电池管理芯片的核心（半导体行业深度报告:电池管理）
电池管理芯片的核心（半导体行业深度报告:电池管理）我国电池 pack 行业受动力电池需求拉动影响，市场规模有望高速增长。据中商产业研究院， 中国是最大的动力电池市场，2017 年至 2021 年间中国动力电池装机量 CAGR 达 43.5%， 随着新能源车渗透率增长和疫情有效控制，预计中国2022年动力电池装机量将达229.9GWh。 中国动力电池 pack 行业市场规模不断扩大，推动整个电池 pack 行业发展壮大。根据国家统 计局数据，2011 年国内锂电池产量约 29 亿只，2021 年突破 200 亿只，年复合增速达到 21%； 据头豹研究院，中国电池 pack 行业市场规模 2014 年为 205.4 亿元，2023 年预计为 3244.7 亿元。我国消费电子电池产业链日趋成熟，动力电池产业链仍处于快速成长阶段。笔记本电脑电池 和手机数码电池组装过程涉及人工环节较多，偏向劳动密集型产业，我国是相应电池的重要 组装基地；动力电池注
（报告出品方/作者：安信证券，马良）
1. BMS 是电池产业链的重要组成部分1.1. 电池相关概念及产品形态
电池产业链涉及的基本概念。电池产业链涉及概念较多，如电芯、电池模组、电池包、pack 工艺等。往往电池作为相关概念的统称，电芯、电池模组、电池包是电池制造过程中的不同 阶段。电芯是电池的最小单位，也是电能存储单元，它必须要有较高的能量密度，以尽可能 多的存储电能。当多个电芯被同一个外壳框架封装在一起，通过统一的边界与外部进行联系 时，就组成了一个电池模组。而当多个电池模组被电池管理系统（BMS）和热管理系统共同 控制或管理起来后，这个统一的整体就叫做电池包。电池 pack 工艺，指的就是把电芯、电 池模组等加工成最终电池包的工艺。电池 pack 一般也代指电池包。
电池包主要由电芯、BMS、连接器、热管理组件、结构件等组成。电池产业链中，核心部分 是电芯和BMS电路，电芯封装后再集成线束和PVC膜等构成电池模组，再加入线束连接器、 BMS 电路构成电池成品。其中，电池模组为电池包最小分组，由多个电芯串联和并联，电芯 数量越多，电池模组可靠性越弱，对电芯一致性的要求越高，因此需要通过单体电池监控管 理装臵协调，即电池管理系统、热管理系统、电气系统等，最终组成完整的电池 pack。在动 力电池中，电池热管理系统通过风冷、水冷、液冷和其他相变材料降低电池放电过程中的热 量释放，确保电池在适宜温度范围工作，主要由电池箱、传热介质、监测设备等构成。电气 系统主要由高压线束、低压线束、继电器等构成，高压线束将动力电池系统的动力不断输送 到各部件；低压线束实时传输检测信号、控制信号；继电器起自动调节、安全保护和转换电 路等作用。
电池 pack 技术主要受下游市场需求驱动而不断发展，主要应用场景包括笔记本、智能手机、 等消费电子电池，新能源汽车等动力电池。据头豹研究院，电池 pack 可按电芯正极材料、 电芯配臵方式、壳体材料、电池用途、下游应有、电池形状等不同分类标准分为多个不同种 类。其中，不同形状的电池 pack 具有不同特征，圆柱电池 pack 主要应用于数码产品，长时 间的技术演进促使其拥有更优的良率和成本，但单体电池容量小导致电芯需要以量取胜，对 BMS 要求更高；方形电池结构复杂，但更易保护电芯；软包结构电池 pack 能量密度较高， 但所使用的材料寿命较短。我国锂电池行业的不断发展推动电池 pack 行业的演化，中国电 池 pack 行业相继经历笔电电池 pack 时代、手机数码电池 pack 时代、智能手机电池 pack 时代和动力电池 pack 兴起，消费电池 pack 行业发展较为成熟，动力电池 pack 行业虽起步 于 2012 年以后，但受益于下游汽车三化的发展，市场有望高速成长。
1.2. 动力电池需求高涨助推电池 pack 市场高景气，BMS 持续受益
电芯和 BMS 是电池 pack 产业链核心。电池 pack 产业链涉及企业较多，上游由电池模组、 BMS、电池热管理系统等原材料供应厂商组成，中游由笔电电池 pack 企业、手机数码电池 pack 企业、动力电池 pack 企业组成，下游根据应用终端类型可分为 3C 企业、新能源等车 企和其他电池应用企业等。据头豹研究院，上游电芯和 BMS 占电池 pack 成本的 72%，且 生产技术含量较高，是电池 pack 的核心。BMS 自身较为复杂，涉及学科领域广，相关人才 需要掌握电池知识、整车知识等，要对电子技术、电工技术、微电子及功率器件技术、散热 技术、高压技术、通信技术、抗干扰及可靠性技术等具备专业储备。
我国消费电子电池产业链日趋成熟，动力电池产业链仍处于快速成长阶段。笔记本电脑电池 和手机数码电池组装过程涉及人工环节较多，偏向劳动密集型产业，我国是相应电池的重要 组装基地；动力电池注重技术和自动化，我国动力电池相关企业仍处于成长阶段。据头豹研 究院，消费电子电池行业龙头集中度较高，德赛电池、欣旺达、新普科技等龙头公司占据全 球大部分市场份额，下游笔记本电脑市场处于平稳状态，手机数码市场稳定发展，短期内市 场竞争程度将基本维持现有水平；动力电池领域市场份额主要集中于电芯企业，随着未来中 国动力电池行业规模不断扩大，对动力电池的技术要求不断提高，动力电池市场活力将不断 激发。
我国电池 pack 行业受动力电池需求拉动影响，市场规模有望高速增长。据中商产业研究院， 中国是最大的动力电池市场，2017 年至 2021 年间中国动力电池装机量 CAGR 达 43.5%， 随着新能源车渗透率增长和疫情有效控制，预计中国2022年动力电池装机量将达229.9GWh。 中国动力电池 pack 行业市场规模不断扩大，推动整个电池 pack 行业发展壮大。根据国家统 计局数据，2011 年国内锂电池产量约 29 亿只，2021 年突破 200 亿只，年复合增速达到 21%； 据头豹研究院，中国电池 pack 行业市场规模 2014 年为 205.4 亿元，2023 年预计为 3244.7 亿元。
2.1. BMS 系统充当电池管家、保姆角色，电池计量 IC、电池安全 IC、充电管理 IC 各司其职
BMS 即 BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，称为电池管理系统，在电池运作系统中充当 “电池保姆”的角色。BMS 系统是锂离子电池模组的必备部件和核心部件，是锂离子电池模 组的"大脑"，实现对锂离子电池模组中锂离子电芯（组）的监控、指挥及协调。电池管理系 统，由印制电路板(PCB)、电子元器件、嵌入式软件等部分组成，根据实时采集到的电芯状 态数据，通过特定算法来实现电池模组的电压保护、温度保护、短路保护、过流保护、绝缘 保护等功能，并实现电芯间的电压平衡管理和对外数据通讯。
