“2023xEV電池技術(shù)論壇暨新能源光儲(chǔ)充融合產(chǎn)業(yè)大會(huì)”上,NE時(shí)代資深分析師尹昊越以《新能源汽車BMS市場(chǎng)趨勢(shì)》為主題進(jìn)行了分享。
該報(bào)告主要有三個(gè)部分,包含BMS行業(yè)背景、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局及未來市場(chǎng)趨勢(shì)展望。
BMS行業(yè)背景
根據(jù)趨勢(shì)來看,新能源汽車市場(chǎng)滲透率快要突破40%,車市整體向好。
在新能源汽車不同價(jià)位車型內(nèi)卷加劇,75%的新能源車都集中到10萬-30萬價(jià)位,尤其集中在10萬-15萬,A級(jí)車市場(chǎng)最為集中。上圖右邊為銷量Top車型, 競(jìng)爭(zhēng)者或者行業(yè)頭部在競(jìng)爭(zhēng)這些市場(chǎng)的時(shí)候,最能拼的還是價(jià)格。
電池部分呢,我們用容量做了一個(gè)趨勢(shì)圖發(fā)現(xiàn),小容量電芯減少,130-170Ah電芯已成為趨勢(shì),規(guī)模化明顯,而且是平臺(tái)化的產(chǎn)品。用一款電芯適配一系列車型,電芯的平臺(tái)化讓大電芯優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯,所以我們看到電芯容量的趨勢(shì)是, 份額不大的電芯出貨量會(huì)進(jìn)一步減少,會(huì)進(jìn)一步往大電芯以及有規(guī)?;瘍?yōu)勢(shì)的電芯進(jìn)行集中。
除電芯容量趨勢(shì)以外,我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的車輛基本配備100-200個(gè)電芯,從90串到120串,這是最主要的電芯分布。這個(gè)主要由純電車主導(dǎo),純電車占60%-70%,售價(jià)在10萬-15萬,已經(jīng)能夠很好地適配這個(gè)電芯個(gè)數(shù);二是電壓平臺(tái),我粗略分了一下,主要是想看高壓,300V到400V的平臺(tái)能占75%,大于400V的,600V-700V的高壓平臺(tái)還在上升中,目前的數(shù)據(jù)能達(dá)到15%,更高的電壓,可以同理去推更高的快充未來是什么樣的占比;三是電池容量平臺(tái),小容量的A00、A0級(jí)車在今年的銷量并不高,單車帶電量基本上在40-60kWh,這是作為標(biāo)配,已經(jīng)非常成熟了。大于60kWh占到了30%,以前我們覺得這個(gè)車的電池是最貴的,多帶一些電量,一定會(huì)價(jià)格上升非常多,實(shí)際上不光車企在拼價(jià)格,也在拼帶電量。個(gè)人是一名電動(dòng)車消費(fèi)者,從我的感受來看,電量給我?guī)淼慕箲]真的沒有特別大,我感覺大電池包在這個(gè)層面上也有著比較好的發(fā)展;四是三元和鐵鋰,這個(gè)數(shù)據(jù)是我們一直以來在強(qiáng)調(diào)的,鐵鋰各方面性能都能很好替代三元,早期鐵鋰還不是很成熟時(shí)以三元為主,現(xiàn)在鐵鋰已經(jīng)占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì),在下一代新材料體系出來之前,基本上可以認(rèn)為鐵鋰真的是行業(yè)中一個(gè)非常成熟,而且非常全面的解決方案。
電池決定BMS適用性,對(duì)于BMS來講,早期在標(biāo)準(zhǔn)還不是特別成熟的時(shí)候,我們有一系列的測(cè)試,經(jīng)過2020年的標(biāo)準(zhǔn)迭代,增加了電氣適應(yīng)性能、電池間性能,以及之前說到的5分鐘不起火不爆炸,都在說明政策標(biāo)準(zhǔn)正在完善,并且提高了BMS體系能力。具體到前面說的材料、汽車類型、大電池包,也是對(duì)BMS提出了更高要求。鐵鋰由于充放電電壓平臺(tái)緣故,同樣的測(cè)量精度,5毫伏、10毫伏,鐵鋰的測(cè)量誤差就是比三元更大,所以 鐵鋰電池包需要更高的電壓傳感精度。
