【导读】电池管理芯片(BMIC)在汽车、储能及消费电子等领域下游应用空间广阔，机构指出，随着新能源车800V高压平台渗透加速，储能装机量持续提升以及消费电子产品迭代创新，有望为BMIC注入新的增长动能。
BMIC具有较高技术门槛，在数字和模拟两个维度均有较高要求。正由于技术门槛极高，BMIC也被称为“模拟芯片的皇冠”。根据券商测算，全球主要下游领域BMIC市场规模预计到2026年增长至80.31亿美元。分下游领域来看，储能、电动汽车、泛消费(可穿戴)等领域增速较快，2021-2026年CAGR分别为72.34%、40.07%、14.50%。
BMIC下游应用领域广泛，国产化率提升空间可期
电池管理芯片广泛应用于新能源汽车、工业控制、消费电子等市场。从市场份额来看，根据Coherent Market Insights测算，2022年BMS下游市场中，汽车占据40.4%的市场份额，其次为储能、消费、通信。BMIC作为模拟芯片电源管理芯片的重要细分领域，其下游应用空间可参考专用模拟芯片及电源管理芯片的下游市场变化趋势。从增长驱动力来看，我们认为汽车领域将贡献主要增长动能，WSTS预计2023年汽车类专用模拟芯片市场规模将达到161.8亿美元，同比增长近10%。在新能源汽车出货量持续提升与汽车智能化的背景下，我们认为电池管理芯片在汽车领域增长前景广阔，叠加BMIC向高精度、低功耗、微型化和智能化的迭代，我们预计电池管理芯片未来下游应用场景将进一步扩宽。
目前全球电池管理芯片主要由德州仪器、美信等海外龙头企业主导，国内布局企业较少，国产替代前景广阔。我国电子产品的生产和消费规模较大，受益于下游应用高增长，本土电源管理芯片厂商快速发展，但目前仍以聚焦细分领域为主，与海外龙头企业差距较大。具体到电池管理芯片领域而言，目前国内布局企业数量少，主要有圣邦股份、思瑞浦、纳芯微、中颖电子、必易微、赛微微电等，无论从营收规模还是产品料号数量上相比TI、MAXIM等海外龙头存在较大差距。
分布式架构BMS成为未来发展趋势
技术构成方面，BMS主要涉及BMS核心芯片技术、BMS系统架构设计、嵌入式硬件开发和测试、 嵌入式软件开发和测试、软硬件集成测试、功能安全技术等。
从硬件来看，BMS硬件为BMIC，主要包含AFE、MCU、ADC、数字隔离器等芯片。其中，AFE模拟前端芯片用来采集电芯电压和温度等信息，同时还要支持电池的均衡功能，通常来说该芯片会集成被动均衡功能；BMS中的MCU芯片起到处理BMS AFE芯片采集的信息并计算荷电状态(SOC)的作用；而数字隔离器主要用在高低压之间的数字通信，以实现高低压模块间的电气隔离功能。
从拓扑架构上看，BMS根据不同项目需求可分为集中式、分布式和半集中式三类。
其中，集中式BMS能将所有电芯统一用一个BMS硬件采集，具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点，一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的小电池包场景中；分布式BMS采用一主多从结构，电压、温度采集及均衡等功能由从控完成，一个从控管理若干电池，主控与从控总线通信采用BMU(电池管理控制器)+多个CSC(单体管理单元)的结构，能够将电池模组的功能独立分离；而半集中BMS则采用BMU+少量大CSC方式，属于集中式和分布式的组合运用，用于模组排布奇特的电池包上。
近年来，随着动力电池系统不断向高容量、高总压、大体积的方面发展，分布式架构的BMS已经被越来越多的应用在大电池包等较为复杂的场景中，成为BMS未来发展的趋势。而菊花链连接的分布式BMS系统,在成本上有较高的优势，未来会有越来越广泛的应用。
市场规模方面，受益于近年来储能、新能源汽车等行业的高速发展，带动了 BMS市场规模快速增长。
据前瞻产业研究院的数据，2021年全球BMS市场规模预计为65.12亿美元，至2026年预计可达131亿美元，CAGR为15%。我国BMS 2021年市场需求规模为100亿元，未来随着电动汽车市场规模扩大和电池效率要求提高，BMS市场规模有望实现稳定增长。
增长动能：车用BMS成长性强，工业和消费稳步发展
汽车：800V高压平台带动新能源车出货量与模拟前端单车价值
新能源车出货带动动力电池装机量稳步提升，拉动配套BMS需求。根据NE时代统计，2021年新能源电池装车141GWh，同比增长129.9%，配套BMS超300万套，其中CR10市场份额为74%；2022年1-6月全国新能源乘用车BMS装机量合计209.07万套，弗迪电池、宁德时代、特斯拉排名前三。随着新能源汽车渗透率的逐步提高和BMS产品的不断创新，我们认为BMS装机量仍将维持快速增长趋势。
800V电池组串联数量的翻倍带来了单车BMS成本的上升，将进一步拉动BMIC市场规模， 其中AFE芯片价值量上升明显。
