BMS，让续航不只“卷”电池技术

2022 年，全球新能源车（EV）年增长55%，达1010万辆。中国大陆是目前最大的新能源车市场，2022年59%的新能源车销售来自中国，共计590万辆。新能源汽车的蓬勃发展，让动力电池技术成为汽车行业最具战略意义的组成部分之一。

汽车制造商努力降低电池在汽车整个生命周期中的尺寸、重量和成本影响，并延长电池支持的续航里程，这将对他们的市场份额和竞争力产生巨大影响。在此背景下，大众、宝马、通用以及长城、吉利、上汽集团、蔚来汽车等也都通过自研、自建或者合建等方式切入动力电池领域。

哪吒天工电池与英飞凌 BMS 整体解决方案技术合作发布仪式

而当汽车制造商和电池制造商纷纷在“卷”动力电池制造技术的时候，有一项关键技术往往会被忽略，那就是电池管理系统（BMS）。BMS电池管理系统是电池的“大脑”，是新能源汽车产业的核心技术之一，也是实现电动驾驶的关键。

2028年BMS市值将达184亿美元

BMS的主要功能包括电力输出管理，实现电池组的充放电状态，实施关键保障措施以保护电池不受损害，以及延长电池的寿命和效率。大型电池包由模组组成，每个模组包含多个电池单元。自然生产差异意味着在额定容差范围内，每个电池单元都有自己的特性。为了最大限度地提高电池容量、寿命和性能，需要监视电池运行的关键参数——电压、充电/放电电流和温度，并且每个模组都需要单独记录。这是BMS中单元监控单元的工作。

据MarketsandMarkets近日发布的《2023至2028年全球电池管理系统市场预测报告》显示，预计全球BMS市场将从2023年的78亿美元增长到2028年的184亿美元，预测期内的复合增长率可达到18.7%。当前，该领域的头部玩家有日本的森萨塔科技与松下控股，德国的埃贝赫以及韩国的LG。值得一提的是，产业链上下游在此领域也纷纷有一些新动作。

近日，英飞凌和哪吒汽车合作开发BMS系统级解决方案，包括了哪吒汽车自研的天工电池，及英飞凌 AURIXTM 微控制器、12通道AFE、电源管理芯片等产品，满足ASIL D的系统功能安全要求。该解决方案可提供更高集成度、更精准、更安全稳定的电池管理策略，从而进一步优化新能源汽车的电控系统动力性和经济性，在提升续航里程、增强电池安全保护能力的同时，为用户带来更出色的全生命周期电池管理体验，并大幅减少开发时间和采购成本。

纬湃科技也凭借其创新的BMS赢得了多笔总价值超过20亿欧元的订单。订单包括将为400V和800V纯电动汽车架构提供无线通信技术的电池控制单元。作为一项通用技术的开发，纬湃科技模块化BMS产品的优势便于将其核心功能部件融合至其他控制单元中。这一独特的创新型解决方案可通过减少复杂的电池布线节省空间，同时可提高电池容量或降低电池尺寸及重量提升续航里程。

最终用户越来越希望能延长电池使用寿命、缩短充电时间以及减轻电池供电应用的整体重量，他们对更多电池单元解决方案的需求必然也会与日俱增。连接和电源解决方案供应商 Qorvo®近日宣布推出全新功率应用控制器®（PAC）器件——PAC22140 和 PAC25140，进一步扩展其电源管理产品组合。这两款 PAC 属于单芯片解决方案，具备业内少有的特性，即可支持最多由 20 个电池串联组成的电池组。这些产品采用了智能电机控制技术，让智能电池管理解决方案（BMS）能够应用于各种工业、电动交通工具和备用电池等领域。

BMS四大未来趋势预测

据MarketsandMarkets的报告，电池管理系统大多集成了高能电池，比如锂离子电池、先进的铅酸电池、液流电池和镍基电池。在所有这些电池类型中，电池管理系统在锂离子电池中的应用最广泛。报告还对BMS技术的未来发展给出了四大趋势预测：

•在预测期内（2023-2028年），锂离子电池领域会以最高的年复合增长率增长
与所有其他类型的可充电电池技术相比，在可用容量、充电时间和寿命周期等方面，锂离子电池属于性能最高的那一类。锂是最轻的金属，具有大的电化学潜力，还能实现单位体积和重量的最大能量密度。因为固有性质，锂离子会处于不稳定的状态，因此有必要管理其充、放电时的状态。但是如果在充、放电过程中执行一些既定的预防措施，与其他化学制品相比，锂离子是具有无可比拟的优势的。因此，BMS是锂离子电池市场存在及增长的一个重要有利因素。

•在此预测期内，分布式拓扑结构预计将以显著的年复合增长率增长
在分布式BMS拓扑结构中，电池组中的每个电池都有一个专门的从属板，用于测量和控制单个电池。在电池和控制器之间，有一条通信电缆连接着这些从属板。每个电池都与一对电压信号、一个温度传感器以及串行的内外部通信电缆相连。这种分布式拓扑结构比集中式BMS拓扑结构更容易安装，优点是设计简单，可靠性高，主要缺点是需要相当数量的微型电路板，在某些类型的电池上安装电路板时会遇到困难。此外，对于有许多电池的电池组而言，分布式的成本可能比集中式的成本高很多。

•在此预测期内，工业领域预计将以显著的年复合增长率增长
在商业和工业领域，对连续、高质量的电力供应和紧急备用电力的需求越来越大。例如，自动导引车（AGVs）是一种移动机器人，在制造设施或仓库中转移材料，常用于工业部门。自动导引车是通过安装在地板上的电线、标记或视觉、激光来引导的，广泛用于提高制造业的材料处理效率，大多使用集成的先进铅酸电池。这种电池可靠性高，还比其他化学电池成本低。如果铅酸电池技术得到保护，可以避免过度放电和充电不足，效率将是最高的。在此情况下，可以改善电池运行和保质期的BMS就变得非常关键了。

•2028年，北美地区将在全球电池管理系统市场占有重要份额
汽车行业和可再生能源领域不断增长的需求，推动了北美BMS市场的增长。主要汽车制造商，如通用（美国）汽车公司和福特（美国）汽车公司，推动了对BMS的需求。在美国，通过风能和太阳能进行可再生能源存储的锂离子电池市场份额正在快速上升。汽车、可再生能源存储系统和电信等应用在北美BMS市场的增长潜力达到了最高。

来源：荣格-《国际汽车设计及制造》

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