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对话:自研还是外购?如何抢占储能BMS市场?

2023-11-16 16:18:37 来源:半导体器件应用网 作者:厉丹 点击:21152

编者按:

储能BMS(电池管理系统)是实现储能电池“可视化”和“可控化”的核心设备,具备对储能电池进行数据采集、保护报警、控制、状态估算等功能,从而实现储能系统的安全高效运行。目前随着利好政策推动和新能源市场需求增长,储能BMS市场蓄势待发,2025年规模超千亿,具备一定技术基础以及第三方的BMS厂商纷纷涌入这一赛道。

但从实际客观来讲,目前储能BMS的细分市场发展、对关键元器件的技术要求以及产业链间的需求关系等处在一个怎样的状况?如何才能在储能BMS的市场提升自身竞争力?本期《对话》就以这一系列问题邀请到储能BMS的专业技术人员和资深行业人士展开进一步的探讨。

对话:自研还是外购?如何抢占储能BMS市场?

风电光伏储能电池,图源包图网

对话导览:

1.据您了解,目前储能锂电BMS市场现状发展如何(包括市场规模、竞争格局等方面的情况)?未来储能锂电BMS技术有哪些发展趋势?

2.储能锂电BMS对关键元器件提出了哪些技术要求?贵公司有哪些创新应用解决方案?能否举例说明一下?

3.在实际应用当中,您遇到过哪些关键元器件产品质量或供应服务等问题?针对这些问题有什么解决措施?

4.作为上游元器件供应厂商,您如何看待以上出现的问题?贵公司是如何解决的?

5.您如何看待储能锂电BMS市场未来的发展趋势?贵公司为此有哪些明确的目标和规划可以透露?

采访嘉宾:

对话:自研还是外购?如何抢占储能BMS市场?

1.据您了解,目前储能锂电BMS市场现状发展如何(包括市场规模、竞争格局等方面的情况)?未来储能锂电BMS技术有哪些发展趋势?

阳光电源梁苗青:目前BMS市场有做电池的,还有类似于阳光电源跟华为做系统集成的,还有PCS的。可能各个友商针对锂电BMS产业链没有做到那么全,尤其是一些新进储能行业的玩家其实对BMS不具备开发和实际应用能力,只有外购。针对一些集成厂家和新进储能行业的玩家,他们是有一定市场需求的,而且在相当一段时间内,这个诉求起码也会保持一个稳步增长的趋势。

技术方面,目前一些被动均衡,算法以及SoC精度可能会有更高的要求。标准方面也会做一些相关布局。我们公司也在深度参与BMS新国标(GB/T 34131-2023)的更新。

天邦达邵磊:储能BMS的应用领域包括发电侧储能、工商业储能和家用储能等。今年,大储的储能装机量可能达到30-40GW,工商业储能可能有5GW。去年,户储的海外市场出货量达到20GW。预计今年装机量相比去年上涨30%。关于BMS在储能中的应用,平均来说,整个单价的占比约为三分钱,不同场景和配置可能会有差异。目前,许多厂家如比亚迪和宁德时代等电子厂都选择了自研BMS,也有许多集成商和少部分厂家自主研发。第三方BMS厂商在市场上可能占到一半的出货量。

在未来,提高锂电BMS的可靠性和成本效益是关键。通过应用更多传感器,如电压、电流和储能烟雾、压力监测等,可以丰富数据采集来源,同时保证可靠性和精度。除了考虑成本,站在用户角度,也要考虑系统的运行生命周期和投资回报率。通过管理策略、BMS和电子技术的结合,可以更有效地对电池进行管理,保证电池一致性的同时,提高充放量的深度和电池管控和平衡能力,从而延长电池寿命并提高长期收益率。

疆海科技蔡磊:如果仅就锂电池而言,以前锂电需要花费大约一元,但现在我们对材料的依赖已经减少了很多,价格也相应减半。在当前经济形势下,虽然大家都不容易,但从长远来看,这个发展方向肯定是很好的。

为了更好地为电池服务,未来技术要求更高的精度、更好的安全性和稳定性是必要的。特斯拉在这方面做得非常好。在电池管理系统中,因为锂电BMS产品参差不齐,大部分保证安全性和稳定性即可使用。但如果需要更高要求,对电池的优化、寿命提升及整个系统的配合管理至关重要。遗憾的是,我们产品的某些部分只完成了基础功能和保护安全功能,如寿命和优化管理方面并不理想。

笙泉科技王骏维:后疫情时代户外活动的普及外,家用的用电需求也随之增长,且锂离子电池能量密度高、输出功率大,储能锂电产品市场规模不断上涨。锂电BMS的MCU未来趋向精度和保护安全要求更高,量测精髓在于高精度ADC,而现阶段大宗使用low-side端保护,为了提高安全性,未来趋势会广泛使用high-side端保护。

2.储能锂电BMS对关键元器件提出了哪些技术要求?贵公司有哪些创新应用解决方案?能否举例说明一下?

