2023年BMS電池管理芯片發(fā)展趨勢

（圖片來源：攝圖網(wǎng)）

作者|劉靜 來源|電子發(fā)燒友網(wǎng)(ID：elecfans)

根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，兩年前電動汽車占新車銷量的比例僅為4%，而在剛結(jié)束的2022年這一數(shù)字已飆升至13%，預(yù)計到2023年將提升至30%左右，到2030年在汽車領(lǐng)域有望完成55%的電動化滲透率。汽車電動化已是大勢所趨，中國在2022年拿下全球電動汽車超50%的市場份額，并連續(xù)8年穩(wěn)坐全球第一把交椅，未來電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游的國產(chǎn)廠商將獲得大量發(fā)展機會。

實現(xiàn)電動化的首要關(guān)鍵是電池，而BMS電池管理芯片作為電池的核心半導(dǎo)體器件，在電動化時代的需求持續(xù)旺盛，成為各大芯片廠商跨界布局的熱門賽道。隨著工控、儲能、新能源汽車、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的電動化技術(shù)快速發(fā)展，相關(guān)的BMS電池管理芯片也迎來了快速迭代的時期。

本文基于2022年BMS電池管理芯片的市場變化、新技術(shù)、新產(chǎn)品，以及行業(yè)內(nèi)多家BMS電池管理芯片企業(yè)的前瞻觀點，來對2023年BMS電池管理芯片產(chǎn)業(yè)的市場和技術(shù)發(fā)展趨勢做一個簡單的預(yù)測。

國內(nèi)廠商布局從單種類BMS芯片向多種類轉(zhuǎn)變

由于電池的BMS系統(tǒng)復(fù)雜，衍生出多種類的BMS電池管理芯片，專門負(fù)責(zé)BMS電池管理系統(tǒng)的各種細(xì)分工作。目前市場上的BMS電池管理芯片種類，主要分為電池保護(hù)芯片、電池計量芯片、充電管理芯片、模擬前端AFE電池采樣芯片以及電池均衡芯片。

而國產(chǎn)本土廠商在過去大多是布局單種類的BMS電池管理芯片，同時布局并實現(xiàn)3種BMS電池管理芯片量產(chǎn)的廠商非常之少。電子發(fā)燒友在先前的BMS電池管理芯片產(chǎn)業(yè)分析報告中，對國內(nèi)18家企業(yè)涉足的BMS電池管理芯片種類進(jìn)行整理發(fā)現(xiàn)，這18家企業(yè)中有三種以上及三種BMS電池管理芯片的有4家，兩種BMS電池管理芯片的企業(yè)有9家，一種BMS電池管理芯片的企業(yè)有5家。相較過去幾年，從事兩種及兩種以上BMS電池管理芯片業(yè)務(wù)的企業(yè)數(shù)量已經(jīng)有明顯地增加。

以創(chuàng)芯微來說，從2017年量產(chǎn)首顆180nm制程的單節(jié)保護(hù)芯片開始，到2020年也一直是專注在電池保護(hù)芯片領(lǐng)域。而在2022年的深圳電子展上，終于看到了創(chuàng)芯微帶來了自主設(shè)計的新種類BMS電池管理芯片，即模擬前端AFE電池采樣芯片新品。同樣是深耕電池保護(hù)芯片領(lǐng)域的賽芯電子，也在這兩年開始研發(fā)高壓線性充電管理芯片，并取得了集成電路布圖設(shè)計證書。2018年開始專注多節(jié)鋰電池均衡芯片研發(fā)的鈺泰半導(dǎo)體，也開始積極往充電管理芯片種類拓展，2022年在行業(yè)展會上也看到了鈺泰半導(dǎo)體展示了鋰電池充電管理芯片新品。

2022年國產(chǎn)廠商從單種類BMS電池管理芯片往多種類轉(zhuǎn)變愈加明顯，這側(cè)面也反映了國產(chǎn)廠商在BMS芯片領(lǐng)域的技術(shù)水平提升迅速。眾所周知，BMS電池管理芯片具有較高的技術(shù)門檻，電池電量狀態(tài)和健康狀態(tài)算法難度大，高精度低噪聲采樣電路、高壓工藝等芯片設(shè)計要求高，從單種類拓展至多種類BMS電池管理芯片需要企業(yè)掌握更多技術(shù)。

目前國產(chǎn)廠商大都擁擠在電池保護(hù)芯片和充電管理芯片的賽道上，而電池計量芯片、電池采樣芯片、電池均衡芯片在做的廠商很少，未來這三大種類的BMS電池管理芯片機遇無限，國產(chǎn)廠商或許可以積極往這方面拓展布局。

儲能BMS電池管理芯片大規(guī)模起量，成為市場新增長點

BMS電池管理芯片廣泛應(yīng)用于消費電子、儲能、汽車、工控領(lǐng)域。2022年消費電子領(lǐng)域需求不振，前三季度手機出貨量同比下降8.81%、PC出貨量同比下降11.28%、平板電腦出貨量同比下降4.24%，CINNO Research、IDC、TrendForce等市場調(diào)研機構(gòu)預(yù)測2023年消費電子需求仍將疲軟。

在消費電子需求不振下，儲能應(yīng)用領(lǐng)域的BMS電池管理芯片需求反向大增。根據(jù)財通證券研究所測算的數(shù)據(jù)，2023年儲能BMS電池管理芯片市場規(guī)模預(yù)計將同比增長61.79%，未來五年年復(fù)合增長率高達(dá)72.34%。此外，財通證券研究所還表示，未來儲能市場的BMS電池管理芯片需求量可能會超出我們測算的范圍。

