動力電池行業之電池管理系統篇：動力電池的軟實力掌握“數據”方執牛耳-220929（25頁）.pdf

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1、 Table_Yemei0 行業研究深度報告 2022 年 09 月 29 日 動力電池之電池管理系統篇 動力電池的軟實力，掌握“數據”方執牛耳 空間：空間：BMS 重要性日益凸顯，重要性日益凸顯，2025 年市場規模超年市場規模超 160 億億。電氣化進程加速，BMS（電池管理系統）的重要性日益凸顯，主要體現在：避免電池超“臨界區域”工作，保障動力電池安全。保障電池在“合理區域”工作，延長電池壽命。盡可能縮小電芯間的“不一致”，提高電池系統的有效能量。受益于新能源汽車高增長紅利，BMS行業有望迎來高增長，預計 2025年市場規模將達 160億。功能：功能：BMS 是動力電池的是動力電池的核心

2、核心。BMS 的功能包括：感知，感知，即電池物理參數（電壓、電流和溫度）監測，是 BMS 的基本功能。決策決策，即電池狀態（SOx）估計，是 BMS 算法控制的核心。執行執行，BMS 主要的執行動作有：保障電池安全、控制電池充放電、熱管理和故障預警。趨勢：高精度，被動均衡，分布式，無線化趨勢：高精度，被動均衡，分布式，無線化。磷酸鐵鋰電池占比提升，高精度算法（卡爾曼濾波法和神經網絡法）是未來發展方向；出于電路結構和成本考慮，被動均衡仍是未來主流；隨著新能源汽車不斷向長續航、高電壓和平臺化方面發展，分布式和無線化 BMS 將是未來主流方向。格局：電池廠和整車廠格局：電池廠和整車廠將將成為成為執牛

3、耳執牛耳者者。BMS 作為動力電池的“大腦”，產業鏈各個環節的主體均有參與布局，總體來說主要有三類：即動力電池企業（企業數量占比 46%）、整車企業（企業數量占比 21%）和第三方 BMS 企業（企業數量占比 33%）。從資金、人員、客戶、數據和研發等多種有形和無形資源的角度來考量，專業的第三方 BMS 企業雖然在軟件研發上有一定優勢，但在資金實力和客戶粘性方面有所不足，容易淪為整車廠或動力電池企業的代工廠，甚至被其兼并收購。而動力電池企業和整車廠掌握“數據”這一核心競爭力，并在資金實力、研發人員、交付能力和成本控制等方面更有優勢，若能進一步補強軟件算法方面的短板，未來將有望占據市場主導地位。

4、風險提示風險提示：關注芯片供應短缺的風險、關鍵原材料價格波動的風險、新能源汽車銷量不及預期的風險和相關領域政策變化風險等。（本部分有刪減，招商銀行各部如需報告原文，請參照文末方式聯系研究院）Table_Author1 潘潘 偉偉 行業研究員行業研究員：0755-89271035： 相關研究報告相關研究報告 動力電池之電池材料篇辯趨勢，談供需，論格局 2022.03.25 碳中和碳達峰系列研究之動力電池篇（2021）守得云開見月明 2021.08.27 碳中和碳達峰系列研究之新能源汽車競爭格局演變篇群雄逐鹿，誰主沉??？2021.04.30 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 1/3 目 錄

5、 1空間：BMS重要性日益凸顯，2025 年市場規模有望超過 160 億.1 1.1 新能源汽車快速發展，BMS 重要性日益凸顯.1 1.2 受益于電動化紅利，2025 年 BMS 市場空間將達 160 億.3 2功能：BMS是動力電池的核心.4 2.1 感知：電池參數監測，電池管理的基礎.4 2.2 決策：電池狀態（SOx）估計，電池管理的核心.5 2.3 執行：與其他零部件協同，整車企業差異化的關鍵.6 3趨勢：高精度，被動均衡，分布式，無線化.6 3.1 高精度：高精度算法是 BMS 的核心.6 3.2 均衡管理：被動均衡仍是未來主流.8 3.3 拓撲結構：分布式 BMS 結構是未來主流

6、.10 3.4 通信方式：CAN 總線菊花鏈無線 BMS.12 4格局：BMS行業三分天下，電池和整車為執牛耳者.14 4.1 行業呈現“三足鼎立”的競爭格局.14 4.2 電池廠和整車廠將執牛耳.16 5業務建議及風險提示.18 QUbWrVdYaVmZpPpPoM8OcM8OoMnNnPnPiNqRrRlOoPpQ9PoPmMvPmRwPuOnRsN 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 2/3 圖目錄 圖 1：20192020 年新能源汽車起火事故月度數據.2 圖 2：20192020 年新能源汽車起火事故原因.2 圖 3：鋰離子電池工作的邊界條件.2 圖 4：BEV/PHEV/HE

7、V/48V 車型銷量預測.3 圖 5：動力電池管理系統（BMS）市場空間預測.3 圖 6：動力電池管理系統的基本功能.5 圖 7：高精度 SOC 算法是 BMS 的核心.7 圖 8：磷酸鐵鋰電池的電壓SOC 曲線.8 圖 9：三元電池的電壓SOC 曲線.8 圖 10：主動均衡和被動均衡的工作原理.9 圖 11：集中式 BMS 以分布 BMS 對比.10 圖 12：48V 微混車型電池系統中 BMS 類型統計.11 圖 13：HEV 車型電池系統中 BMS 類型統計.11 圖 14：PHEV 車型電池系統中 BMS 類型統計.11 圖 15：EV 車型電池系統中 BMS 類型統計.11 圖 16

8、：采用 CAN 總線通訊的 BMS 架構.12 圖 17：采用菊花鏈通訊的 BMS 架構.13 圖 18：采用有線（CAN 或菊花鏈）通訊的 BMS.13 圖 19：采用無線通訊方式的 BMS.13 圖 20：各類動力電池 BMS 參與企業數量占比.14 圖 21：寧德時代智能電池管理技術.15 圖 22：蔚來汽車電池管理技術.15 圖 23：2020 年國內動力電池 BMS 配套格局.17 圖 24：2021 年國內動力電池 BMS 配套格局.17 圖 25：2022 年 1-8 月國內動力電池 BMS 配套格局.18 圖 26：整車廠不斷提升 BMS 的參與度（配套數）.18 表目錄 表

9、1：不同應用領域的鋰電池 BMS 的對比.1 表 2：BMS 主動均衡與被動均衡管理模式對比.9 表 3：部分新能源車型采用的 BMS 拓撲類型.11 表 4：大部分新能源車企開始深度參與 BMS 開發.15 表 5：三類 BMS 玩家資源優勢比較.16 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 3/3 附錄 附錄 1 電氣化（包含 BEV、PHEV、HEV 和 48V）車型銷量預測.20 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 1/20 電池管理系統（Battery Management System，即 BMS）是連接動力電池和新能源整車的重要紐帶，通過監測電芯的狀態參數，如電壓、電流和

10、溫度等，來估算整個電池系統的狀態，并根據計算得到的電池狀態對動力電池系統進行相應的控制調整和策略實施，實現對動力電池系統及各單體電芯的充放電管理以保證動力電池系統安全穩定地運行。本文旨在通過梳理 BMS 的行業現狀，市場空間，基本功能，技術趨勢來研判 BMS行業的競爭格局。1空間：BMS重要性日益凸顯，2025 年市場規模有望超過 160 億 1.1新能源汽車快速發展，BMS重要性日益凸顯 BMS 的雛形是保護板的雛形是保護板。傳統的鋰電池保護板主要用于消費類電池，它的功能較為單一，主要實現電池狀態監測和安全分析功能。隨著新能源汽車的快速發展，復雜、大型的鋰電池組被廣泛應用，簡單的保護板已經不