BMS 中硬件为 BMIC，主要包括电池计量芯片、电池安全芯片、充电管理芯片。按芯片的功 能划分，集成电路可进一步划分为模拟、数字、射频等，其中模拟芯片根据功能的不同主要 可分为电源管理芯片和信号链芯片。电源管理芯片是实现在电子设备系统中对电能的变换、 分配检测、保护及其他电能管理功能的芯片。电池管理芯片是电源管理芯片的重要细分领域， 是电池管理系统的核心器件，包括电池安全芯片、电池计量芯片、充电管理芯片。近年来， 随着下游通讯、消费电子、工业、新能源汽车、储能等领域技术快速发展，对电池管理芯片 产品的性能要求不断提升，推动电池管理芯片不断向高精度、低功耗、微型化、智能化方向 不断发展。
电量计 IC 负责采集电池信息并计算电量，与电池保护 IC 可以分立，也可以集成。据 TI 官 网产品信息，电池包内部包含电芯、电量计 IC、保护 IC、充放电 MOSFET、保险丝 FUSE、 NTC 等元件。一级保护 IC 控制充、放电 MOSFET，保护动作是可恢复的，即当发生过充、 过放、过流、短路等安全事件时就会断开相应的充放电开关，安全事件解除后就会重新恢复 闭合开关，电池可以继续使用，一级保护可以在高边也可以在低边。二级保护控制三端保险 丝，保护动作是不可恢复的，即一旦保险丝熔断后电池不能继续使用，又称永久失效。电量 计 IC 采集电芯电压、电芯温度、电芯电流等信息，通过库仑积分和电池建模等计算电池电 量、健康度等信息，通过 I2C/SMBUS/HDQ 等通信端口与外部主机通信。电量计 IC 与电池 保护 IC 既可分立，也可集成。
硬件、算法、固件是电量计的三大核心，pack-side 电量计更具优势。电量计的输入是电池 电压、电流和温度，然后通过对电池建模来计算输出容量信息，其三大核心是：(1)硬件，来 实现高精度采样、低功耗运行；(2)算法，来对电池建模；(3)固件，把算法编程实现，计算 输出容量信息。据 TI 官网，在选择电量计时，通常需要考虑到电芯化学类型、电芯串联数目、 通信接口、电量计放在电池包内还是放在系统板、电量计算法、是否集成电池保护均衡等功 能、支持充放电电流大小、存储介质和封装。相比 System-side 电量计，Pack-side 电量计 直接采样电芯电压，电压更准确，有利于提高电量计量、充电以及保护精度；Pack-side 采 用可集成加密认证算法的电量计综合成本更低；Pack-side 电池保护板 PCM 电压、电流、 温度校准更容易，项目开发周期更短；Pack-side 电量计面对可插拔电池时 RAM 数据不丢失 ，数据更准确。
充电管理 IC 主要负责电池的充放电管理。锂电池充电管理芯片可以有效管理每个锂电池的 充电，根据锂电池的特性自动进行预充、恒流充电、恒压充电。通过充电管理 IC 可以实现 电池充放电的恒压方式、恒流方式等，这些充电方式有益于电池，并相对比较安全。充电管 理芯片使电压、电流达到可控状态，可以有效的控制充电的各个阶段的充电状态，保护电池 过放电、过压、过充、过温，最终有利于电池的寿命延续。锂电池充电管理芯片具有功能全、 价格低、集成度高、外部电路简单、调节方便、可靠性好等特点。
充电管理芯片根据工作模式通常可分为开关模式、线性模式和开关电容模式。开关模式效率 高，适用于大电流应用，且应用较灵活，可根据需要设计为降压、升压或升降压架构，常用 的快充方案通常都是开关模式。线性模式适用于小功率便携电子产品，其对充电电流、效率 要求不高，通常不高于 1A 但对体积、成本则有较高要求。开关电容模式可以做到最高达 97%以上的效率，但由于架构的原因，其输出电压与输入电压通常成一个固定的比例关系， 应用场景比较受限，实际应用中，通常与一个开关型充电管理芯片配合使用。
2.2. BMIC 芯片市场空间广阔，国产替代前景可期
BMS 下游包含三大电池应用，芯片技术是产业链核心。BMS 下游应用主要包括：消费电池 （3C 数码）、动力电池（电动车）和储能电池（国防军工、可再生能源、通讯、医疗健康等）， 电动汽车产业的快速成长推动 BMS 的快速发展。据前瞻产业研究院，2020 年全球 BMS 下 游应用中：动力电池应用占比达 54%，消费电池占比 22%，储能及其他电池占比 24%。BMS 系统以电池管理 IC 为基础构建，芯片技术是 BMS 产业链核心。
计量芯片是核心且价值量最高，消费电子通常采用 SoC 方案，动力电池中因 AFE（高压工 艺）、MCU 采用不同工艺，采用分立芯片形式。BMS 芯片方案主要涉及计算单元（如 MCU）、 AFE、数字隔离器等。BMS AFE 芯片（模拟前端芯片）负责采集电池电压后通过模数转换 器（ADC）转换为数字值，并送入计算单元（如 MCU）进行计算荷电状态，计算单元（如 MCU）主用来处理 AFE 收集的信息，计算 SOC、SOH 等参数，并将这些信息传送给上一 级 VCU。数字隔离器主要用在高低压之间的数字通信，比如在 BMS 主控板上的高压采样与 MCU 之间的 SPI 通信及采样板 AFE 与 MCU 的 SPI 通信，除了使用数字隔离器外，也可以 使用光耦、或者变压器隔离方案。据瑞萨授权代理商中印云端官网，BMS 系统芯片解决方案 通常围绕一个电池管理 IC 构建，该方案在一个封装中提供低功耗 MCU 和高性能模拟前端 （AFE），提供开发工具来支持开发安全可靠和高性能的锂离子电池管理系统，适用范围从 基础的消费级应用，如笔记本电脑、电动工具、电动摩托车等，到通信基站、电动汽车、光 伏备用电源、军事装备等工业应用都有应用案例。
消费电子领域国产化替代加速，动力电池领域芯片仍在初步布局阶段。BMIC 长期被 TI、ADI 等欧美企业垄断。据爱集微网，在消费电子和工业控制领域，虽然 TI、ADI（收购 MAXIM） 等全球龙头垄断电池管理芯片市场，但国内芯片厂商已逐渐在主流手机市场完成国产替代， 并在 TWS 耳机等新兴消费电子市场上占据优势地位；在笔记本电脑、电动自行车、电动工 具、扫地机器人以及小型储能市场，国内芯片厂商也在加紧进行验证测试，正处于国产替代 的成长期；应用在手机、平板、可穿戴设备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，应用于笔记本电脑、电动工具、吸尘器、电动自行车以及智能家居等产品 中的电池，通常为多串电池组，由多颗电芯串并联组成，动力电池和储能电池领域所用电池 组远多于以上消费电池领域，技术门槛也更高，我国动力电源 BMS 芯片仍有待发展。据爱 集微网，近期，全球主流 BMS 芯片供应商 TI 产品陷入缺货涨价状态，其 BQ 系列芯片订货 交期已延伸至 2023 年，造成较大的市场缺口，叠加我国汽车三化的渗透发展，我国对国产 汽车 BMS 芯片的需求持续增长，国产动力电源芯片渗透率有望持续提升。