除此之外,電壓監(jiān)測(cè)同時(shí)影響到SOC監(jiān)測(cè),所以鐵鋰對(duì)BMS要求更高。雖然現(xiàn)在混動(dòng)占少數(shù),但是混動(dòng)對(duì)于BMS要求可能是更多的,因?yàn)橐幌盗械墓r比純電更加復(fù)雜,電流采樣頻率不同,使用功率型電芯,溫度采樣頻率更高,這些會(huì)直接影響B(tài)MS硬件。大電池包+大電芯,對(duì)BMS來講有好處,只要電芯個(gè)數(shù)少了,對(duì)應(yīng)的采樣間隔、頻率,相對(duì)來講都有比較好的平衡。還有一個(gè)問題,采樣精度要提高,電芯精度減少,電池包電量高,需要很好地控制它的安全性。
最后是高壓和快充, 高壓平臺(tái)有安規(guī)要求,更大的高壓,需要解決EMC問題,這是電子層需要考慮的,尤其是能量體系。另外更多的電芯,數(shù)據(jù)量也更大,我要保證傳輸?shù)臅r(shí)間間隔,通信速率也一定要達(dá)到,快充對(duì)充電過程、各個(gè)環(huán)節(jié)信號(hào)傳輸也有要求。無論是政策,還是市場(chǎng)電池環(huán)境,都對(duì)BMS提出了更高的要求。
關(guān)于BMS產(chǎn)品困局,我們的思考是要有更好的測(cè)量精度、更好的效果,需要對(duì)應(yīng)的適配更多的硬件,無論是AFE個(gè)數(shù),還是單個(gè)AFE的能力,提升的同時(shí)很大程度上會(huì)增加BMS成本,右邊有成本分布圖,它有77%,甚至更高,不同車型、不同設(shè)計(jì)當(dāng)然也會(huì)不一樣。在成本這么高的情況下,再提升硬件,剩下的利潤(rùn)會(huì)非常少,并且再怎么樣提高BMS性能,最終受益又是有限的,精度再往上提,邊際收益卻非常小,采樣誤差從5%減小到1%,它的收益可能很大,再想往下減,需要很多硬件,成本一下就增加非常多了。
BMS市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局
依據(jù)BMS產(chǎn)業(yè)鏈,我們梳理了三個(gè)大環(huán)節(jié),首先是上游組建,中間是PCB代工/系統(tǒng)集成,下游是電池包及整車集成。整體分成三類企業(yè),這些企業(yè)并不只是在這樣一個(gè)環(huán)節(jié)有自己的產(chǎn)品或者價(jià)值。
上游有各種外資企業(yè),也有一些本土優(yōu)秀企業(yè),中間有代工+軟件組合公司,下游有電池廠、整車廠。這三類公司放在一起,大家都可以參與到BMS的解決方案,相較于中游,上下游核心優(yōu)勢(shì)較為明顯。上游掌握了核心原材料,下游掌握了核心需求。參與者非常多的BMS行業(yè),在供應(yīng)格局上,BMS企業(yè)非常想要綁定大客戶,車企非常需要分散自己的供應(yīng)鏈。這樣的供配關(guān)系下面,BMS企業(yè)或者其中的供應(yīng)商,想要?dú)⒊鲋貒仨毱匆?guī)模,有規(guī)模才有拼成本的可能,所以自然會(huì)竭力綁定大客戶。
三種類型的BMS企業(yè),實(shí)際上反應(yīng)的是車企采購(gòu)模式的差異。我們列舉5種模式:
第一種,全部外包,交鑰匙方案;
第二種,車企自己生產(chǎn)硬件,其他軟件、算法由供應(yīng)商來;
第三種,車企只是單獨(dú)完成軟件應(yīng)用層開發(fā);
第四種,車企單獨(dú)找一個(gè)代工廠,完成其他所有部分的開發(fā);
第五種,車企完全自主。