11、能滿足需求，BMS 由此誕生。在滿足保護板功能的基礎上，BMS 還加入了通信、均衡管理、電池剩余容量（State of Charge）估計等功能。國外首先設計出 BMS 的是德國，國內清華大學在 20 世紀 90 年代啟動相關研究，目前特斯拉代表了行業頭部水平，國內 BMS相關企業正在努力追趕。表表 1：不同應用領域的鋰電池：不同應用領域的鋰電池 BMS 的對比的對比 名稱名稱 應用領域應用領域 電芯數量電芯數量 功能要求功能要求 價值量價值量 保護板保護板 一般消費電子、電動工具 16 防止鋰電池過充、過放、過流等 0.55 元 BMS 智能手機、筆記本電腦 18 防止過充、過放、過流、充電

12、管理、電量顯示 515 元 BMS 電動自行車、平衡車等小型動力設備 1030 防止過充、過放、過流、充電管理、剩余電量顯示、溫度保護 3060元 BMS 新能源汽車、儲能系統 507000 全面監控電池電壓、電流實時狀態和健康狀況，精確計算電量、進行主動均衡，提高效率、故障警示 30010000元 資料來源：CSDN、招商銀行研究院 新能源汽車快速發展，BMS重要性日益凸顯，主要體現在以下三個方面:敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 2/20 圖圖 1：20192020 年新能源汽車起火事故月度數據年新能源汽車起火事故月度數據 圖圖 2：20192020 年新能源汽車起火事故原因年新能

13、源汽車起火事故原因 資料來源：新能源汽車國家大數據聯盟、招商銀行研究院 資料來源：新能源汽車國家大數據聯盟、招商銀行研究院 避免電池越過“臨界區域”工作，保障動力電池安全避免電池越過“臨界區域”工作，保障動力電池安全。根據新能源汽車國家大數據聯盟的數據，2020 年新能源汽車起火事故共發生 124 起，與 2019 年相比增幅達 47%。其中電池自燃的占比為 38%，充電過程起火占比 14%，充電設備故障占比 5%，過充電占比 1%，另外發生起火的原因還有零部件老化以及違規改裝等。而在 20192020 年發生的事故中，70%以上是可以通過有效的電池管理系統減少或者避免的。動力電池在工作時都有

14、一定的使用條件充電電流限制、放電電流限制、工作溫度限制、單體電壓限制等等。電池工作條件分“合理區域”和“臨界區域”，當電池工作條件越過“臨界區域”時，發生安全事故的概率就會大增。這時，BMS 就必須果斷采取措施，以避免事故的發生。圖圖 3：鋰離子電池工作的邊界條件：鋰離子電池工作的邊界條件 資料來源：招商銀行研究院 保障電池在“合理區域”工作，延長電池壽命保障電池在“合理區域”工作，延長電池壽命。當電池工作狀態位于“合理區域”時，電池壽命最長。進入“臨界區域”壽命會顯著降低，越過了“臨325119121616759431231414172717101060510152025301月2月3月4月

15、5月6月7月8月9月10月 11月 12月2019年2020年38%14%14%7%6%5%5%3%1%7%電池自燃正常充電導致起火碰撞后短路起火零部件老化&短路人為因素（改裝、縱火）充電設備故障電池包浸水外部因素（被引燃）過充電導致起火原因不明 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 3/20 界區域”則有安全隱患。為了提高電池的使用壽命盡量讓電池工作在“合理區域”，當電池越過“合理區域”后要給用戶報警提示，或是執行保護功能（如冷卻，限制功率等）讓電池回歸“合理區域”?？s小電芯間的“不一致”，提高電池系統的使用效率縮小電芯間的“不一致”，提高電池系統的使用效率。單個電池的能量有限，所以大多

16、是 N個電池串聯在一起使用，我們稱串在一起的電池為電池串。由于電池之間總是存在差異，存儲的能量也有區別。而電池的過放和過充是電池的兩種極度危險狀態。放電時，當某個電池達到放電下限時，即使其他電池仍有能量，放電也不得不結束。反之，充電時，當某個電池電壓已經達到上限，即使其他電池尚未充足，充電不得不中止。因而，放電受限于串聯中電壓最低的電池，充電受限于電壓最高的電池?？梢?，“有效儲能”小于“理論儲能”。在沒有 BMS 情況下，電池間的差異化會越來越大，因而“有效儲能”會越來越少。電池價值就在于其“有效儲能”。如果 BMS 能抑制電池“一致性”變差的趨勢，就意味著“有效能量”更加接近“理論能量”，從

17、而能夠提高電池系統的使用效率。1.2受益于電動化紅利，2025年 BMS市場空間將達 160億 圖圖 4：BEV/PHEV/HEV/48V 車型銷量預測車型銷量預測 圖圖 5：動力電池管理系統（：動力電池管理系統（BMS）市場空間預測）市場空間預測 資料來源：中汽協、招商銀行研究院 資料來源：中汽協、招商銀行研究院 受益于新能源汽車高增長紅利，受益于新能源汽車高增長紅利，BMS 有望形成百億級市場有望形成百億級市場。BMS 單車價值量與電池的類型、數量、電壓等因素有關，在不計算電池封裝的情況下，結合目前市場現狀看，通常每輛車 BMS價格在400-10000元不等?？蛙囯姵厝萘看?，電壓等級高，單

18、套 BMS 價格較貴；乘用車和專用車電壓等級較低，價格也相對便宜。預計到 2025 年，中國電氣化車型銷量將達到 1275 萬輛，其中BEV 車型銷量預計達到 925萬輛，PHEV 車型銷量預計達到 204萬輛，HEV 車型銷量預計達到 90 萬臺，48V 車型銷量預計為 55 萬輛。對于市場空間測算，2021年BEV乘用車BMS單車價值量為1760元/輛，BEV商用車為5960元/輛，PHEV 乘用車為 1727 元/輛，PHEV 商用車為 2725 元/輛，HEV 乘用車為 116802004006008001,0001,2001,4002018A2019A2020A2021A2022E2

19、023E2024E2025EBEV乘用車BEV商用車PHEV乘用車PHEV商用車HEV48V46 35 36 79 102 119 138 160 0204060801001201401601802018A2019A2020A2021A2022E2023E2024E2025E 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 4/20 元/輛，48V 乘用車為 447 元/輛。我們假設隨著未來電氣化車型放量下，單車BMS價格呈現逐年下降的趨勢，到 2025年 BMS行業有望達到 160億的市場規模。2功能：BMS是動力電池的核心 以分布式電池管理系統為例，其硬件包含以下四個部分以分布式電池管理系統為例

20、，其硬件包含以下四個部分：（1）主板）主板：收集來自各從板的采樣信息，通過低壓電氣接口與整車進行通訊，控制 BDU 內的繼電器作動，實時監控電池的各項狀態，保證電池在充放電過程中的安全使用。（2）從板）從板：監控電芯的單體電壓、單體溫度等信息，將信息傳輸給主板，具備電池均衡功能。（3）配電盒）配電盒（Battery Distribution Unit）：通過高壓電氣接口與整車高壓負載和快充線束連接，包含預充電路、總正繼電器、總負繼電器、快充繼電器等，受主板控制；（4）高壓控制板）高壓控制板：可集成在主板，也可獨立出來，實時監控著電池包的電壓電流，同時還包含預充檢測和絕緣檢測功能。車規級車規級B

