部分領(lǐng)先企業(yè)的精度水平最高可達(dá)3%左右，國內(nèi)一線BMS廠家達(dá)5%左右，國內(nèi)二線BMS廠家為5～10%左右。4）目前常用的充電方法有恒流充電、恒壓充電、恒功率充電，整個(gè)充電過程中，BMS決定充電電壓和充電電流。5）溫度對(duì)電池的影響包括：影響充電能力、功率和能量能力、安全可靠性、電池壽命和電池壽命周期成本，BMS熱管理在充放電過程中可以防止出現(xiàn)過壓、過溫。6）關(guān)于BMS的均衡管理，在電動(dòng)汽車中應(yīng)用的動(dòng)力電池由上百串電池串并聯(lián)而成，。由于電池生產(chǎn)工藝和電化學(xué)的不一致性，隨著電池壽命的衰減及電池日歷壽命的減少，電池之間的差異必然越來越大，因此BMS需要對(duì)一致性差的電池進(jìn)行均衡。根據(jù)不同分類標(biāo)準(zhǔn)，均衡技術(shù)可分為多種。7）診斷模塊對(duì)整個(gè)功能進(jìn)行診斷，包括單體電壓、單體溫度、總電壓、電流、通信狀態(tài)、SOC等。8）BMS底層基礎(chǔ)軟件必須具備底層IO驅(qū)動(dòng)、CAN通訊、安全監(jiān)控復(fù)位、CAN程序刷新、故障診斷及處理、測(cè)量標(biāo)定、芯片自檢等功能。9）BMS對(duì)信息進(jìn)行處理和篩選，儲(chǔ)存關(guān)鍵信息，如SOC、充放電次數(shù)等，保持和整車控制器等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。分布式管理架構(gòu)和主動(dòng)均衡管理為汽車BMS未來技術(shù)趨勢(shì)。由于分布式管理架構(gòu)可復(fù)制性高，可應(yīng)用于多種不同的車型電池包，有望助力新能源汽車持續(xù)發(fā)展。被動(dòng)均衡管理由于成本低、復(fù)雜度和故障率低，被國內(nèi)外企業(yè)廣泛運(yùn)用，但主動(dòng)均衡管理效率較高，均衡電流大，能量耗散少，隨著熱風(fēng)險(xiǎn)和電路復(fù)雜逐漸克服，BMS有望向主動(dòng)均衡管理過渡。此外，集成化、通用化、智能化也是BMS未來技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。市場(chǎng)逐漸出現(xiàn)汽車無線BMS解決方案，無線通信接口取代有線BMS方案中的雙絞線電纜。隨著技術(shù)進(jìn)步，市場(chǎng)上逐漸出現(xiàn)有線BMS和無線BMS兩種方案，據(jù)電子發(fā)燒友，在有線BMS解決方案中，通常利用雙絞線電纜，以菊花鏈方式連接電池監(jiān)控器，以傳輸從每個(gè)電池模塊采集的數(shù)據(jù)；而無線BMS解決方案則是使用無線通信接口來傳輸這些數(shù)據(jù)。根據(jù)TI無線BMS方案，無線解決方案使用無線接口，通過無線收發(fā)器器件，將通用異步接收器/發(fā)送器(UART)數(shù)據(jù)從電池監(jiān)控器傳輸?shù)街鳈C(jī)MCU。兩種解決方案之間的重要區(qū)別在于，有線解決方案中的雙絞線電纜被替換為無線解決方案中每個(gè)BMU上的CC2662R-Q1器件。國外龍頭紛紛推出無線BMS方案，無線BMS或成未來趨勢(shì)。2019年，ADI公司收購了精于電源管理技術(shù)的凌力爾特公司，并和通用汽車等整車企業(yè)合作研發(fā)無線BMS，推出了無線BMS系統(tǒng)與平臺(tái)，在電池生產(chǎn)至回收的全周期內(nèi)檢測(cè)電池?cái)?shù)據(jù)并分析，使動(dòng)力電池價(jià)值最大化。