從采用這些模式的企業(yè)數(shù)來看,第二種基本沒有,最多的是第一種,很多車企還是需要有完整解決方案的供應(yīng)商。同時(shí),車企自己的布局也非常多,最基礎(chǔ)的是車企為了電池包管理的一系列信息,至少要開發(fā)應(yīng)用層軟件,更加激進(jìn)的、能力更加強(qiáng)的可以選擇底層軟件,包括PCB硬件設(shè)計(jì),最強(qiáng)的,像比亞迪、特有完全的自主產(chǎn)業(yè)鏈,可以自主生產(chǎn)。在這種模式下,雖然總體外采比較多,實(shí)際上非常有競(jìng)爭(zhēng)力的車企真的會(huì)自己做。
我們根據(jù)實(shí)際出貨份額,同樣按照這三類企業(yè)做了區(qū)分,車企自己出貨BMS比例逐漸提升,另外第三方企業(yè)份額變小、電池企業(yè)份額也在變小,電池企業(yè)下降更多,有一部分原因是車企連帶著自身布局一塊下了,他在過渡期、自己的轉(zhuǎn)型期,為了培育自己的能力,他決定選擇更加配合自己的第三方供應(yīng)商。在這樣的背景下,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)流暢的制造過程被車企各種不同的需求、開發(fā)思路打散了,有一部分車企開始自己去做,留給第三方供應(yīng)商的和平會(huì)更加分散一些。
到底什么樣的產(chǎn)品才能夠很滿足車企的需要?現(xiàn)階段有兩個(gè)點(diǎn)比較值得注意,一個(gè)是技術(shù)先進(jìn)性并不是產(chǎn)品精度到底多么高,技術(shù)先進(jìn)性可能是你在平臺(tái)規(guī)劃上要領(lǐng)先車企半代或者一代產(chǎn)品,他就會(huì)覺得你有技術(shù)先進(jìn)性,引用你的產(chǎn)品可以很好地提升自己本身的能力;另外是價(jià)格,現(xiàn)在的價(jià)格不宜多說,已經(jīng)壓榨到利潤(rùn)非常微薄的局面。
未來市場(chǎng)趨勢(shì)展望
欣旺達(dá)專家說VCU跟BMS融合,低壓部分把主控可以拿到多合一或者是VCU方案中去。
以比亞迪為例,它能實(shí)現(xiàn)的效益非??捎^,物料直接減少,在軟件方面,代碼量也減少,并且又很支持新一代電子電氣架構(gòu),OTA比較方便,也節(jié)省了整包當(dāng)中的空間。對(duì)于未來最終的BMS方案,有發(fā)揮空間,有一種方案是同時(shí)在PCB板上,DMU相當(dāng)于移植到另一個(gè)板上去,它在這個(gè)板上有獨(dú)立的構(gòu)件,這是One board方案,實(shí)現(xiàn)起來比較容易,得到的收益也比較有限。更好的是One Chip,它不是SOC的形式,它是更加強(qiáng)大的MCU,ST Stellar CMC,要有更強(qiáng)大的CMU支撐把BMS移到車上面,不同的物件還是有差異的。One board簡(jiǎn)單易行,One Chip要有供應(yīng)成本的上升,同時(shí)對(duì)車企來講處在一定黑盒的情況下,你還不能完全了解芯片內(nèi)部的布置,對(duì)于你真正把多套控制系統(tǒng)移植到MCU里產(chǎn)生的問題,要達(dá)到最后的單個(gè)MCU,還需要平衡成本與性能。
BMS的主控被拿走了,價(jià)值部分會(huì)從BMS轉(zhuǎn)移到ECU、域控位置上,對(duì)于BMS企業(yè)來講,欣旺達(dá)也開始推出域控等解決方案,BMS企業(yè)如果還停留在之前的解決方案上,如果不做產(chǎn)品本身的拓展,沒有辦法擺脫產(chǎn)品的困境。積極的去做這樣的產(chǎn)品布局拓展,它才有可能擺脫存量競(jìng)爭(zhēng)。