受益于电动汽车、消费电子等行业发展，BMS 及 BMS 芯片市场空间未来可期。受全球卫生 事件影响，2020 年全球 BMS 市场规模增速下降，但我国 BMS 市场仍占据重要地位，据华 经产业研究院，2020 年我国 BMS 市场需求规模为 97 亿元。未来随着电动汽车市场规模扩 大和电池效率要求提高，BMS 市场规模有望实现稳定增长，据 Business Wire 估计、前瞻产 业研究院整理，2021 年全球 BMS 市场规模预计为 65.12 亿美元，至 2026 年预计可达 131 亿美元，CAGR 为 15%。据 Mordor Intelligence，2024 年全球电池管理芯片市场规模预计 达 93 亿美元，市场空间广阔。
BMIC 国产替代逻辑清晰：一是技术门槛高，消费电子领域已经取得突破。该领域长期被欧 美企业垄断，但随着国内企业在电池管理技术领域持之以恒的研发投入和应用实践，消费电 子领域产品性能已经不逊色于欧美大厂，且技术难度更高的车规级 BMS 技术也在积极布局 中。二是中国具备电池产业链优势，在发展自主品牌 BMS 方面具有较强话语权。我国电产 业链完善，且国内消费电子、新能源汽车产业的强劲需求成为全球锂电池产业发展的重要动 力，且国产 pack 厂在全球市场中已经占据重要地位。三是政策积极扶持，国产替代进程加 速。我国 BMS 芯片长期依赖进口，尤其是车规级 AFE、ADC、MCU 等芯片，近年来国家 出台众多政策扶持汽车电子及电池管理芯片行业发展，电池管理芯片行业有望更上一层楼。
3. 消费电子：快充、5G、智能水平提升等助力 BMIC 快速发展3.1. 手机：快充和 5G 趋势尽显，对高性能 BMIC 提出更高、更迫切需求
3.1.1. BMS 参与充放电全过程
手机电池大部分是锂离子电池或者锂离子聚合物电池，为提高电池使用寿命，BMS 对手机电 池的充放电起管理作用。既能防止电池过放，也能防止电池过充。在电量较低时，提醒用户充电，并关机防止过放；充电完成时，切断电池充电回路，防止电池出现过充导致电池损坏。 在电池工作的全生命周期中，电量计用于确定电池的电量状态（SoC）和健康状态（SoH）， 进行电池荷电状态估算。
普通手机充电时经历大约四个阶段，均需电池管理芯片负责监控。1）恢复性充电：指电池 电量非常低的时候，防止大电流充电给电池造成损伤，而是以小电流给电池充电，把电池的 电压给升上来。2）恒流快充：电池的电压达到一定程度后，充电器开始给手机电池大电流 恒流充电，这个过程的充电电流比较大，可以快速的提升电池的电压。3）恒压充电：当电 池的电压快接近截止电压时，以小电流恒压充电，这个阶段也叫做安全充电阶段，可以使手 机电池达到比较好的性能。4）涓流细充：这个阶段电池已充满，如果将充电回路切断的话， 因为手机自身的待机会产生待机电流，导致手机会被再次充电，为了解决这种情况，就要通 过涓流细充来解决，通过这种方式可以将手机电池的电压维持在满电状态。普通手机充电四 大阶段均需要手机 BMS 系统参与，管理手机充放电功能。（报告来源：未来智库）
3.1.2. 智能手机性能迭代对 BMIC 要求不断提升，国产芯片加速替代
快充技术可以大大降低充电时间，正成为智能手机标配。据 Battery University，根据充电时 间及速度，充电方式可分为慢充、快充（rapid）、快充（fast）和超级快充。快充在电流、电 压方面均大于慢充，对电池的伤害程度大于慢充，但由于手机电池的国际标准为在 800 次充 放电过后，手机电池保持 80%以上的性能即为合格，结合手机更换时间通常为 2-3 年，因此 快充对手机通常不会对手机电池造成太大损耗。不同厂家纷纷推出快速充电技术，如 VOOC 闪充快速充电技术、高通 Quick Charge 2.0 快速充电技术、联发科 Pump Express Plus 快 速充电技术等。实现快充需要满足三要素：充电器、电池、charge IC。常规充电器的输出为 5 至 10W，快充最多可将其提高八倍，据电源网，iPhone 11 Pro 和 Pro Max 配备 18W 快速 充电器，Galaxy Note 10 和 Note 10 Plus 标配 25W 充电器，三星出售超高速 45W 充电器。
BMIC 是手机快充所需大功率电池的核心器件。快充电池分为两个阶段：第一阶段是向低电 量电池施加高电压，在 10-30 分钟内将电池充电到 50%到 70%，电池快速吸收电荷，不会 对电池长期健康产生重大不利影响；第二阶段是将最后 20%或 30%的电池电量充满，所需 时间与第一阶段相似，手机制造商将充电速度放慢防止损坏电池。电池管理系统密切监视这 两个充电阶段，并在第二阶段降低充电速度，使电池有时间吸收电荷而避免出现问题，BMS 芯片是手机快充所需大功率电池的核心器件。
智能手机机身轻便性与电池续航能力成两难选择，快充弥补手机续航难问题，电池管理芯片 发挥重要作用。手机厂商提高电池容量需要扩大体积，此举会导致机身重量和尺寸的增加， 厂商从用户体验和需求的视角出发，选择逐渐缩小电池容量。为弥补续航能力弱问题，厂商 需要手机支持快充，并配合相应充电头和充电线。多数国产旗舰手机快充可达 40W，远高于 5-10W 的普通充电器，大功率快充需匹配大功率充电头；相比普通充电线，安卓快充线内分 为 5 根线工作（2 根电源线，2 根数据线，1 根接地线），数据线负责充电头与手机电池管理 芯片的通讯。
各大手机厂商相继取消附赠充电头，转向快充充电器市场，快充趋势拉动 BMS 芯片需求。 2020 年 10 月，苹果官方宣布 iPhone12 不再附赠充电器，附赠数据线接口转为 Type-C to Lightening，据充电头网，仅 iPhone12 机型就给市场增加了上亿台 USB PD 快充设备，并 让数十亿规模的 PD 快充配件的市场得到释放。小米随后推出了配备充电器和没有配备充电 器的两种版本，魅族推出“绿色焕新计划”，用户可以凭借两个旧充电器换取一个全新的魅 族18充电器，华为于2021年4月起推出不含充电器和数据线版本。各大厂商纷纷效仿苹果， 节约硬件成本、物流成本及包装成本，取消附赠充电头预计将成行业趋势，并加快布局快充、 无线充电产品，此举有望进一步拉动手机电池管理 BMS 的需求。