21、MS芯片技術門檻高，國外企業壟斷市場芯片技術門檻高，國外企業壟斷市場。車規級半導體企業在進入整車廠的供應鏈體系前，一般需通過質量管理體系 IATF 16949 和可靠性標準 AEC-Q 等系列認證。在完成相關車規級標準規范的認證和審核后，還需經歷嚴苛的應用測試驗證和長周期的上車驗證，才能進入汽車前裝供應鏈。BMS的 MCU 芯片需要大量專有技術（know-how）經驗積累，目前大量成熟解決方案被恩智浦、英飛凌等廠商掌握；BMS 的 AFE 芯片的主要供應商為 ADI、TI等海外公司。2.1感知：電池參數監測，電池管理的基礎 電池狀態監測是電池管理系統最基本的功能，是其他各項功能的前提與基電池狀

22、態監測是電池管理系統最基本的功能，是其他各項功能的前提與基礎，主要通過對應的傳感器進行采集。礎，主要通過對應的傳感器進行采集。電池狀態監測一般指對電池電壓（電芯電壓和總電壓）、電池電流和溫度等三種物理量的監測，由相應的傳感器負責采樣和監測。對于電壓的監測通過對應的采樣電路采集每個電芯和電池包的總電壓；對于溫度的監測主要通過溫度傳感器（NTC）進行測量，通常電壓和溫度采樣一起集成在電芯連接系統（cell connection systems，CCS）中。除了針對電池本身，還應對環境溫度、電池包的溫度、熱管理系統進出水口的溫度等進行監測。電池的電流通過電流傳感器進行監測，常見的電流傳感器主要有分流

23、式和霍爾式。由于安全法規趨嚴，BMS 后續可能會加入壓力和氣體傳感器用以監測壓力變化和氣體信號，為動力電池系統提供熱失控預警功能。敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 5/20 圖圖 6：動力電池管理系統的基本功能：動力電池管理系統的基本功能 資料來源：招商銀行研究院 2.2決策：電池狀態（SOx）估計，電池管理的核心 電池狀態（電池狀態（SOx）估計是）估計是 BMS算法控制的核心算法控制的核心，常用的電池狀態主要包括常用的電池狀態主要包括SOC和和SOH，其中，其中SOC是其他狀態分析的基礎。是其他狀態分析的基礎。SOC的全稱是State of Charge，就像傳統汽車用戶常常需要留

24、意車上剩余的油量還有多少一樣，對于電動汽車用戶而言，需要知道剩余的電量還有多少。SOC除了用百分比來反映以外，還常常被換算為等效時間或等效里程來表示，讓用戶獲得更為直觀的信息，當然，這些都是估算值，帶有一定的誤差。另一個電池狀態分析的重要功能就是對電池老化狀態（另一個電池狀態分析的重要功能就是對電池老化狀態（State of Health，SOH）的評估，這一狀態也常用一個百分比來反映。）的評估，這一狀態也常用一個百分比來反映。如果一個電池在剛出廠的時候的最大容量為 1，那么經過多次循環以后，電池所能容納的最大容量相對于剛出廠時容量的百分比，就反應了電池的老化狀態。SOH受動力電池使用過程中的

25、工作溫度、放電流的大小等因素的影響，需要在使用過程中不斷進行評估和更新，以確保用戶獲得更為準確的信息。一般對于動力電池而言，通常在經過 500個深度充放電循環使用以后，SOH仍然可以達到 80%以上。電池組中電芯間的一致性越高，電池組中電芯間的一致性越高，SOx 估算就越精準估算就越精準。單個電芯的 SOx 估算可以采用歷史數據模擬，相對簡單，而對動力電池組來講，是由多個單體電芯串并聯而成的，電池數目越多，電池之間的差異也就會越大，SOC的估算要詳細考慮電池組中每個電池的狀態，這是非常困難的。因此實際中，采用的方法是將整個電池組視為一個單體來進行估算。這就意味著電池的一致性越高，估算的累計誤差

26、會越小。在電芯確定的情況下，BMS 對 SOx 的估算越好，就越能延長動力電池組的壽命，最大化提高能量利用效率。敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 6/20 2.3執行：與其他零部件協同，整車企業差異化的關鍵 電池管理系統通過采集電池參數，對電池的狀態進行評估后，通過自身或與其他零部件協同將電池的狀態調節到電池的“合理區”，主要的執行動作有：保障安全、控制充放、熱管理和故障預警保障安全、控制充放、熱管理和故障預警。電池安全保護無疑是電動汽車管理系統首要的、最重要的功能，過流保護、電池安全保護無疑是電動汽車管理系統首要的、最重要的功能，過流保護、過充過放保護、過溫保護是最為常見過充過放保護

27、、過溫保護是最為常見的電池安全保護的內容的電池安全保護的內容。過流保護過流保護，有時也被稱為過電流保護，指的是在充、放電過程中，如果工作電流超過了安全閾值，則采取相應的安全保護措施，如限制功率，極端情況下通過熔斷主回路Fuse 來保護高壓零部件的安全。以特斯拉的 Pyro-fuse 為例，電池系統中存在異常大電流時，可主動觸發 Pyro-fuse 斷開電流回路。過充保護過充保護是指電池電量為 100%的情況下，為了防止繼續充電造成電池損壞，而采取切斷電池的充電回路的保護措施；過放保護過放保護指在電池的剩余電量為 0 的情況下，若繼續對電池進行放電，也會對電池造成損壞，此時應采取措施，切斷電池的

28、放電回路。充放電控制使電池發揮更大效能充放電控制使電池發揮更大效能。電池的充電控制充電控制管理，是指電池管理系統在電池充放電過程中對充電電壓、充電電流等參數進行實時的優化控制，優化的目標包括充電時長、充電效率以及充電的飽滿程度等。放電控制放電控制管理，是指在電池的放電過程中根據電池的狀態對放電電流大小進行控制，這一項功能在以往某些系統中常被忽視，在這些簡單的系統中，電池包被認為只需要提供電能，不產生安全問題即可。然而，在一個較為先進和完善的系統中，加入了放電控制管理的功能，可以使動力電池組發揮更大的效能。熱管理是電池系統持續高效的重要保障熱管理是電池系統持續高效的重要保障。鋰離子電池的性能、壽

29、命和安全性對溫度十分敏感，通常動力電池最佳的工作溫度范圍在 1535 攝氏度。動力電池在充放電過程中會放出大量的熱，溫度過高會造成電池壽命降低甚至會發生熱失控的現象；溫度過低，則會導致電化學反應活性降低，電池充放電效率下降。此外，如果電池系統中電芯間溫差10，根據木桶原理（電池組的性能由最差的電芯單體決定），其使用效率會大大降低。故障預警是電池系統安全的最后一道保障故障預警是電池系統安全的最后一道保障。市場側市場側，隨著新能源汽車滲透率不斷攀升，新能源汽車安全事故時有發生，故障預警可有效保障駕乘者的生命財產安全；法規側法規側，安全要求加碼，GB18384 和 GB38031 等多個法規強制要求