另外一個(gè)趨勢(shì)是國(guó)產(chǎn)化芯片,尤其是模擬芯片,過去海外廠商統(tǒng)治整個(gè)市場(chǎng),中國(guó)市場(chǎng)很難找,現(xiàn)在在BMS領(lǐng)域,包括數(shù)字芯片和模擬芯片,其中的模擬芯片,國(guó)產(chǎn)已經(jīng)具備了同等水平,它的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)馬上會(huì)開始體現(xiàn),我們知道國(guó)產(chǎn)芯片只要隨著量的到來,它馬上就會(huì)有各個(gè)方面的優(yōu)勢(shì),質(zhì)量也會(huì)逐漸可控起來。當(dāng)中關(guān)鍵的模擬芯片,如AICE、電流傳感器、數(shù)字隔離等,
這里提一下無線BMS,它的整體拓?fù)浞桨阜浅O冗M(jìn),有CMC與BMU的無線,有電芯直接與BMU的無線,即所謂的智能電芯。CMC直接與VCU通信,這個(gè)暫時(shí)還沒有企業(yè)做宣傳,但我想這是一種可行方案。這些方案已經(jīng)由國(guó)外賓客先進(jìn)的芯片廠推過一輪了。加這些無線芯片,對(duì)于大廠來講肯定是有利的,在車企的搭載上,我們發(fā)現(xiàn)還沒有大規(guī)模搭載上車,有少量的確實(shí)是量產(chǎn)產(chǎn)品,但是對(duì)整車性能沒有特別明顯的宣傳它有性能提升,這可能是無線BMS的階段。
再繼續(xù)講一下它所受的阻礙,無線BMS減少線束,模組化自由組合更加方便裝配,后續(xù)梯次回收可以做到直接從車上換下來,梯次利用,再換到儲(chǔ)能,都是同一系統(tǒng),非常便捷。缺點(diǎn)在現(xiàn)階段不可忽視,它的硬件成本,每個(gè)從控都要帶有藍(lán)牙模組,每個(gè)藍(lán)牙模組費(fèi)用乘以從控個(gè)數(shù),會(huì)帶來非常大的負(fù)擔(dān)。BMS系統(tǒng)最核心的是驗(yàn)證系統(tǒng)真的很可靠、很有魯棒性,如果真的要搭載,需要采集多少樣本,才能夠?qū)崿F(xiàn)我說的無線BMS系統(tǒng)更加安全,有非常多的硬件成本。另外能耗更高、安全性,在比較復(fù)雜的射頻環(huán)境下的安全性,還有軟件的通信,甚至是數(shù)據(jù)的安全性。我們發(fā)現(xiàn)無線BMS如果要實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)功能安全,很多是反向驗(yàn)證的,我通過證明BMS系統(tǒng)的安全性反向證明無線BMS的從控和主控安全??傊瑹o線BMS的階段性阻礙還是沒有突破的,需要比較長(zhǎng)期跟進(jìn),并不是馬上就能推這樣一個(gè)產(chǎn)品,它就能夠上車。
最后是我們對(duì)行業(yè)的預(yù)測(cè)和思考,BMS市場(chǎng)肯定是隨著新能源汽車銷量上升而上升,為什么我們這邊又感覺它有一些阻礙或者是變化,實(shí)際上在三年內(nèi),內(nèi)部會(huì)有非常多的技術(shù)和布局改變,在成熟期它還沒有迎來新曲線的時(shí)候,需要大家更加靈活調(diào)整自己;短期,車企供應(yīng)商怎么調(diào)整定位,獲得主動(dòng)權(quán);芯片國(guó)產(chǎn)化背景下,如何提前布局好,尤其是供應(yīng)鏈這邊,只有真正當(dāng)我們的BMS里面的關(guān)鍵硬件國(guó)產(chǎn)化提高了,它的利潤(rùn)也好、市場(chǎng)也好,才能夠更合理的打開。長(zhǎng)期來看,無線BMS等新的技術(shù),包括場(chǎng)景,企業(yè)可以合理儲(chǔ)備前瞻技術(shù),達(dá)到最終的比較好的整體戰(zhàn)略。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:NE時(shí)代
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