5G 手机渗透率提升，耗能更高，对 BMS 芯片提出更高要求。随着 5G 手机全面普及，多摄 渗透率加速、120Hz 高刷屏、更多 5G 射频元器件及高性能 CPU 迭代，不断提升手机的高 功耗。参考力芯微招股说明书，根据Canalys 预测，2023年全球 5G 手机出货量将达到 7.74 亿部，占整个智能手机市场份额的 51.4%；其中，中国作为全球 5G 网络建设的重点区域， 将是全球最大的 5G 智能手机市场，出货量预计占全球市场的 34%。据元宇宙通信数据， 一般手机 5G 在网情况下比 4G 在网的能耗高出 20%-30%，5G 手机相较于 4G 手机最大的 区别在于增设了 5G 射频与 5G 天线模块，超高 5G 网速体验建立在更复杂、功耗更大的天 线与射频设计基础上，需要相应的电池电力驱动，此前被称为“大容量”的 4000mAh 已经 不是不可逾越的红线，4500mAh 上下是当前 5G 手机电池容量的主流。各功能模块对手机电 池管理芯片的精度、功耗等性能提出了更高要求。
手机快充需求旺盛叠加 5G 热潮，手机 BMS 芯片未来可期。5G 手机的发展渗透带动智能手 机快充市场增长，据充电头网统计，快充技术最早突破手机市场，共覆盖七大领域，2020 年全球智能手机快充设备出货量为 12.9 亿台，占总市场的 40.71%。据赛微微电招股说明书， 随着手机模块以及功能的复杂化，单部手机的电池管理芯片数量呈现出增长的趋势，高端智 能手机在电量计、电池保护、充电管理等方面对电池管理芯片的需求持续上升，平均每部智 能手机所需芯片数量达到 4 颗以上，手机 BMS 芯片市场迎来新动能。
3.2. 笔记本电脑及平板电脑：市场规模平稳，技术难度更高
笔记本电脑对电池热管理要求更高。据 battery university，笔记本电脑电池一般由 3 组 2 个并联的电池串联组成，也可称为 6 芯（6 颗电池），根据电池厚薄程度也分 4 芯和 8 芯，电 芯越多，待机时间越长。对于笔记本电脑，即使连接到外部电源或线路电源，也只会在充电 不足时为电池充电，以此减少充放电的循环次数，使电池寿命最大化。由于热量，笔记本电 脑中的电池老化速度比其他应用更快。在使用过程中，笔记本电脑的内部温度会上升到 45° C，使得电池在高温下工作时的预期寿命是更温和的 20°C 或更低温度下运行的一半。笔记 本电脑上 BMS 系统的关键功能之一是管理电池系统，确保其不会过充、过放、过热。据赛 微微电招股书，目前一台笔记本电脑的电池管理芯片方案通常包括 1 颗电池安全芯片、1 颗 电池计量芯片、1 颗充电管理芯片，一台笔记本电脑的芯片方案通常包括 1 到 2 颗限流开关 芯片。
平板电脑高性能、轻薄化趋势对电池管理芯片的综合性能提出更高要求。平板电脑的原理与 与笔记本电脑的原理类似，电池管理芯片在平板电脑中起到电源管理、控制、转换、处理等 功能。平板电脑存在高性能、轻薄化趋势，有限的体积限制了芯片的面积，对电池管理芯片 在有限面积内实现低功耗、高转换效率、高精度、大功率的综合性能提出了挑战。据赛微微 电招股书，目前一台平板电脑的电池管理芯片方案通常包括 1 颗电池安全芯片、1 颗电池计 量芯片、1 颗充电管理芯片。
笔记本电脑和平板电脑出货量稳定，内臵及充电器配臵的电池管理芯片规模也预计保持平稳 态势。笔记本和平板电脑作为消费电子设备的核心市场，历年设备出货量较平稳。据 Frost&Sullivan 统计，2020 年受疫情影响，远程工作和学习的需求激增，全球笔记本电脑市 场的规模在 2020 年达到新高，出货量达 2.2 亿台，由于新冠肺炎疫情的不确定性持续存 在，预计未来几年全球笔记本电脑出货量将继续小幅增长，市场需求增速将在 2023 年逐渐 放缓。平板电脑市场也将维持小幅上升并逐渐饱和，据 Frost&Sullivan 统计，全球平板电脑 市场规模受市场需求的影响，自 2016 到 2019 年出货量规模逐渐下降。受疫情影响，2020 年平板电脑出货量有小幅上升，未来随着智能手机功能更加强大，全面屏、折叠屏等技术使 智能手机替代平板电脑的趋势不断上升，全球平板电脑市场规模预计还将平稳下降，预计到 2025 年出货量约 1.3 亿台。
3.3. 智能手表：功能多样化催生电池管理芯片需求进一步提升
主流智能手表主要采用“蓝牙 SoC MCU 多个 IC（电池管理、射频等）”多芯片解决方案， 高续航能力对电池管理芯片提出高要求。智能手表拥有一套独立的嵌入式操作系统，有一个 数据处理中心，需要调用各类传感器收集到的信息，还要有屏幕、存储器、电池管理系统、 无线射频系统等，在内部芯片用料和结构设计上与智能手机较为相似，其中主控芯片是智能 手表的核心器件，据我爱音频网，主控芯片在智能手表中成本占比达 30%左右。智能手表存 在续航问题，而续航情况很大程度上取决于电池的能力。从智能手表功能受欢迎程度来看， 智能手表的健康监测、通话、运动管理、GPS 定位等功能有望保留并且在技术方面能够得到 持续升级迭代。从智能手表的应用来看，智能手表作为独立移动终端的趋势不断加强，这对 于智能手表的系统易用性、APP 功能应用丰富、续航时间以及功耗等提出了更高要求，进而 对电池管理芯片也提出更高要求。
智能手表市场规模持续增加，有望推动智能手表 BMS 芯片市场规模不断发展。2013 年，全 球第一款智能手表 GEAK Watch 问世，几乎在同一时间，苹果、谷歌、三星等科技巨头入局 智能手表市场。据我爱音频网，2021 年智能手表出货量品牌排行榜中，前 9 名分别为苹果、 三星、华为、iMOO、Amazfit、Garmin、Fitbit、小米、Noise，手机厂商是当前智能手表市 场的出货主力军。智能手表是智能穿戴的主要代表之一，在健康监测、记步、拨打电话、定 位、与智能家居联动等功能的加持下，广受欢迎。其中，从苹果 Apple Watch 4 开始，可穿 戴设备市场开始从运动健康功能向专业的医疗领域转型，苹果 Apple Watch 4 主打的心电图 功能以及防跌倒功能的设臵也的确为智能穿戴设备市场提供了新的方向，智能手表 BMS 芯 片市场规模有望持续增长。
3.4. TWS 耳机：续航能力等性能提升增加 BMIC 芯片需求