30、，電池系統發生熱失控的安全事故前，應通過一個明顯的信號（例如：聲或光信號）裝置向用戶做出提示；車廠側車廠側，預警監控提醒，及時救援及售后工作推進，能夠提升品牌安全形象。3趨勢：高精度，被動均衡，分布式，無線化 3.1高精度：高精度算法是 BMS的核心 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 7/20 影響影響SOC估算精度的因素眾多，動態高精度估算成為行業難題估算精度的因素眾多，動態高精度估算成為行業難題。影響SOC估算精度的因素主要有：電池的類型電池的類型。電池類型主要影響 OCV（開路電壓）特性，此處的電池類型不單指材料體系（三元電池和磷酸鐵鋰電池的電化學特性不一致），還包括電池的封裝結

31、構（方形、軟包和圓柱電池的內部特征參數也不一致）。充放電倍率與端電壓對應關系特性充放電倍率與端電壓對應關系特性。電池在工作狀態下測得的電壓實際上是端電壓，在溫度和電流恒定狀態下它們的關系還是相對穩定的，但電池的實際工況非常復雜，這種對應關系通常會被打亂。溫度狀態溫度狀態。溫度對電池的各個參數都有影響，不同材料體系的電池對溫度的敏感性不同。電電池壽命狀態池壽命狀態。電池在使用過程中壽命將逐漸衰減，衰減機理主要在于正負極材料晶格的塌陷導致可逆鋰離子的損失，因此在估算 SOC 時還要考慮電池壽命狀態對總容量的影響。以上原因使得動力電池的 SOC 精確估算具有非常大的挑戰性。圖圖 7：高精度：高精度

32、SOC 算法是算法是 BMS 的核心的核心 資料來源：ADI、招商銀行研究院 開路電壓開路電壓+安時積分聯用是目前主流，高精度算法（卡爾曼濾波法和神經安時積分聯用是目前主流，高精度算法（卡爾曼濾波法和神經網絡法）是未來發展方向網絡法）是未來發展方向。經典的 SOC 估算一般采用安時積分法（也叫電流積分法或者庫侖計數法），即通過計算一定時間內充放電電流和對應時間的積分，從而計算變化電量的百分比，最終求出剩余電量，但該方法隨著使用時間的增加累計誤差會越來越大，單獨采用進行估算并不能取得很好的效果。開路電壓法的原理是利用電池在長時間靜置的條件下，開路電壓與 SOC 存在相互映射的關系，從而可以根據開

33、路電壓來估算 SOC。該方法在電池靜置足夠長的情況下精度較高，在車輛實際工況下并不使用，因此一般也將開路電壓法與其他方法結合起來，共同進行 SOC 的預測，業內用的最多的方法為開路電壓+安時積分法。神經網絡算法和卡爾曼濾波算法是目前業內領先的高水準算法，二者各具特點：神經網絡算法需要大量數據進行訓練學習，并能夠實時修正參數；卡爾曼濾波算法并不依賴數據訓練，在電池標定階段便能確定參數，但計算量偏大且開發難度較高。敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 8/20 與三元電池相比，磷酸鐵鋰電池的與三元電池相比，磷酸鐵鋰電池的 SOC估計精度要求更高估計精度要求更高。在動力電池之電池材料篇辯趨勢，談

34、供需，論格局中，我們認為三元和磷酸鐵鋰電池將長時間處于共存狀態，磷酸鐵鋰將憑借其性價比和安全優勢在儲能，商用車和中低續航乘用車中煥發活力，而高鎳三元將憑借其高能量密度優勢在中高續航乘用車中擴大份額。與三元電池相比，磷酸鐵鋰電池對 SOC 的精度要求更高，主要基于如下原因：磷酸鐵鋰的充放電特性曲線非常平緩磷酸鐵鋰的充放電特性曲線非常平緩。目前主流的 SOC 估算方法為開路電壓+安時積分，由于磷酸鐵鋰的充放電特性曲線較平緩，需要精確測量（誤差在 1mV 以內）電池的開路電壓才能建立與 SOC 的映射關系，這給 SOC 的精確估算帶來困難。磷酸鐵鋰的自放電率較大磷酸鐵鋰的自放電率較大。同樣的存儲條件

35、下，磷酸鐵鋰的自放電率明顯大于三元，因此磷酸鐵鋰需要高頻次的均衡管理。磷酸鐵鋰的充放電曲線存在明顯的滯后特性磷酸鐵鋰的充放電曲線存在明顯的滯后特性。三元電池的充放電開路電壓特性曲線能夠基本重合，而磷酸鐵鋰不能重合，充放電開路電壓特性曲線存在明顯的滯后。磷酸鐵鋰電池對溫度較為敏感磷酸鐵鋰電池對溫度較為敏感。三元電池的開路電壓隨溫度變化較小，而磷酸鐵鋰電池的開路電壓隨溫度變化較大。圖圖 8：磷酸鐵鋰電池的電壓：磷酸鐵鋰電池的電壓SOC 曲線曲線 圖圖 9：三元電池的電壓：三元電池的電壓SOC 曲線曲線 資料來源：Journal of Power Source、招商銀行研究院 資料來源：Journa

36、l of Power Source、招商銀行研究院 3.2均衡管理：被動均衡仍是未來主流 電芯單體間的特性參數存在差異，車輛應用必須進行均衡管理。電芯單體間的特性參數存在差異，車輛應用必須進行均衡管理。這種不一致性主要來自兩個方面：（1）生產制造產生的不一致）生產制造產生的不一致。由于生產工藝問題和材質的不均勻性，使電芯的極片厚度、孔隙率、活性物質的活化程度等存在微小差異，這種電芯內部結構和材質上的差異可能會導致同一批次出廠的電芯在單體電壓、額定容量、內阻等參數方面的不一致性。（2）裝車使用產生的不）裝車使用產生的不一致性一致性。在電芯實際裝車使用時，由于各個電芯的安裝位置不同、散熱情況的差異

37、、自放電程度不一等影響，在一定程度上增加了各電芯間參數的不一致性。由于這種不一致性，動力電池組在進行鋰電池的串聯應用時，就需要電池管理 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 9/20 系統對電池容量在充、放電過程中進行動態均衡，以避免單個電芯出現過充電或過放電，并最大限度的保證每個電芯單體的容量相當，從而保證整個電池系統的使用壽命和可靠性。目前在動力電池管理系統中應用的均衡方法主要有被動均衡和主動均衡兩目前在動力電池管理系統中應用的均衡方法主要有被動均衡和主動均衡兩大類大類。被動均衡也被稱為耗散型均衡被動均衡也被稱為耗散型均衡，其實現方式是在每一個單體電芯上并聯一個可控的電阻，將容量較高的

38、電芯中的多余能量消耗掉，實現整組電芯電壓均衡。主動均衡也即能量轉移均衡主動均衡也即能量轉移均衡，其實現方法是將容量較高的電芯中的能量轉移到容量較低的電芯中，在實施過程中需要一個儲能環節（電容或電感），以便能量通過這個環節進行重新分配。圖圖 10：主動均衡和被動均衡的工作原理：主動均衡和被動均衡的工作原理 資料來源：科列技術、招商銀行研究院 被動均衡管理性價比高，仍將是未來主流。被動均衡管理性價比高，仍將是未來主流。在使用主動均衡時，能量是高低轉移，電能使用效率高，產生熱量低，均衡速度快，但需要復雜的均衡電路和儲能器件，導致成本居高不下。在使用被動均衡時，一旦各個電芯間一致性較差，大量的電量不得