儲能領(lǐng)域所涉及的BMS電池管理芯片主要包括電池均衡芯片、電池計量芯片、電池監(jiān)測芯片。假設(shè)每個電池簇參數(shù)為48V/280Ah，對應(yīng)需要一顆16S AFE芯片。儲能電站均采用主動均衡策略，每個電池簇需要16顆主動均衡芯片。在旺盛的市場需求驅(qū)動下，2023年預(yù)計能實現(xiàn)在儲能應(yīng)用領(lǐng)域量產(chǎn)電池均衡芯片、電池計量芯片的企業(yè)出貨量會增加明顯。目前納芯微已在2022年中報中明確表示，“公司受益于下游光伏逆變器、儲能等新能源市場的迅速發(fā)展，迎來新的增長點。”

國產(chǎn)廠商目前的電池均衡芯片、電池計量芯片、電池監(jiān)測芯片更多的是被應(yīng)用在智能手機、平板電腦、TWS耳機上，而儲能領(lǐng)域的BMS電池管理芯片能量產(chǎn)的國產(chǎn)廠商還很少，2023年儲能BMS電池管理芯片大規(guī)模起量可能更多地發(fā)生在國外企業(yè)。

均衡芯片與保護(hù)芯片集成趨勢明顯

電池保護(hù)芯片，是負(fù)責(zé)監(jiān)測電池里電芯過壓、過流、放電過流、充電過流、過熱等異常情況，避免對電池造成不可逆損害的芯片。而電池均衡芯片負(fù)責(zé)的是讓各節(jié)電池保持均勻平衡的電壓、電量，避免多串電池出現(xiàn)電量較多、較少的差異問題。

目前看到，國產(chǎn)廠商將過去電池均衡芯片獨立的均衡功能，積極往電池保護(hù)芯片上集成，形成一芯如多芯，多功能集成的BMS電池管理芯片產(chǎn)品。

例如，賽微微電最新一代高度集成的13-16串鋰電池保護(hù)芯片產(chǎn)品CW1163，它除了能夠提供過充、過放、充放電過流、斷線、充放電高低溫保護(hù)功能外，也能提供均衡功能。賽芯電子的多串鋰電池保護(hù)芯片，也開始加入均衡功能。

2022年11月，猿芯半導(dǎo)體也帶來好消息，全球首發(fā)一款主動均衡電池管理和電池保護(hù)多功能集成的芯片產(chǎn)品AC01，這再度成為均衡芯片和保護(hù)芯片集成趨勢明顯的佐證。

2023年，預(yù)計將均衡功能集成到電池保護(hù)芯片產(chǎn)品上的企業(yè)還會更多，這是國產(chǎn)廠商工藝制造技術(shù)提高，集成度越來越高的結(jié)果。

BMS電池管理芯片高精度提升加快

近年來，隨著下游通訊、儲能、工控、新能源汽車等領(lǐng)域技術(shù)的快速發(fā)展，對BMS電池管理芯片產(chǎn)品的性能要求不斷提升，推動著電池管理芯片不斷向高精度方向發(fā)展。BMS電池管理芯片的精度越高，對電池的安全及壽命越有保障。而低功耗，是更大限度延長電池運行時間的關(guān)鍵。

在精度方面，電壓采樣精度過去一般是±50mV，2022年看到大多國產(chǎn)廠商的BMS電池管理芯片電壓采樣精度已經(jīng)提高到了±20mV，甚至有一些國產(chǎn)廠商已經(jīng)做到國外廠商的±10mV，例如必易微面向鋰電儲能、動力電源、電動工具應(yīng)用，發(fā)布的KP620x0系列BMS電池管理芯片，就已經(jīng)做到了10mV的電壓采樣精度。

電流采樣精度，目前國產(chǎn)廠商大多已經(jīng)從過去的±1%提高到了0.5%。從2022年發(fā)布的新品看，中微半導(dǎo)、賽微微電、圣邦股份、微源半導(dǎo)體、南芯半導(dǎo)體的BMS電池管理芯片電流最高采樣精度均已經(jīng)做到了0.5%的水平。2023年，國產(chǎn)BMS電池管理芯片廠商在精度方面，有望進(jìn)一步突破。

新能源汽車進(jìn)入800V時代，高壓產(chǎn)能將緊俏

雖然目前新能源汽車電壓普遍在400V左右，但中高端汽車進(jìn)入800V時代，相信將很快發(fā)生。早前小鵬汽車、廣汽埃安、保時捷、比亞迪、北汽極狐、理想等多家車企已經(jīng)發(fā)出消息，說要開始布局800V高壓平臺。

2019年保時捷率先推出采用800V高壓驅(qū)動平臺的Taycan，2021年廣汽埃安發(fā)布的Aion車型也開始支持800V，2022年8月小鵬發(fā)布國內(nèi)首款搭載800V SiC高壓平臺的小鵬G9車型。2023年預(yù)計奧迪量產(chǎn)的A6 e-tron車型、大眾量產(chǎn)的Trinity車型等都將采用800V高壓平臺。

在過去一輛400V的新能源汽車，或許僅需要8顆模擬前端AFE電池采樣芯片。而一旦進(jìn)入800V時代，一輛新能源汽車對AFE芯片的需求量將至少增加到16顆，相較400V的新能源汽車翻了一倍。未來800V高壓平臺將成為各大車企的主流選擇，這將帶動BMS高壓產(chǎn)能持續(xù)暢銷，甚至可能出現(xiàn)緊缺的情況。

編者按：本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號：電子發(fā)燒友網(wǎng)(ID：elecfans)，作者：劉靜