TWS 耳机包含三颗电芯，电池管理芯片是其重要配臵。据前瞻产业研究院，TWS 耳机主要 由充电盒部分与无线耳机部分组成，两者各包含 1 颗充电盒电芯和 2 颗耳机电芯，充电盒和 耳机均需要集成电池，其中充电仓对于集成度要求相对不高，以传统软包电池为主(与手机电 池技术路径一致，原手机电池厂商可以供应)，而耳机端由于空间小、集成度高，同时需要电 池具备高容量密度以支持长续航，结构逐步由传统软包电池发展为扣式电池。电池管理芯片 为 TWS 耳机重要配臵之一，主要负责为充电盒内部电池充电、充电仓内部电池升压输出为 耳机充电，起到提升电池充电速度、精准控制电流电压、减少对耳机电池的损害等作用。据 央视财经，目前消费者对 TWS 耳机的要求已不仅限于音频、通话，对音质、续航、价格等 也有了更多要求。另外，内臵电池的加入使其避免了线材的束缚，但由于体积限制，续航时 间是 TWS 耳机的一大痛点，要求电池管理芯片提高技术水平适应更多功能。
4.1. 动力电池需要高可靠、绝对安全，市场空间更大也更具挑战性
汽车动力电池相比手机电池多采用模组电池、大量电芯串并联，对汽车 BMS 提出高难度要 求。一辆电动汽车中，往往数百个锂离子电池通过串并联的方式连接以满足汽车电机的负载 要求，驱动汽车行驶。一般来说，电动汽车的内部电池组电压不低于 800V，通常各大厂商 采用 BMS 解决方案来保证电池组的安全可靠以及性能。
电池安全是保障电动车健康运行的基础，BMS 系统发挥关键作用。据头豹研究院，我国每 年被媒体报道的新能源起火事件逐渐增多，2020 年 7-9 月起火事件占全年事件数的 49%， 其中电池故障导致电动车起火居多，达 33%。电池故障主要因素有外部破坏、内部短路、温 度过高，三者进一步引发热失控，最终导致电动车起火。BMS 的 SOC 测算可准确计量电池 电量，预防过度充放电，然而目前测算 SOC 需要 BMS 系统对电压电流、温度、放电倍率等 精确并快速采集，对 BMS 芯片要求较高，当前国内技术仍无法实现，国产汽车 BMS 芯片研 发任重道远。
动力电池通常采取多节电芯串联形式，注重电芯的一致性，BMS 系统有助于管理电芯一致 性。多串电池的基本要求是串联电芯必须来自同型号的电芯，以保证容量、电压、内阻和自 放电的一致性，当电池出现不一致时，BMS 通过实时检测每节电芯的电压，运用均衡功能对 电芯进行充放电。当出现极端情况，比如某串电芯容量严重衰减，电池存在过充电风险，BMS 通过烧断电池主回路保险丝，永久禁止该电池使用。
动力电池包由“多个电芯串并联 电池管理系统等”组成。新能源动力电池的最基本单元为 电芯（cell），电芯（cell）组成电池模组（Module），再由电池模组（Module）组成电池包 （PACK）。电芯作是电池的基本单位，为了保证高低温、外力冲击等情况下的工作可靠性和 安全性，需要将多个电池放在一个框架中，这种状态就被称为电池模块。而聚集多个模块， 再加上用来管理电池温度或电压等的电池管理系统(BMS Battery Management System)和 冷却设备等，就组成了电池包。
因为电池组以串联和并联方式连接的电池单元阵列，这种阵列中储存了大量的能量，电池电 压测量变得非常复杂的因素。据新浪汽车，以一种比较典型的电动车电源组管理方案为例， 该电源组包括 6720 个锂离子电池单元，由 8 个 BMIC 芯片实现监控，每个芯片可监控 12 个节点的电压等参数信息，BMIC 芯片为 ADI 的主流电池管理芯片 MAX17843，官网显示售 价为 9.32 美元。每个电池单元的容量为 3.54 安培小时 (Ah)，总标称储能为 100 千瓦小时 （3.54 Ah x 4.2 V x 6720 个电池单元）。在 96 个以串联形式连接的电池单元组中，每组包 括 70 个以并联方式连接的电池单元，电池电压为 403.2 V（96 × 4.2 V），容量为 248 Ah （100 kWh/403.2 V 或 3.54 A × 70）。
目前国产动力电池 pack 成本高、技术水平不一，发展空间广阔。据头豹研究院，国产动力 电池 pack 与电芯平均成本虽然逐步下降，但仍与国际一线水平有一定差距，动力电池 pack 约占整车成本的 40%-50%，在中国新能源汽车补贴退坡的环境下，不利于新能源车进一步 渗透；动力电池 pack 需要根据不同客户不同车型进行定制化开发，BMS 方案、热管理、集 成效率等方面对企业技术要求较高；目前中国动力电池 pack 厂商技术水平参差不一，宁德 时代等龙头企业不断追赶国际一流水平，而大多数小型生产企业水平仍然落后，行业标准化 程度有待提升。
中国动力电池 pack 具有三大驱动力，有望进一步促进 BMS 行业技术和规模发展。动力电池和动力电池 pack 相互促进，随着我国车用动力电池需求增长，对动力电池的质量和数量 要求均有望进一步提高，最终促进动力电池 pack 技术进步、规模扩大；外资参与动力电池 市场进一步行业良性发展，中国动力电池行业目前处于高速发展时期，据头豹研究院，在政 策不断加持和车企积极布局下，中国动力电池已发展较为成熟，2018 年中国动力电池的高 端产能需求为 50.0GWh，国内前三大企业出货量为 38.0GWh，市场仍存在需求缺口；2018 年 8 月后中国新能源汽车外资股比逐渐放开，日韩电池巨头三星、LG、松下等将加大对华市 场投资，有望补足供需缺口。电池 pack 上游与下游开展合作，优势互补，电芯企业全产业 链技术优势与整车企业产品销路优势结合，有望为我国动力电池 pack 市场创造新动力。（报告来源：未来智库）
4.2. 动力 BMS 系统及芯片技术门槛高、认证壁垒高，国内企业加大研发布局
汽车动力电池 BMS 一端与电池相连，另一端与整车控制及电子系统相连，通过 CAN 总线接 口与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统实时通讯。相比消费电池和 储能电池，动力电池需要在高温、震动的环境中工作，且一般为模组电池，一组具有多节电 芯，需要处理电芯、碰撞、CAN、水泵、高压、绝缘等信号，对可靠性及稳定性要求更高。
汽车 BMS 包含多项关键核心技术。1）电池温度、电压是电池的关 键参数，BMS 的控制是基于该参数基础上进行分析和控制，通过温度传感器采集的温度判断 电池是否处于过温状态。2）电池总压的采集可以使用高压盒，电流的采集可以使用霍尔电 流传感器、分流器。3）SOX 估算统指电池状态估计，包括 SOC、SOH 和 SOP 估计，是 BMS 的最核心技术。据盖世汽车研究院，目前部分领先企业的精度水平最高可达 3%左右， 国内一线 BMS 厂家达 5%左右，国内二线 BMS 厂家为 5～10%左右。