阳光电源梁苗青:按照我的理解,电容拓普的被动均衡可能有相关的诉求项目。如果系统级储能BMS增多,后面准备做电信大数据预警,会有一些控制和上传数据的要求,这种芯片的需求也会增多。

天邦达邵磊:系统稳定性和长寿命是首先要考虑的,这为后续的电镀成本和效率提升奠定基础。随着电压等级的逐步提高,被动和主动器件的一致性和长期可靠性应得到保障。绝缘材料和耐压器件如安规器件、光耦变压器、隔离器件等需满足更高的耐压等级要求。电压等级的提高会对材料的耐压能力、特性以及电器间隙提出更高的要求。为了降低损耗并提高系统效率,逐步提高电压等级是必要的。

中颖电子张圣:随着便携储能等产品的爆发,尤其是新能源汽车的普及和发展,智能化成为锂电BMS重要特性之一。智能化带来的数据化要求,锂电池的相关信息包括电池电压、电池包电流、电池包温度以及电池剩余容量等,这一趋势让锂电BMS逐步从硬件保护方案过渡到前端采集方案。中颖电子拥有完整的锂电池硬件保护产品和前端采集产品,可为便携锂电BMS提供合适的实施方案,完善且严格的流程保证了中颖产品的品质,冗余的设计保证了产品的可靠性,强大的抗干扰设计保证了产品的安全性。

笙泉科技王骏维:BMS板上的硬件会有零件、PCB layout上的误差,都能透过校正方式解决,因此关键点还是在固件的演算法上。笙泉科技在今年底会推出电池电量计产品,搭配独有的MSE (Megawin Smooth Energy) Gauge Algorithm,精准计算电池的电量%数,轻松搭配电脑UI参数设定,让客户不再烦恼写固件,并推出相对应的应用方案可快速开发产品。

芯海科技胡耀聪:BMS的核心在于测量和低功耗,这需要低功耗、高精度基准源支撑。目前国内在BMS产品上进展迅速的厂商无一不是掌握着核心技术。芯海科技BMS电量计芯片的电流、电压ADC基准均优于友商。BMS产品性能指标的硬实力提升加快了掌握核心技术的企业抢占国产替代市占份额的进程。

上海贝岭冒晶晶:针对储能锂电BMS用到的MOS,未来市场需求体积更小、功率更大的产品。这就要求产品电流能力更大、内阻更小、封装更小,更大的SOA。上海贝岭在功率器件上已推出SGT2代产品,能充分满足储能锂电BMS市场应用需求。例如80V 1M欧以内的Toll8产品,目前已经得到市场客户一致认可。

对话:自研还是外购?如何抢占储能BMS市场?

高压锂电池储能集装箱,图源包图网

3.在实际应用当中,您遇到过哪些关键元器件产品质量或供应服务等问题?针对这些问题有什么解决措施?

阳光电源梁苗青:我了解到这两年储能锂电BMS在西藏4000米以上的高海拔项目应用其实挺多的。通常情况下,我们都是按照标准海拔去设计安装的,但一些BMS厂家或者集成厂家可能不是特别专业,没有考虑到高海拔的降额系数就直接这些场景上应用。据反馈,有好多BMS方案主要因为功率器件的电气间隙不够,使得空气密度降低就导致现场的故障率较高。

疆海科技蔡磊:具体问题很多,但主要故障发生在前端采集芯片、主控芯片和功率器件等这些部位。我们使用的元器件产品基本国产化,在质量和供应服务方面基本上都满足我们的需求。在不做严格要求的市场上,使用国产化产品没有问题。整体来讲,国产化趋势在储能锂电BMS方面已经很明显了,覆盖率也很高。

天邦达邵磊:在元器件国产化过程中,产品批次问题比较常见,比如采集芯片、IC等可能会存在PC之间的一致性问题,或者精度、性能受影响。对于批次问题,需要关注供应商和生产过程控制。对于普通元器件,应保证产品一致性,并严格管控变更。对于小供应商或只有设计团队的晶圆厂,其外包生产过程和经常变更都可能带来问题,对产品可靠性和后期使用带来风险。

4.作为上游元器件供应厂商,您如何看待以上出现的问题?贵公司是如何解决的?