39、不被白白耗散掉，從而造成電能的使用效率下降。此外，將電能轉變為熱量耗散，帶來了兩難問題：如果均衡電流過大，產生熱量多，電池系統的散熱就成為問題；如果均衡電流太小，完成均衡需要耗費很長時間。隨著電芯制造工藝不斷提升，電芯間的一致性越來越高，各個廠家出于電路結構和成本考慮，被動均衡的策略仍然是各廠商的主流選擇。表表 2：BMS 主動均衡與被動均衡管理模式對比主動均衡與被動均衡管理模式對比 項目項目 主動均衡主動均衡 被動均衡被動均衡 工作原理“截長補短”，充電時將多余電量轉移至高容量電芯，放電時將多余電量轉移至低容量電芯“截長不補短”，電量高的電池中的能量變成熱耗散掉 均衡元器件 電容、電感、變壓

40、器、DC/DC 電阻 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 10/20 均衡電流 1-10A級別 百毫安（100mA）級別 電池使用效率 高 低 復雜度 高 低 成本 高 低 故障率 高 低 售價 23 萬元/車 10005000 元/車 資料來源：NE時代、高工鋰電、招商銀行研究院 3.3拓撲結構：分布式 BMS結構是未來主流 目前主流的目前主流的 BMS 的拓撲結構主要有集中式和分布式兩類的拓撲結構主要有集中式和分布式兩類。集中式 BMS 是將所有的電壓和溫度采集模塊以及均衡功能全部集成在一塊PCB板上，采集模塊和主控模塊的信息交互在 PCB 板上直接實現。分布式 BMS 是由一個主控

41、板和多個從控板共同組成，從控負責對每一個電芯進行電壓檢測、溫度檢測、均衡管理以及相應的診斷工作，主控負責接收從控采集的數據并進行電池系統的狀態評估、充放電管理、熱管理以及與整車的通信等。集中式成本低，但適用性較差，一般用于總電壓低，體積小的電池系統中集中式成本低，但適用性較差，一般用于總電壓低，體積小的電池系統中。集中式 BMS 的所有模塊均在一塊 PCB 板上，這樣做的優點是成本低，各模塊間的通信也簡化了。缺點也比較明顯：（1）采樣線束較復雜）采樣線束較復雜。BMS 采樣需要與每個電芯直接相連，線束比較長，導致采樣線的設計較為復雜。（2）產生）產生額外的電壓差額外的電壓差。由于每個電芯分布在

42、不同位置，BMS 與電芯連接的采樣線長短不一，導致在采樣或均衡的時候產生額外的電壓差，影響 BMS 的精度。（3）適用性較差適用性較差。BMS 所能支持的最大采樣通道有限，適用性較差。因此，集中式 BMS 常應用于總壓低、電池系統體積小的場景中，如電動叉車、48V 輕混和 HEV車型。圖圖 11：集中式：集中式 BMS 以分布以分布 BMS 對比對比 資料來源：招商銀行研究院 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 11/20 圖圖 12：48V 微混車型電池系統中微混車型電池系統中 BMS 類型統計類型統計 圖圖 13：HEV 車型電池系統中車型電池系統中 BMS 類型統計類型統計 資料來

43、源：IHS Markit、招商銀行研究院 車型樣本數：20132019為 208 款，20202023為 1400款 資料來源：IHS Markit、招商銀行研究院 車型樣本數：20132019為 194 款，20202023為 263款 圖圖 14：PHEV車型電池系統中車型電池系統中 BMS 類型統計類型統計 圖圖 15：EV 車型電池系統中車型電池系統中 BMS 類型統計類型統計 資料來源：IHS Markit、招商銀行研究院 車型樣本數：20132019為 259 款，20202023為 459款 資料來源：IHS Markit、招商銀行研究院 車型樣本數：20132019為 645

44、款，20202023為 721款 分布式成本高，但拓展性強，隨著新能源汽車不斷向長續航、高電壓和平分布式成本高，但拓展性強，隨著新能源汽車不斷向長續航、高電壓和平臺化方面發展，分布式臺化方面發展，分布式 BMS是主流方向是主流方向。分布式的 BMS架構能實現模塊層面和系統層面的分級管理，主控和從控功能獨立，采用這種方案的系統成本較高，但優點較突出，主要體現在：（1）電池系統內部布局簡單）電池系統內部布局簡單。模組裝配過程簡化，采樣線束固定起來相對容易，BMS 與電池間線束長度均勻，不存在壓降不一致的問題。（2）可拓展性強）可拓展性強。下游需求驅動新能源汽車不斷朝著高續航、高電壓和平臺化發展，動

45、力電池系統向 CTP（Cell to Pack），CTC（Cell to Chasis）和 CTV（Cell to Vehicle）不斷進階，分布式架構可以根據不同的電池系統串并聯設計進行高效配置，可以支持體積更大，集成度更高的電池系統。表表 3：部分新能源車型采用的：部分新能源車型采用的 BMS 拓撲類型拓撲類型 車企車企 車型車型 動力類型動力類型 BMS 類型類型 電量電量 電池類型電池類型 封裝類型封裝類型 電芯供應商電芯供應商 上汽通用五菱上汽通用五菱 宏光 Mini EV EV 集中式 9.2kWh 磷酸鐵鋰 方殼 寧德時代 特斯拉特斯拉 Model 3 EV 分布式 55kWh

46、磷酸鐵鋰 方殼 寧德時代 0%20%40%60%80%100%2013-20192020-2023集中式分布式97%90%3%10%0%20%40%60%80%100%2013-20192020-2023集中式分布式24%10%76%90%0%20%40%60%80%100%2013-20192020-2023集中式分布式5%1%95%99%0%20%40%60%80%100%2013-20192020-2023集中式分布式 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 12/20 Model Y EV 分布式 78.4kWh 三元 圓柱 LGES 比亞迪比亞迪 漢 EV EV 分布式 76.8k

47、Wh 磷酸鐵鋰 刀片 比亞迪 海豚 EV 分布式 44.9kWh 磷酸鐵鋰 刀片 比亞迪 秦 DM-i PHEV 集中式 15kWh 磷酸鐵鋰 刀片 比亞迪 大眾大眾 ID.4 EV 分布式 83.4kWh 三元 方殼 寧德時代 ID.3 EV 分布式 57.3kWh 三元 方殼 寧德時代 日產日產 軒逸 電驅版 HEV 集中式 2kWh 三元 方殼 欣旺達 LEAF EV 集中式 38kWh 三元 軟包 AESC 資料來源：NE時代、高工鋰電、招商銀行研究院 3.4通信方式：CAN總線菊花鏈無線 BMS 在目前的在目前的 BMS 系統中，系統中，CAN 總線是使用最廣泛的通訊方式，但隨著對成

48、總線是使用最廣泛的通訊方式，但隨著對成本控制壓力越來越大，很多廠家都在向菊花鏈的方式轉變本控制壓力越來越大，很多廠家都在向菊花鏈的方式轉變。目前的通訊方式主要有兩類：圖圖 16：采用：采用 CAN 總線通訊的總線通訊的 BMS 架構架構 資料來源：ADI、招商銀行研究院 第一類是第一類是 CAN（Controller Area Network，控制器局域網絡）總線通訊，控制器局域網絡）總線通訊，既可用于長距離通訊（如大巴車，儲能等），也適用于短程通訊（如乘用車）既可用于長距離通訊（如大巴車，儲能等），也適用于短程通訊（如乘用車）。CAN 是國際上應用最廣泛的現場總線之一，它由以研發和生產汽車電