4）目前常用的充电方法有恒流充电、恒压充电、恒功率充电，整个充电过程中，BMS 决定 充电电压和充电电流。5）温度对电池的影响包括：影响充电能力、功率和能量能力、安全 可靠性、电池寿命和电池寿命周期成本，BMS 热管理在充放电过程中可以防止出现过压、过 温。6）关于 BMS 的均衡管理，在电动汽车中应用的动力电池由上百串电池串并联而成，。 由于电池生产工艺和电化学的不一致性，随着电池寿命的衰减及电池日历寿命的减少，电池 之间的差异必然越来越大，因此 BMS 需要对一致性差的电池进行均衡。根据不同分类标准， 均衡技术可分为多种。7）诊断模块对整个功能进行诊断，包括单体电压、单体温度、总电 压、电流、通信状态、SOC 等。8）BMS 底层基础软件必须具备底层 IO 驱动、CAN 通讯、 安全监控复位、CAN 程序刷新、故障诊断及处理、测量标定、芯片自检等功能。9）BMS 对 信息进行处理和筛选，储存关键信息，如 SOC、充放电次数等，保持和整车控制器等网络节 点进行通信。
分布式管理架构和主动均衡管理为汽车 BMS 未来技术趋势。由于分布式管理架构可复制性 高，可应用于多种不同的车型电池包，有望助力新能源汽车持续发展。被动均衡管理由于成 本低、复杂度和故障率低，被国内外企业广泛运用，但主动均衡管理效率较高，均衡电流大， 能量耗散少，随着热风险和电路复杂逐渐克服，BMS 有望向主动均衡管理过渡。此外，集成 化、通用化、智能化也是 BMS 未来技术发展趋势。
市场逐渐出现汽车无线 BMS解决方案，无线通信接口取代有线 BMS方案中的双绞线电缆。 随着技术进步，市场上逐渐出现有线 BMS 和无线 BMS 两种方案，据电子发烧友，在有线 BMS 解决方案中，通常利用双绞线电缆，以菊花链方式连接电池监控器，以传输从每个电池 模块采集的数据；而无线 BMS 解决方案则是使用无线通信接口来传输这些数据。根据 TI 无 线 BMS 方案，无线解决方案使用无线接口，通过无线收发器器件，将通用异步接收器/发送 器(UART)数据从电池监控器传输到主机 MCU。两种解决方案之间的重要区别在于，有线解 决方案中的双绞线电缆被替换为无线解决方案中每个 BMU 上的 CC2662R-Q1 器件。
国外龙头纷纷推出无线 BMS 方案，无线 BMS 或成未来趋势。2019 年，ADI 公司收购了精 于电源管理技术的凌力尔特公司，并和通用汽车等整车企业合作研发无线 BMS，推出了无线 BMS 系统与平台，在电池生产至回收的全周期内检测电池数据并分析，使动力电池价值最大 化。2021 年，TI 宣布推出经 TÜV SÜD 认证的功能安全认证的无线 BMS 解决方案，实现电 池数据和控制命令传输的无线化，其 SimpleLink CC2662R-Q1 无线 MCU 符合 AEC-Q100 标准，基于 Arm Cortex-M4，片上集成了丰富模拟外设，以及射频子系统，并集成了专用的 无线 BMS 协议栈，采用 2.4GHz 频段并内臵 TI-RTOS，从而支持快速组网。
我国汽车 BMS行业主要经历三个阶段，并逐渐向“智能型 BMS”转变。据前瞻产业研究院， 我国汽车 BMS 主要经历了技术探索期、技术验证期、大规模应用期三个主要阶段。经过多 年的技术研发和产品试验，我国电池管理系统产品的技术水平得到较大幅度提升，具备热管 理、充放电管理、安全管理及通信等功能，技术性能接近国际水平。据头豹研究院，随着汽 车三化不断发展渗透，动力电池中的 BMS 不再只具有简单的充放电保护功能，还逐渐提供 脉冲放电平稳、多电芯平衡管理等管理，BMS 逐渐从“保护型 BMS”向“智能型 BMS“转变。
汽车 BMS 设计面临挑战，行业存在五大壁垒。据 ADI 官网，为了最大限度的利用电能，并 且充分保证寿命，必须引入复杂的电池监控电路，监控电池单元的电压与温度，监控由多个 电池单元串联而成的电池组的电压与电流，平衡电池单元之间的电压，并跨越势垒传输数据 信号，确保电池在驱动和充电时高效、安全地工作。在高共模电压和高达数百安培开关瞬变 的情况下，电池管理系统(BMS)必须对不同的电池单元进行精确的测量。系统的精度必须达 到 mV 级，采样必须在严格的延迟时间范围内保持同步，采样速度和精度都会影响整个系统 的效率。系统必须提供安全机制，以便检测电池单元、电缆、监控电路和通信总线等的故障。 系统还要求 BMS 具备较低功耗以减少对电池电量的消耗，同时避免加剧电池不平衡，所以 监控器 IC 和隔离电路的功耗应尽可能低。此外，汽车 BMS 行业存在技术、整车厂商认证、 品牌、人才、服务五大壁垒，对 BMS 市场参与者提出更高要求。
汽车 BMS 芯片技术门槛高，适当情况下需符合 ASIL-D 认证要求。为保证系统安全有效运 行，电池管理芯片需要测量关键电池参数的端子电压、充电/放电电流和温度。测量性能比较 严苛，对每个电池单元的测量精度需要达到：电压误差为几毫伏 (mV)，电流误差几毫安 (mA)， 温度误差小于 1 摄氏度 (℃)。根据 ADI Bill Schweber 文章，实现的主要功能包括：1）确 定电池组的充电状态 (SOC) 和健康状态 (SOH)，从而准确地预测电池组的剩余容量（运行 时间）和总预期寿命；2）提供实现电池平衡所需的数据，电池内部存在差异以及不同的位 臵、温度和老化情况，但可以平衡已充电电池单元之间的电压。如果不进行电池平衡，将导 致电池组性能降低，甚至损坏电池。3）防止许多可能损坏电池并造成诸如车辆及其乘员等 用户安全问题的情况。汽车安全完整性等级 (ASIL) 是由 ISO 26262 道路车辆功能安全标准 规定的风险分类方案，该标准改编自 IEC 61508 中关于汽车工业的安全完整性等级 (SIL) 规 定。 BMIC 需要符合相关的安全标准，并能在适当的情况下达到 ASIL-D 汽车应用的认证 要求，这是汽车领域最高、最严格认证级别。
4.3. 汽车 BIMC 主要硬件电路：主动均衡、AFE、MCU、隔离电路等4.3.1. AFE 模块：实现电池信息采集、状态监测等功能
AFE（模拟前端，Analog Front End Front End）是包含传感器接口、模拟信号调理 （Conditioning，包括阻抗变换、程控增益放大、滤波和极性转换等）电路、模拟多路开关、 采样保持器、ADC、数据缓存以及控制逻辑等部件的存以及控制逻辑等部件的集成组件。有 些 AFE 还带有 MCU、DAC 和多种驱动电路和多种驱动电路。