中颖电子张圣:中颖电子的BMIC产品主要应用于电动交通工具、电动工具、储能系统以及3C等领域,其中以手机、笔记本电脑、电动工具以及电动自行车等应用最为广泛。中颖电子已经成为大陆地区BMIC领先的厂商之一。中颖电子的BMIC产品具有功能丰富、性能稳定以及品质可靠等特点,安全、易用是中颖电子始终坚持的产品理念。

笙泉科技王骏维:笙泉科技MCU一直以来都是工业级为主轴,也积极往车规级迈进,因此除了保证产品质量外,在中国华东区有导入于通讯基站BMS产品,客户对于在地提供服务品质也相当认可。

芯海科技胡耀聪:SoC精度不仅与芯片本身的硬件采集精度有关,也与算法模型和电池材料体系等密切相关,并且不同的终端应用精度要求也不尽相同。芯海科技的BMS在不同的终端应用里,在充分满足客户应用场景要求的情况下精度可以保证在3~5%范围内;将高性能的MCU内置在BMS产品中用以支持更复杂的芯片定制算法会进一步提升系统精度。

上海贝岭冒晶晶:目前上海贝岭在BMS市场积极推进功率器件、隔离器和信号链产品。公司已在建立车规质量体系,目前通过车规认证的产品已达数十款。一些产品已在汽车BMS市场和工业用户已经形成批量出货,并获得良好的口碑。上海贝岭与积塔半导体属于同一集团下属公司,内部协同打造C-IDM研发生产模式,可确保供应链安全可控。上海贝岭在各地布局了代理商,本公司在深圳、成都、北京、上海、无锡均有相关销售与FAE服务团队,可做到本地客户属地支持,快速响应。

对话:自研还是外购?如何抢占储能BMS市场?

大型锂电储能装置,图源包图网

5.您如何看待储能锂电BMS市场未来的发展趋势?贵公司为此有哪些明确的目标和规划可以透露?

阳光电源梁苗青:我觉得BMS作为一个重要的管理单元,它在整个系统中的重要性不是不言而喻的。随着储能行业的洗牌跟调整,储能行业发展肯定是一个欣欣向荣的态势。如果单纯从BMS厂家来考虑,我觉得储能BMS市场可能会呈下降的趋势。BMS厂商只有做一些颠覆性技术开发跟动作,才会有一个更好的发展前景。否则按照目前这种技术路线来做,各个厂家都具备一定的BMS研发能力是早晚的问题。

疆海科技蔡磊:近一年两年储能BMS市场发展趋势非常良好,有很多BMS厂商都往储能赛道上跑,包括来自不同行业的跨界者。然而,这也导致了一个问题:我们应该选择外包还是自主研发?如果想要快速取得成果,外包是更快的选择,可以提供定制化或非定制化的服务。但是,如果想要更好地适应储能领域,例如便携式设备,那么拥有自己的研发团队是更好的选择,因为这样可以根据自己的需求进行自主控制和资源调配。

笙泉科技王骏维:笙泉科技看准BMS未来的趋势并积极投入,以低串数电量计吹响号角,让能源不再任意损耗,其次搭配高串数模拟前端AFE,延续精准量测与保护优势,并使用电源管理IC,有效提升能源高压转换的效率,且笙泉科技具有8/32 Bit MCU完整产品线,持续发展电源与储能解决方案,提供完善的产品与服务,满足客户的不同需求。

天邦达邵磊:在储能市场,大型项目通常以招标形式进行,主要集中在电网侧。工商业项目相对分散。公司的主要定位是在工商业和大储能领域,瞄准大客户进行招标,因为这些客户的需求量较大。同时,公司也与一些大客户进行战略性合作,提供深度绑定,以提高系统效率和进行大数据平台与储能BMS联合投入。

从整体来看,公司比较看好储能BMS未来的发展方向。特别是在工商业和大储能领域,公司有较好的布局和发展。公司的优势包括在产业链上的积累、生产制造能力等,能够提供高性价比的解决方案。

结语:

综合来看,储能BMS在未来的市场上是广阔的,具备良好的发展前景。但储能BMS市场的竞争是激烈的,只有拥有扎实领先的技术基础和持续的应用创新能力的BMS厂商才能脱颖而出,不至被市场淘汰。

目前,前端采集芯片、主控芯片和功率器件等关键元器件产品已基本实现国产化,品控与服务水平都得到相应的提升,但具体的故障或问题还时有发生。对于应用端和元器件厂商来说,双方不仅要坚守优质品牌,而且要重视实际的应用需求,让产品方案与服务能力持续迭代,以获得长久竞争力。

一致性、安全可靠、长寿命以及高性价比一直是储能BMS产品和技术发展的核心需求。随着储能市场需求的扩大,储能BMS的应用场景也会涉及更多细分领域。现阶段,基于现有的技术积累和生产制造能力的同时,BMS厂商还需时刻关注和投入相应的前沿应用发展,不断为客户提供更高性价比的产品和服务。

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