49、子產品著稱的德國 BOSCH公司開發并最終成為國際標準（ISO 11898，ISO11519）?；?CAN 總線的電池管理系統具有以下特點：數據通信穩定可靠數據通信穩定可靠。主控可與從控模塊單獨通訊，數據通信實時性強，并且容易構成冗余結構，提高了系統的可靠性和靈活性。開發周期短開發周期短。CAN 具有的完善的通信協議可由 CAN控制器芯片及其接口芯片來實現，從而大大降低系統開發難度，縮短了開發周期。成本較高成本較高。主控需要附帶 CAN 通訊模塊，主控和從控模塊需要額外配置電源芯片及隔離電路，導致系統成本較高。敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 13/20 第二類是菊花鏈通訊，也稱為第

50、二類是菊花鏈通訊，也稱為 isoSPI 通訊，通訊，僅僅適用于短程通訊（如乘用適用于短程通訊（如乘用車）車）?；诰栈ㄦ湹耐ㄓ嵎绞骄哂幸韵绿攸c：綜合成本低綜合成本低。菊花鏈通信取消了主從模塊上的 CAN 芯片，取而代之的是各家對應的轉換芯片，這些轉換芯片的成本比 CAN 芯片更有優勢；更大的部分是取消了從板上的 MCU，而且線束會有明顯減少；菊花鏈通信需要增加的是通信隔離芯片。穩定性方面相對穩定性方面相對較差較差。但是隨著對成本控制壓力越來越大，很多廠家都在向菊花鏈的方式轉變，一些廠家一般會采用 2條甚至更多的菊花鏈來增強通訊穩定性。圖圖 17：采用菊花鏈通訊的：采用菊花鏈通訊的 BMS 架構

51、架構 資料來源：ADI、招商銀行研究院 在現有的主流 BMS 架構中，無論是 CAN 總線還是菊花鏈通訊，都是通過實體線束將電池采樣芯片聯系起來，數據都是沿著線束鏈路進行傳遞，這種有線數據傳遞存在以下問題：冗余性較差冗余性較差。一旦鏈路中的某個節點出現問題，整個系統都會癱瘓，導致數據無法傳遞。重量問題以及成本的增加重量問題以及成本的增加。每個模塊之間需要通過線束連接，隨著節點的增多需要更多的導線，不僅帶來重量和成本增加，還占據了電池系統內部寶貴的空間?？煽啃暂^差可靠性較差。線束或連接器可能因為老化、外部振動影響連接可靠性等。圖圖 18：采用有線（：采用有線（CAN 或菊花鏈）通訊的或菊花鏈）通

52、訊的 BMS 圖圖 19：采用無線通訊方式的：采用無線通訊方式的 BMS 資料來源：ADI、招商銀行研究院 資料來源：ADI、招商銀行研究院 隨著動力電池系統朝著無模組化（隨著動力電池系統朝著無模組化（Cell to Pack，Cell to Vehicle）發展，無）發展，無線線 BMS的優勢凸顯的優勢凸顯：系統冗余性更好系統冗余性更好。無論是 CAN通訊還是菊花鏈的串行 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 14/20 鏈路通訊方式，一旦鏈路中的某個節點失效就有可能引起整個鏈路通訊中斷。而無線 BMS 系統中單點失效對整體的影響不大，系統冗余性更好?？赏卣箍赏卣剐愿鼜娦愿鼜?。無線 BM

53、S 在網絡中添加和刪除節點比較靈活，可拓展性較強，能很好地與CTP、CTC及巧克力換電等做適配。高壓和低壓能有效隔離高壓和低壓能有效隔離。汽車中大多數ECU都是出于低壓（914V）系統中，而BMS則是連接著高壓（400V）和低壓（914V）的模塊，因此在BMS設計中首要考慮的問題就是如何有效地將高壓和低壓單元隔離，減少高壓系統對低壓系統的干擾，而采用無線通信方式就能夠天然地將高壓單元和低壓單元有效隔離。綜合成本較低綜合成本較低。若采用集中式架構，電池單體到 BMS 的采樣線束比較長，這會影響動力電池的空間和重量；若采用分布式架構，BMS 的成本顯著上升。而采用無線通信既能讓從控模塊更靠近電池模

54、組，又能省去通信線束，綜合成本較低。4格局：BMS行業三分天下，電池和整車為執牛耳者 4.1行業呈現“三足鼎立”的競爭格局 圖圖 20：各類動力電池：各類動力電池 BMS 參與企業數量占比參與企業數量占比 資料來源：華經產業研究院、招商銀行研究院 動力電池企業動力電池企業橫向拓展，積極布局橫向拓展，積極布局BMS核心技術核心技術。電池企業的主營業務覆蓋從電芯到電池包的全過程，包括電芯、BMS 和整包 Pack 集成等多個環節。規模較大的企業常有參與 BMS研發和生產，形成“BMS+Pack”的商業模式，即在銷售端為整車廠提供整體的解決方案，整車廠在采購電池的同時也需要采購配套的 BMS，代表企

55、業為寧德時代、比亞迪、欣旺達、國軒高科等。寧德時代是全球動力電池巨頭，具備材料、電芯、模組、電池包等全產業鏈研發及制造能力，BMS 搭載在公司生產的電池包中，通過銷售給下游整車企業的電60%42%33%28%37%46%12%21%21%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2015年2017年2020年第三方BMS企業動力電池企業整車廠 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 15/20 池包間接為公司創造利潤。寧德時代將 BMS 視為動力電池系統的智能中樞，高度重視 BMS 的研發和生產，擁有近百項 BMS 相關專利，產品兼容AUTOSAR4.0，可為全球車企

56、提供成熟的解決方案。圖圖 21：寧德時代智能電池管理技術寧德時代智能電池管理技術 圖圖 22：蔚來汽車電池管理技術蔚來汽車電池管理技術 資料來源：寧德時代、招商銀行研究院 資料來源：蔚來汽車、中國汽車工程年會、招商銀行研究院 整車企業逐步重視整車企業逐步重視 BMS 自主開發，對自主開發，對 BMS 的參與度日益提升的參與度日益提升。傳統整車廠一開始對 BMS 的參與度較小，如寶馬的 BMS 從 BOSCH 和 PREH 等汽車電子供應商處采購。但隨著新能源汽車滲透率不斷攀升，BMS 在新能源汽車中的重要性也不斷提升，實力較強的整車企業憑借資本優勢逐漸將業務滲透到上游產業鏈，通過吸收人才、并購

57、和戰略合作等方式將包括 BMS 在內的動力電池系統納入業務版圖，如上汽、北汽、吉利等車企均設置專門的 BMS 研發團隊，東風公司與航盛成立合資公司。而造車新勢力更是將 BMS 作為核心技術，如蔚來汽車深度布局 BMS軟件算法，特斯拉的 BMS技術是其核心競爭力。表表 4：大部分新能源車企開始深度參與：大部分新能源車企開始深度參與 BMS 開發開發 車企車企 車型車型 車型級別車型級別 電芯電芯 Pack BMS 硬件硬件 BMS 軟件軟件 特斯拉特斯拉 Model 3 B 寧德時代 特斯拉 特斯拉 特斯拉特斯拉 Model Y B LG 特斯拉 特斯拉 特斯拉特斯拉 比亞迪比亞迪 海豚 A0