4.3.2. 电池均衡模块：提升电池续航时间和循环寿命
电池不均衡会影响电池续航时间和电池循环寿命。电池不均衡表现为多节电池串联时各节电 池电压不相等，尤其在充电末端和放电末端时表现明显。当满充容量不同的电池配组串联在 一起时，串联充电电流相同，但满充容量小的那个电池会先充到更高电压，从而表现为各节 电池电压不相等。即使满充容量相同，但 SOC 不同的电池配组串联在一起时，SOC 高的 那节电池的电压偏高，从而表现为各节电池电压不相等。 即使满充容量相同、SOC 相同， 但各节电池的内阻 R 不同，则在充放电时 IR 压差不同，也会导致电池端电压不同。此外， 一些外部因素（比如电池组局部受温或个体电池之间热不均衡）也会导致个体电池老化速率 不同从而内阻不均衡。最终都可能表现为各节电池电压不相等。
均衡电路主要包括主动均衡、被动均衡。主动均衡是把电量最多的那节电芯多出来的电量转 移给电量最少的那节电芯，或者转移给整串电池，实现能量回收。被动均衡是把电量最多的 那节电芯多出来的电量通过电阻发热消耗掉。
4.3.3. 计算单元（MCU 等）：实现控制、计算等功能
MCU 作为计算平台，需要满足 AEC-Q100、ISO26262 等认证。以 ADI 48V 油电混合 BMS 系统为例，MCU 起到继电器控制、SOC/SOH 估计、均衡控制、电芯电压、电流、温度数据 收集、数据存储等作用。相较于消费级和工业级 MCU，车规级 MCU 行业壁垒更高。据汽车 人参考，车规级半导体对产品的可靠性、一致性、安全性、稳定性和长效性要求较高，研发 难度较大：汽车行驶的外部温差较大，对芯片的宽温控制性能有较高要求；在产品寿命方面， 整车设计寿命通常在 15 年及以上，远高于消费电子产品的寿命需求；在失效率方面，整车 厂对车规级半导体的要求通常是零失效；在安全性方面，汽车电子的高功能安全标准给复杂 性日益增长的电子系统量产化 提供了足够的安全保障。车规级半导体的供应周期需要覆盖 整车的全生命周期，供应需要可靠、一致且稳定，对企业供应链配臵和管理方面提出了较高 要求。
4.3.4. 隔离电路：实现高低压模块间电气隔离
隔离器件实现高低压模块间的电气隔离，技术路线包括光耦隔离和数字隔离。隔离器件是可 以将输入信号进行转换并输出，以实现输入、输出两端电气隔离的一种安规器件。电气隔离 能够保证强电电路和弱电电路之间信号传输的安全性，如果没有进行电气隔离，一旦发生故 障，强电电路的电流将直接流到弱电电路，对电路及设备造成损害。另外，电气隔离去除了 两个电路之间的接地环路，可以阻断共模、浪涌等干扰信号的传播，让电子系统具有更高的 安全性和可靠性。高电压（强电）和低电压（弱电）之间信号传输的设备大都需要进行电气 隔离并通过安规认证。广泛应用于信息通讯、电力电表、工业控制、新能源汽车等各个领域。
4.4. 供需两端齐助推，国产 BMS 前景可期
4.4.1. 供给端：整车厂、电池企业、第三方 BMS 厂商共同参与
随着 BMS 市场需求的大幅增加，我国 BMS 厂商数量逐步增多，产品类型更加丰富，已形 成包含整车厂商、动力电池厂商和第三方 BMS 专业厂商等多种类型 BMS 研发和生产并行 发展的完整产业链。一般动力电池企业具备研发及资金实力时会选择开发 BMS，比如宁德时 代、国轩高科等；一线整车企业一般拥有较大体量，顺应全球新能源汽车趋势，选择开发 BMS 主控单元，在成本和效率方面具有优势，比如比亚迪、吉利等；第三方 BMS 企业专业研究 BMS，面向汽车、通信、储能等多种行业，具有此类企业积累大量标准及定制电芯数据，目 前第三方企业参与者较多，但技术水平参差不齐，国内处于领先水平的有科列技术、均胜电 子、亿能电子等。由 2021 年我国 BMS 装机量得出，目前国内 BMS 市场竞争较为集中，专 业第三方 BMS 企业的数量较多，参与 BMS 的电池企业和整车企业的数量较少，但体量较 大。未来 BMS 市场竞争将日渐激烈，据兴泰资本，一方面整车厂和动力电池厂可能通过并 购或投资第三方 BMS 企业涉入 BMS 领域；另一方面，随着新能源补贴退坡的影响，整车 厂将降成本的压力传导至上游动力电池企业和 BMS 企业，第三方 BMS 企业将迎来一波洗 牌，没有自主核心技术的 BMS 企业将会被淘汰出局，只有拥有核心技术和研发实力的第三 方 BMS 企业才能保持自身专业优势，获得整车厂的认可。
BMS 可助力电池寿命提升，但仍需降本增效。动力电池在技术上存在如存储能量扩容、电 池使用寿命延长、串并联、安全性及电量估算等一系列难点，提高电池性能和延长电池寿命 重要性日益凸显。新能源车车企注重成本优化，而电池成本较高，动力电池与车辆使用寿命存在错位，通常动力电池在车端可使用 3-8 年，车辆使用寿命则有 8-15 年以上，车辆使用 周期内至少替换一次动力电池。据头豹研究院和电车资源网，电池成本占新能源车成本比例 达 40%，而动力电池成本中 BMS 及热管理系统占比 10%，同时 BMS 系统所用的 MCU、 ADC、AFE 芯片、隔离芯片、均衡电路等是国产芯片厂商研发的重点，目前仍被国外厂商垄 断，BMS 是电池系统的重要部分。此外，通过提高充电循环次数（经循环充放电后电量衰减 至指定容量的次数）、控制充放电平均功率和环境温度、减少深度放电（电量用尽）次数， 有利于提高电池寿命，增加续航里程，这需要 BMS 进一步提高性能。
4.4.2. 需求端：受新能源车渗透率快速提升， BMS 行业“水涨船高”
新能源汽车主要由电机系统、电池系统、电控系统及车身系统组成，其中电机系统、电池系 统、电控系统构成新能源汽车的动力系统。电机系统主要包括电机、减速器、逆变器硬件以 及电机控制器。电池系统包括电芯、高压配电单元、电池管理系统（BMS）及线束。电控系 统即整车控制器，可以采集电机控制系统信号、电池管理系统信号、加速踏板信号和其他部 件信号，可以综合分析驾驶员的驾驶意图并作出响应判断，还可以监控下层的各控制器的控 制信号。车身系统主要包括底盘、车身骨架以及照明、空调等辅助系统。
新能源车渗透率不断增加，长续航、高能量密度、优充放电成为主流车企追求目标，对 BMS 提出更高要求和需求。据电池中国网，在碳中和、汽车产业变革等多重因素推动下，主流车企纷纷推出燃油车停售时间表，2021 年，欧洲电动汽车渗透率已达到 19%；据 Canalys， 2021 年全球 650 万辆新能源汽车销量中美国仅占 8%，且其电动车渗透率不足 3%，美国政 府不断推出《重建更好未来计划》《美国清洁能源法案》等法案扶持电动车产业。随着大众、 宝马、通用、本田、福特等主流车企深入布局电动化，更长续航里程、更高能量密度电池、 更好的充放电性能等将成为高端车追求的目标，对 BMS 提出更高要求和需求。