2021年，TI宣布推出經(jīng)TüVSüD認(rèn)證的功能安全認(rèn)證的無線BMS解決方案，實(shí)現(xiàn)電池?cái)?shù)據(jù)和控制命令傳輸?shù)臒o線化，其SimpleLinkCC2662R-Q1無線MCU符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，基于ArmCortex-M4，片上集成了豐富模擬外設(shè)，以及射頻子系統(tǒng)，并集成了專用的無線BMS協(xié)議棧，采用2.4GHz頻段并內(nèi)臵TI-RTOS，從而支持快速組網(wǎng)。中國汽車BMS行業(yè)主要經(jīng)歷三個(gè)階段，并逐漸向“智能型BMS”轉(zhuǎn)變。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，中國汽車BMS主要經(jīng)歷了技術(shù)探索期、技術(shù)驗(yàn)證期、大規(guī)模應(yīng)用期三個(gè)主要階段。經(jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品試驗(yàn)，中國電池管理系統(tǒng)產(chǎn)品的技術(shù)水平得到較大幅度提升，具備熱管理、充放電管理、安全管理及通信等功能，技術(shù)性能接近國際水平。據(jù)頭豹研究院，隨著汽車三化不斷發(fā)展?jié)B透，動(dòng)力電池中的BMS不再只具有簡(jiǎn)單的充放電保護(hù)功能，還逐漸提供脈沖放電平穩(wěn)、多電芯平衡管理等管理，BMS逐漸從“保護(hù)型BMS”向“智能型BMS“轉(zhuǎn)變。汽車BMS設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn)，行業(yè)存在五大壁壘。據(jù)ADI官網(wǎng)，為了最大限度的利用電能，并且充分保證壽命，必須引入復(fù)雜的電池監(jiān)控電路，監(jiān)控電池單元的電壓與溫度，監(jiān)控由多個(gè)電池單元串聯(lián)而成的電池組的電壓與電流，平衡電池單元之間的電壓，并跨越勢(shì)壘傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，確保電池在驅(qū)動(dòng)和充電時(shí)高效、安全地工作。在高共模電壓和高達(dá)數(shù)百安培開關(guān)瞬變的情況下，電池管理系統(tǒng)(BMS)必須對(duì)不同的電池單元進(jìn)行精確的測(cè)量。系統(tǒng)的精度必須達(dá)到mV級(jí)，采樣必須在嚴(yán)格的延遲時(shí)間范圍內(nèi)保持同步，采樣速度和精度都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。系統(tǒng)必須提供安全機(jī)制，以便檢測(cè)電池單元、電纜、監(jiān)控電路和通信總線等的故障。系統(tǒng)還要求BMS具備較低功耗以減少對(duì)電池電量的消耗，同時(shí)避免加劇電池不平衡，所以監(jiān)控器IC和隔離電路的功耗應(yīng)盡可能低。此外，汽車BMS行業(yè)存在技術(shù)、整車廠商認(rèn)證、品牌、人才、服務(wù)五大壁壘，對(duì)BMS市場(chǎng)參與者提出更高要求。汽車BMS芯片技術(shù)門檻高，適當(dāng)情況下需符合ASIL-D認(rèn)證要求。為保證系統(tǒng)安全有效運(yùn)行，電池管理芯片需要測(cè)量關(guān)鍵電池參數(shù)的端子電壓、充電/放電電流和溫度。測(cè)量性能比較嚴(yán)苛，對(duì)每個(gè)電池單元的測(cè)量精度需要達(dá)到：電壓誤差為幾毫伏(mV)，電流誤差幾毫安(mA)，溫度誤差小于1攝氏度(℃)。根據(jù)ADIBillSchweber文章，實(shí)現(xiàn)的主要功能包括：1）確定電池組的充電狀態(tài)(SOC)和健康狀態(tài)(SOH)，從而準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)電池組的剩余容量（運(yùn)行時(shí)間）和總預(yù)期壽命；2）提供實(shí)現(xiàn)電池