58、比亞迪 比亞迪 比亞迪 比亞迪比亞迪 秦 DM-i A 比亞迪 比亞迪 比亞迪 比亞迪比亞迪 漢 DM-i C 比亞迪 比亞迪 比亞迪 比亞迪比亞迪 蔚來汽車蔚來汽車 ES6 B 寧德時代 正力新能源 聯合汽車電子 蔚來汽車蔚來汽車 EC6 B 寧德時代 正力新能源 聯合汽車電子 蔚來汽車蔚來汽車 ES8 C 寧德時代 蔚然儲能 聯合汽車電子 蔚來汽車蔚來汽車 小鵬汽車小鵬汽車 P7 B 寧德時代 小鵬汽車 上海航天電源 N.A 中航鋰電 小鵬汽車 精華電子 小鵬汽車小鵬汽車 億緯鋰能 小鵬汽車 精華電子 小鵬汽車小鵬汽車 大眾大眾 ID.4 X A 寧德時代 上汽大眾 法可賽 大眾汽車大眾汽

59、車 ID.3 A 寧德時代 上汽大眾 法可賽 大眾汽車大眾汽車 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 16/20 上汽集團上汽集團 Velite 6 A 寧德時代 上汽時代 偉創力 上汽捷能上汽捷能 榮威 ER6 A 寧德時代 上汽時代 丸旭電子 上汽捷能上汽捷能 上汽通用五菱上汽通用五菱 宏光 Mini EV A00 鵬輝能源 鵬輝能源 華霆動力 華霆動力 寧德時代 寧德時代 寧德時代 寧德時代 星恒電源 華霆動力 華霆動力 華霆動力 中航鋰電 華霆動力 華霆動力 華霆動力 國軒高科 國軒高科 國軒高科 國軒高科 理想汽車理想汽車 理想 ONE C 寧德時代 寧德時代 寧德時代 寧德時代

60、 資料來源：高工鋰電、招商銀行研究院 第三方第三方BMS企業企業出現兩極分化出現兩極分化。2020年國內的第三方企業數量占比為33%，相比 2015年下降 27pct。隨著動力電池企業和整車廠開始自研 BMS，第三方企業呈現兩極分化的趨勢，部分企業通過自主研發或并購，逐步掌握了先進的電池管理技術，比如均勝電子并購德國普瑞（PREH），為大眾和寶馬配套 BMS產品；還有部分企業僅能開發配套低級別乘用車和商用車，代表企業如華霆動力。4.2電池廠和整車廠將執牛耳 從資金、人員、客戶、數據和研發等多種有形和無形資源的角度來考量，整車企業和電池企業的規模更大，業務板塊更豐富，在資金、客戶資源、數據資源和

61、研發資源等方面具備較大優勢，而專業的第三方企業雖然在軟件技術上有一定優勢，但在資金實力和客戶穩定性方面有所不足，因此我們我們認為動力電認為動力電池企業和整車廠將占據主導地位池企業和整車廠將占據主導地位。表表 5：三類三類 BMS 玩家資源優勢比較玩家資源優勢比較（本部分有刪減，招商銀行各部如需報告原文，請參照文末方式聯系研究院）資料來源：招商銀行研究院 電池廠橫向布局電池廠橫向布局 BMS 主要有以下優勢：數據優勢。主要有以下優勢：數據優勢。數據是 BMS 的基礎，電池廠有著最豐富的電池數據，擁有全生命周期的數據矩陣，為 BMS 開發奠定堅實的數據基礎；算法優勢。算法優勢。BMS 的算法均要基

62、于電池電化學的內在機理，電池廠在整個新能源汽車產業鏈中是對電池電化學機理理解最深刻的一環，無論是算法的搭建還是后期的修正都有很大優勢；客戶優勢?？蛻魞瀯?。電池廠直接對接下游整車廠，能夠提供一站式（電芯+BMS）解決方案的玩家將會更容易獲得客戶的青睞；成本優勢。成本優勢。電池廠可以憑借客戶優勢開發平臺化的 BMS 產品，疊加自身的規模效應，在 BMS產品方面極具成本競爭力。敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 17/20 圖圖 23：2020 年國內動力電池年國內動力電池 BMS 配套格局配套格局 圖圖 24：2021 年國內動力電池年國內動力電池 BMS 配套格局配套格局 資料來源：NE時

63、代、招商銀行研究院 資料來源：NE時代、招商銀行研究院 整車廠對整車廠對 BMS 的參與程度會日益提升，主要基于以下原因：電動化加的參與程度會日益提升，主要基于以下原因：電動化加速，速，BMS 愈發重要。愈發重要。BMS 作為新能源汽車的核心控制器與整車狀態關系密切，整車運行數據的機密性驅動整車廠自主開發 BMS。BMS 的 SOx 估算、電池參數實時監控、均衡管理與整車的動力輸出、車輛續航里程及形式狀態控制等直接相關，BMS 與整車控制器（VCM）之間的數據交換是保證電動汽車正常工作的關鍵因素，鑒于整車運行參數涉及車企的核心技術機密，整車廠逐漸傾向于自研 BMS。軟件定義汽車，整車廠提前布局

64、軟件定義汽車，整車廠提前布局。新能源汽車發展目前處于第一階段，即電動化階段，軟件將會是新能源汽車競爭的第二階段。新勢力車企中，蔚來汽車全系車型均采用“硬件代工+軟件自研”的形式布局 BMS，小鵬采用“硬件代工+軟件自研”的 BMS 占比為 23.8%；傳統車企中，大眾 54.9%的車型采用“硬件代工+軟件自研”的 BMS。無論是新勢力還是傳統車企，軟件算法作為 BMS 的核心將會是重點布局的方向。整車廠尋求產品的差異化。整車廠尋求產品的差異化。目前，大部分整車廠的電芯都來源于電芯廠的平臺化產品，電芯規格參數相似導致整車廠很難在動力電池層面做出差異化的優勢。而 BMS 作為動力電池的“大腦”，整

65、車廠可以通過算法做出差異化的功能，更好地與整車其他零部件進行協同。以特斯拉為例，其 BMS 系統可以實現超過 7000 個 18650 圓柱電芯的一致性管理，達到高安全性和可靠性目標，在電池冷卻、安全、均衡等與BMS 相關的領域，特斯拉申請的核心專利超過 150 項。其 BMS 也與整車的其他零部件進行協同，以實現在途預熱，預約充電等差異化的功能。因此 BMS技術是特斯拉的核心競爭力之一，并為其構筑了較高的技術壁壘。寧德時代,18.4%比亞迪,12.4%特斯拉,11.2%華霆動力,7.3%上汽捷能,5.0%東軟睿馳,4.0%聯合電子,4.0%法可賽,4.0%貴博新能,3.4%億能電子,3.3%

66、其他,27.0%比亞迪,18.0%寧德時代,15.8%特斯拉,10.3%華霆動力,7.5%力高技術,4.9%上汽捷能,4.3%聯合電子,3.8%金脈電子,3.4%國創新能,3.1%普瑞均勝,2.9%其他,26.0%敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 18/20 圖圖 25：2022年年 1-8月月國內動力電池國內動力電池 BMS配配套格局套格局 圖圖 26：整車廠不斷提升整車廠不斷提升 BMS的參與度（配套數）的參與度（配套數）資料來源：NE時代、招商銀行研究院 資料來源：NE時代、招商銀行研究院 專業第三方專業第三方 BMS 企業在資金實力和客戶穩定性方面有所不足企業在資金實力和客戶穩

67、定性方面有所不足。BMS 屬于標準化特征較強的產品，替換壁壘較低，因此專業第三方 BMS 企業的客戶粘性不強，客戶穩定性成為企業痛點。國內專業第三方 BMS 企業大多處于發展初期，資金實力較弱，公司擴展速度受限，易被大型整車企業或是鋰電企業兼并收購。綜合以上分析，我們認為動力電池企業和整車企業掌握“數據”這一核心競爭力，并在資金資源、研發人員、交付能力和成本控制等方面更有優勢，若能進一步補強軟件算法方面的短板，未來將有望占據市場主導地位。5風險提示（本部分有刪減，招商銀行各部如需報告原文，請參照文末方式聯系研究院）（1）芯片供應短缺的風險）芯片供應短缺的風險：BMS 芯片的技術門檻相對較高，比