CTP技术逐渐发展，有利于降低电池成本，进一步提高 BMS需求。CTP技术全称Cell To Pack， 也叫无模组技术，即为将电芯直接集成为电池包，从而省去了中间模组环节。传统电池包一 般采用 “电芯 Cell -模组 Module -电池包 Pack”的三级成组模式，多步骤成组模式需更多 零部件，成本居高不下。CTP 技术可以大量减少冗余部件的使用，实现电池包轻量化设计， 据北极星储能网，参考 CATL 的 CTP 电池技术，CTP 技术可以通过减少制造费用和人工费 用，进而提升生产效率约 50%；同时还可以减少零部件约 40%。相比传统电池包，CTP 的 技术优势在于（1）由于 CTP 电池包没有标准模组限制，其可用在不同车型上，应用范围广 泛。（2）CTP 电池包能提高体积利用率，减少内部结构组建，系统能量密度也间接提升，其 散热效果要高于目前小模组电池包。目前 CTP 具有两种不同的技术路线：一是彻底取消模 组的方案，以比亚迪刀片电池为代表；二是小模组整合为大模组的方案，以宁德时代 CTP 技术为代表。
磷酸铁锂电池相较于三元锂电具有一定的安全优势和成本优势，其 BMS 难度相对较低。市 场主流的动力电池选择方案主要为两种：1）三元电池 高效的电池管理系统 BMS；2）磷酸 铁锂电池 相对简单的电池管理系统。三元电池能量密度更高，但是安全性能稍逊，在过充 和过放时容易发生安全问题，三元单体电池容量少、数量多，解决三元电池的安全问题，不 仅仅靠电芯质量的提高，也靠 BMS 技术。以 CATL 方形为例，其三元电池容量为 6-42AH， 而磷酸铁锂电池为 50-200AH，单体容量大，同样容量的电池包单体数量越少，BMS 技术难 度越低。
磷酸铁锂装机量反超三元锂电，或将一定程度降低高技术难度 BMS 需求。根据新能源汽车 网，自 2009 年我国发展新能源车以来，一直到 2015 年，成本低、循环寿命高的磷酸铁锂 电池一直是主流路线，其占比最高超过 70%。但随着政策补贴调整到鼓励追求高能量密度， 以及三元锂电池技术的进步，三元电池凭借高能量密度反客为主，逐渐取代磷酸铁锂成为行 业主流，占比快速提升到 67%。从 2020 年年初以来，磷酸铁锂电池的装机占比从 38.3%开 始一路追赶三元电池，到 2021 年 6 月份，磷酸铁锂的装机量实现反超。由于磷酸铁锂电池 对于 BMS 要求较低，其装机量的不断上升，或将在一定程度上减少高技术难度电池管理系 统的依赖。
受新能源车持续渗透、CTP 技术发展等趋势推动，汽车 BMS 未来市场空间广阔。据 EV-Volumes 数据，2021 年全球新能源车型累计销量近 650 万辆，较去年同期增长 108%； 据智研咨询数据，2021 年中国新能源汽车销量达 352.1 万辆，同比增长 157.57%。根据一 览众咨询预测，2025 年中国新能源车 BMS 市场规模预计达 87.7 亿元，据 QYResearch， 2027 年全球汽车 BMS 市场规模将达 884.744 亿元，CAGR 为 26.19%，中国汽车 BMS 市 场规模将达 382.44 亿元，占全球市场规模比重达 43.23%，汽车 BMS 行业有望更上一层楼。（报告来源：未来智库）
5.1. 储能电池产业链概述
储能电池是将化学能转化为电能的装臵，是电化学储能的实现方式之一。储能技术主要包括 热储能、电储能、氢储能等，其中电化学储能在电力系统中应用较为广泛。通过电化学储能 技术，电能以化学能的形式存储下来，并适时反馈回电力网络。从技术路径来看，电化学储 能的实现靠储能电池实现，储能电池主要以锂离子电池、铅蓄电池和钠基电池等储能技术为 主。根据前瞻产业研究院，锂离子电池在现有电化学储能装机中占比 90％，主要分为三元锂 电池、磷酸铁锂电池等。
储能电池产业链下游的应用场景广泛，包括发电侧、电网侧、用户侧和微电网储能等场景。其 中，发电侧包括电力调峰、可再生能源并网等，储能系统能够帮助新能源电站进行消纳、调 峰调频和平稳输出 减少能量损失，提高电站功率预测性准确度，增加经济效益；电网侧主要 用于高压变电站、新能源高渗透区等，可参与调频、调峰、电压稳定、黑启动等电力市场辅 助服务，获得相应的收益；用户侧主要适用于大型厂区、工商业园区等储能项目，帮助用户 调节各分布式电源和充电桩等灵活充放电 平滑负荷曲线，减少对大电网调峰和容量备用需求； 微电网则主要利用分布式能源、储能装臵和可控负荷共同组成的低压网络，在微电网应用项 目、无电区离网储能等项目上发挥作用。
与动力电池相比，储能电池对各方面的要求更高。动力电池和储能电池是锂电池未来发展潜 力最大的领域，动力类应用在电动汽车上，储能类应用在储能电站上。由于应用场景的不同， 现实应用对二者的性能、使用寿命、安全性能和成本等有着更高的需求，未来高循环寿命电 池或将成为储能电池发展新趋势。
5.2. 储能电池 BMS 是电化学储能系统的核心组件
电池管理系统（BMS）是电化学储能系统的重要组成部分，主要负责电池的监测、评估、保 护以及均衡等。完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系 统（EMS）、储能变流器（PCS）以及其他电气设备构成。根据国际能源网，储能系统的成 本构成中，电池是储能系统最重要的组成部分，成本占比 60%；其次是储能逆变器，占比 20%，EMS（能量管理系统）占比 10%，BMS（电池管理系统）占比 5%，其他为 5%。
一个完整的储能系统 BMS 由电池组 BMS，电池簇 BMS 及系统 BMS 组成，这种三级 BMS 的设计从最大程度上避免了电芯不均衡及其所导致的过充及过放。电池储能系统 BMS 重点 要做好两个方面，一是电池的数据分析和计算，二是电池的均衡。储能电站提供的电池管理 系统具备双向主动无损均衡功能，均衡电流最大 5A，均衡效率达到 80%以上，同时能有效 地筛选出性能异常的单体电池进行报警以便更换，能快速高效的改善电池组的一致性，提高 电池组的使用效率及使用寿命，确保整个储能系统的正常运行。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站
