BMS技术发展,创造了哪些“芯”需求?
随着全球能源结构的转型和环境保护意识的增强,新能源汽车产业迎来了前所未有的发展机遇。
作为新能源汽车的核心组成部分之一,电池管理系统(BMS)在确保电池安全、提升续航里程、优化整车性能等方面发挥着至关重要的作用。近年来,随着新能源汽车市场的快速增长,BMS市场也呈现出蓬勃发展的态势。
当下BMS市场发展情况如何?主流企业又在朝哪些市场和技术方向布局?
01 | 面向200亿级市场,汽车BMS发展前景如何?
在全球新能源汽车市场迅猛增长的背景下,BMS的需求量持续上升。
根据相关预测,全球汽车BMS市场规模预计到2027年会增至884.74亿元,2021-2027年年均复合增长率高达26.35%。这表明BMS市场在未来几年内将保持强劲的增长势头。
《半导体器件应用网》整理
中国作为全球最大的BMS市场之一,2021年汽车BMS市场规模为60亿元,2024年汽车BMS市场规模预计将增长至200亿元。这一增长趋势显示出中国BMS市场巨大的发展空间和潜力。
《半导体器件应用网》整理
在BMS市场快速发展的背景下,汽车BMS产业格局形成包括电池制造商、整车厂商、独立第三方BMS厂商的市场竞争格局。
电池制造商如宁德时代、比亚迪等,凭借其在电池领域的技术积累和资源优势,向BMS领域延伸,占据一定的市场份额。
例如作为全球头部电池制造商的宁德时代拥有独立的BMS研发团队,通过自主研发,掌握了BMS的核心技术,包括电池状态监测、均衡控制、热管理等,并不断优化BMS的性能和功能,以满足不同客户的需求。
比亚迪、上汽、长安、长城等多家整车厂商也在自行研发和生产BMS系统。例如比亚迪开发了基于云平台的BMS远程监控系统,可以实时采集和分析电池数据,实现对电池状态的远程监测和故障预警,提高了电池的安全性和可靠性。
此外,比亚迪还推出了刀片电池,其独特的结构设计和BMS管理技术,使得电池系统更加安全、高效,进一步提升了新能源汽车的竞争力。
另一家汽车新势力品牌蔚来推出了电池换电技术,这对其BMS系统提出了更高的要求。为了适应换电模式,蔚来对BMS进行了专门的设计和优化,使其能够快速、准确地识别和匹配不同的电池包,确保换电过程的安全和高效。这一技术的应用不仅提升了用户体验,也进一步巩固了蔚来在新能源汽车领域的竞争优势。
图源:包图网
02 | 国内外厂商齐推产品,BMS系统应用哪些芯片?
汽车BMS产业快速发展的情况下,BMS系统中不可或缺的关键组成部分——芯片也迎来了发展机遇。芯片作为BMS系统的核心硬件,其性能和质量直接关系到电池管理的精度和效率,对整个新能源汽车的性能和安全性有着至关重要的影响。
从应用角度,BMS系统中的芯片主要分为MCU、AFE、ADC、SBC和隔离芯片。
MCU是BMS系统的核心控制单元,负责执行电池管理算法和控制策略。它通过采集传感器数据,进行实时计算和处理,生成控制信号来调节电池的充放电过程,确保电池的安全和高效运行。
AFE芯片主要用于处理电池的模拟信号,包括信号的放大、滤波、调理等。它将电池的电压、电流、温度等模拟信号进行初步处理,使其适合后续的模数转换和数字处理。
ADC芯片用于将AFE处理后的模拟信号转换为数字信号。它将电池的电压、电流、温度等模拟参数转换为数字数据,供MCU进行进一步的处理和分析。
SBC芯片集成了多种功能模块,如电源管理、时钟管理、通信接口等,为BMS系统提供基础的硬件支持和功能整合.它能够简化系统设计,提高系统的集成度和可靠性。
隔离芯片用于实现BMS系统中不同电路之间的电气隔离,防止高压或高电流对低压控制电路的干扰和损害,它通过光隔离、磁隔离等技术,实现信号的隔离传输。
这些芯片共同作用提高了汽车BMS系统性性能与效率。
03 | BMS系统高性能、能量管理优化,对芯片提出了哪些要求?
近几年新能源汽车更新换代速度加快,对BMS系统性能和能量管理也提出了更高的要求。
纵观近几年BMS系统发展趋势,首先是智能化与自适应控制。
BMS系统开始采用自学习与自适应算法,能够根据电池的使用环境和历史数据,自动调整电池管理策略。例如,通过机器学习算法,BMS系统可以学习电池在不同温度、充放电倍率、使用周期等条件下的性能变化规律,从而优化充放电策略,提高电池的能量效率和寿命。
同时,BMS系统能够借助大数据分析和人工智能技术,实现对电池健康状态的智能诊断和预测维护。通过对电池数据的实时监测和历史分析,BMS系统可以提前预测电池可能出现的故障和性能衰减趋势,为用户和制造商提供维护建议,降低维护成本,提高电池的可靠性和使用寿命。
在这种趋势下,对于BMS系统中计算能力有了更高的要求,尤其是MCU。
智能化和自适应控制功能需要MCU能够快速处理大量数据和执行复杂算法。例如,自学习与自适应算法需要实时分析电池的使用数据并调整管理策略,这就要求MCU具备更高的处理速度,以满足实时性和响应速度的要求。
此外,随着对电池状态监测精度要求的提高,芯片需要能够更准确地将传感器采集的模拟信号转换为数字信号。高精度模数转换芯片能够减少数据采集误差,为BMS系统提供更可靠的数据基础,从而提高电池管理的精度和可靠性。
图源:包图网
BMS系统的另一个发展趋势是高效能管理和热管理。
BMS系统不断优化能量管理策略,提高电池的能量利用效率,并通过优化热管理策略,提高电池的热效率。例如,采用主动热管理技术,如液冷散热、热管散热等,能够更有效地控制电池的温度,使电池在适宜的温度范围内工作,提高电池的能量效率和循环寿命。
随着对能量效率的要求越来越高,BMS系统对低功耗芯片的需求增长,这些芯片能够在保证性能的同时,降低自身的能耗,提高系统的能量效率。
为了更好地控制BMS系统的功耗,电源管理芯片的功能不断增强。电源管理芯片不仅需要能够提供稳定的电源供应,还能够根据系统的工作状态自动调节功耗,实现更精细的电源管理。
暂无评论