68、如 BMS 的MCU 芯片需要大量專有技術經驗積累，目前大量成熟解決方案被 NXP，TI 等國外廠商掌握。2021年期間，車規級芯片的短缺對整個汽車行業產生較大影響。各大車企紛紛減產或調整車型生產結構，將有限的芯片資源調配至熱門車型，以應對因新車交付時間大幅延長所導致的產銷量下滑。根據 AutoForecast Solutions 的預測數據，2021 年全球汽車市場因芯片短缺累計減產量將達到1132.4 萬輛，其中，中國汽車市場累計減產量預計為 214.8 萬輛，占總減產量的 19%。如果由于運輸、疫情、自然災害、貿易摩擦等原因，導致全球范圍內車規級芯片短缺進一步加劇，行業可能面臨巨大風險。

69、（2）關鍵原材料價格波動的風險）關鍵原材料價格波動的風險：BMS 產品原材料主要由標準器件（半導體類部件、電氣類部件、電容類部件、電阻類部件、連接類部件及輔助材料等）、定制類器件（磁性元件、結構件、五金&壓鑄部品、PCB 板、連接線束、包裝及密封材料等）和指定類物料（由客戶指定供應規格型號及供應渠道的物比亞迪,27.6%寧德時代,11.2%特斯拉,9.5%華霆動力,7.2%力高技術,6.4%聯合電子,3.9%普瑞均勝,3.2%國創新能,3.0%小鵬汽車,2.6%上汽捷能,2.6%其他,22.8%28.6%32.6%42.3%71.4%67.4%57.7%0%20%40%60%80%100%20

70、2020212022H1整車廠其他 敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 19/20 料）組成。2021年新冠疫情在國外的延續，引發全球物料供應的緊張，使行業可能面臨相關原材料供應不足或價格波動的風險。（3）新能源）新能源汽車汽車銷量不及預期的風險銷量不及預期的風險：動力電池管理系統屬于新能源汽車產業鏈中游環節，受下游需求驅動明顯。2021年 12 月 31日，財政部、工業和信息化部、科技部、國家發展改革委聯合發布關于 2022 年新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知表示，2022 年，新能源汽車補貼標準在 2021 年基礎上退坡 30%；從 2021 年開始，新能源汽車上游原材料（如鋰鹽

71、，鎳鹽，鈷鹽等）價格暴漲，導致新能源汽車成本不斷攀升，大部分企業在今年 3 月上調了新能源汽車的售價。補貼退坡疊加上游原材料上漲可能會對下游的新能源補貼退坡疊加上游原材料上漲可能會對下游的新能源汽車的需求造成影響，導致新能源汽車銷量不達預期，從而影響汽車的需求造成影響，導致新能源汽車銷量不達預期，從而影響電池管理系統電池管理系統的配套出貨。的配套出貨。（4）政策變化的風險：）政策變化的風險：國家財政補貼政策等新能源汽車產業政策的調整在短期內對新能源汽車相關產業利潤空間和盈利能力有較明顯的影響，如果未來相關產業政策發生重大調整，則 BMS 企業的經營業績和盈利能力可能受到較大的不利影響，因此政策

72、風向的變化需要時刻關注因此政策風向的變化需要時刻關注。敬請參閱尾頁之免責聲明 行業研究深度報告 20/20 附錄附錄 1 電氣化（包含電氣化（包含 BEV、PHEV、HEV 和和 48V）車型銷量預測）車型銷量預測 萬輛萬輛 2018A 2019A 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E BEV 乘用車乘用車 79.0 82.9 97.9 272.1 408.2 530.6 689.8 896.7 YOY 71.0%4.9%18.1%177.9%50.0%30.0%30.0%30.0%單車價值(元/臺)2600 2080 1914 1761 1620 1490

73、1371 1261 市場空間(億元)21 17 19 48 66 79 95 113 BEV 商用車商用車 18.8 13.6 11.5 20.2 22.2 24.4 26.9 29.6 YOY 2.2%-27.7%-15.4%75.7%10.0%10.0%10.0%10.0%單車價值(元/臺)8000 7040 6477 5959 5482 5043 4640 4269 市場空間(億元)15 10 7 12 12 12 12 13 PHEV 乘用車乘用車 26.3 23.1 25.1 58 92.8 120.6 156.8 203.9 YOY 136.9%-12.2%8.7%131.1%60

74、.0%30.0%30.0%30.0%單車價值(元/臺)2400 2040 1877 1727 1589 1461 1345 1237 市場空間(億元)6 5 5 10 15 18 21 25 PHEV 商用車商用車 0.6 0.6 0.4 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 YOY-53.8%0.0%-33.3%-25.0%0.0%0.0%-33.3%0.0%單車價值(元/臺)3500 3220 2962 2725 2507 2307 2122 1952 市場空間(億元)0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 HEV 混動混動 19.1 19.8 24.9 58.1

75、 70.6 80.4 85.4 90.2 YOY 56.6%3.7%25.8%133.3%21.5%13.9%6.2%5.6%單車價值(元/臺)1500 1380 1270 1168 1075 989 910 837 市場空間(億元)2.9 2.7 3.2 6.8 7.6 7.9 7.8 7.5 48V 微混微混 11.0 18.0 33.1 47.6 40.0 45.0 50.0 55.0 YOY 22.2%63.6%83.9%43.8%-16.0%12.5%11.1%10.0%單車價值(元/臺)600 552 497 447 402 362 326 293 市場空間(億元)0.7 1.0

76、1.6 2.1 1.6 1.6 1.6 1.6 行業研究深度報告 免責聲明 本報告僅供招商銀行股份有限公司（以下簡稱“本公司”）及其關聯機構的特定客戶和其他專業人士使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本報告僅在相關法律許可的情況下發放，并僅為提供信息而發放，概不構成任何廣告。在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。在任何情況下，本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。本報告的信息來源于已公開的資料，本公司對該等信息的準確性、完整性或可靠性不作任何保證。在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報

77、告。本公司不保證本報告所含信息保持在最新狀態。同時，本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改，投資者應當自行關注相應的更新或修改。本公司可能采取與報告中建議及/或觀點不一致的立場或投資決定。市場有風險，投資需謹慎。市場有風險，投資需謹慎。投資者不應將本報告作為投資決策的唯一參考因素，亦不應認為本報告可以取代自己的判斷。在決定投資前，如有需要，投資者務必向專業人士咨詢并謹慎決策。本報告版權僅為本公司所有，未經招商銀行書面授權，本研究報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷貝、復印件或復制品，或再次分發給任何其他人，或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。如征得本公司同意進行引用、刊發的，需在允許的范圍內使用，并注明出處為“招商銀行研究院”，且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。未經招商銀行事先書面授權，任何人不得以任何目的復制、發送或銷售本報告。未經招商銀行事先書面授權，任何人不得以任何目的復制、發送或銷售本報告。招商銀行版權所有，保留一切權利。招商銀行版權所有，保留一切權利。招商銀行研究院 地址 深圳市福田區深南大道 7088 號招商銀行大廈 16F（518040）電話 0755-83195702 郵箱 傳真 0755-83195085 更多資訊請關注招商銀行研究微信公眾號 或一事通信息總匯