汽车BMIC海外厂商布局完善，国产替代空间广阔。根据IC Insights统计，2021年全球前十大模拟芯片供应商合计市占率达到68.2%，电源管理芯片同样呈现高度集中的特点，TI、安森美等企业在销售规模、产品种类和核心IP等方面均具备领先优势。在BMIC这一细分领域中，国内布局企业相对较少，国内电池管理芯片龙头赛微微电目前下游应用仍以消费等为主，汽车BMIC占比较低。在轻型电动车市场中，根据赛微微电招股书，一辆锂电电动两轮车通常使用4-8颗电池安全芯片，一辆电动平衡车或电动滑板车通常使用2-4颗电池安全芯片；根据EV TANK和QY Research的行业统计及公司业务数据，大致测算得出轻型电动车市场中，赛微微电的BMIC市占率约为13.33-21.26%。但新能源汽车BMIC市场多被TI、英飞凌、NXP等海外龙头主导，国产替代具有较大发展空间。
新能源汽车BMS AFE市场规模有望保持高增速，我们预计2027E全球新能源汽车BMS AFE市场规模有望达291.3亿元。随着新能源车800V平台渗透加速，车规BMS AFE市场规模有望持续增长。根据前文分析，我们通过整车充电电压及电芯电压测算，400V充电平台中单车通道数典型方案为96个，电压提升一倍将有望使电芯数量提升一倍，考虑电芯串并联方式，我们假设在800V高压平台中单车通道数为200个。考虑到产品价格差别，我们对国内及海外市场新能源汽车BMS AFE单通道价格分别进行假设，并通过新能源汽车销量、单车典型方案通道数及单通道价格计算，测算得到2022年国内新能源汽车BMS AFE市场规模为28.0亿元，海外新能源汽车BMS AFE市场规模为46.7亿元，全球新能源汽车BMS AFE市场规模为74.7亿元，预计2027年全球新能源汽车BMS AFE市场规模有望达291.3亿元，2022-2027E CAGR有望达31.3%。
储能：装机量快速增长，电化学储能带动BMS需求增长
BMS是电化学储能系统的关键部分，负责对储能系统的监测、评估、保护和均衡。完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）、储能变流器（PCS）以及其他电气设备构成，BMS将采集、分析电池状态并实现与EMS、PCS和电池组之间的控制和状态信息的传递。
储能开启280Ah大电芯时代，对BMIC的可靠性提出更高要求。根据高工产业研究院2022年统计，国内已经有超过10家电芯企业对外销售280Ah电池，包括宁德时代、瑞浦等，储能已经开启280Ah大电芯时代。大型储能系统电池组容量单位往往为MWh，随着电池容量越来越大，电池差异的绝对值也将随之变大（如280Ah的电芯，1%的差异就是2.8Ah），发生故障可能性增高。我们预计，未来随着电芯容量持续提升，相应BMIC芯片价格有望提升，主要原因为：1）大型储能单元系统具备拓扑结构复杂、干扰严重、数据庞杂等特点，对BMIC的及时性要求更高；2）大型储能系统具有深度充放电特性，要求BMIC具备强大的主动均衡技术；3）储能电站一般要求电池的整体寿命要达到15至25年，BMIC温度监测与控制能力需要提高。
电化学储能装机量快速提升，电池采样BMIC市场规模有望迎来新增长机遇。电化学储能主要分为电力储能和通信基站储能两部分，根据前文分析，电化学储能装机量的提升拉动BMIC芯片需求，我们认为其中AFE芯片作为采样的关键组件将随电芯数量的提升迎来用量提升。根据我们分析和测算，我们做出假设如下：考虑到典型电压及对应电芯数量，假设1GWh装机量的电化学储能中BMS AFE用量约为20万个；参考主流储能BMS AFE型号参数及价格，我们假设储能BMS AFE平均通道数为8；此外，考虑到海内外产品价格差异，我们对海内外储能BMS AFE产品价格/单通道价格分别作出假设，并通过通道数×单通道价格进行测算。根据国内及海外电化学储能销量，我们测算2022年中国市场电化学储能BMS AFE市场规模达2.5亿元，海外市场电化学储能BMS AFE市场规模达3.9亿元，全球市场规模可达6.4亿元，我们预计2027年全球市场规模有望达28.9亿元，2022E-2027E CAGR有望达35.11%。
消费：AIoT和智能产品创新迭代，带动BMIC需求
快充技术对充电管理提出高要求，充电管理芯片作为重要芯片保护电池健康。在快充过程中，充电器与设备通过充电协议芯片通讯，共同确认快充协议后即可开启快充状态，常见的快充协议可以分为三大类，即低压大电流、高压低电流和动态调整电压电流，需要BMIC（尤其是充电管理芯片）密切监视快充过程，调节电流和电压，保护电池安全与健康。根据南芯科技招股说明书，充电管理芯片中的电荷泵芯片无需搭配电感，具有更高效率、更高功率密度、更低发热等优点，是22.5W以上手机大功率充电主流充电方案。
快充市场成为新兴增量市场，我们认为电荷泵等充电管理芯片有望迎来价量双增。根据Business Research测算，预计2028年全球手机充电市场规模达82.06亿美元，2021-2028E CAGR达3.2%。根据赛微微电招股书，目前业内一台智能手机或笔记本电脑至少需要1颗电池安全芯片、1颗电池计量芯片和1颗充电管理芯片，虽然快充技术并未明显提高BMIC终端设备搭载量，但我们预计，在快充技术持续迭代与快充市场规模扩大的双因素驱动下，高性能电荷泵等满足快充需求的充电管理芯片价格与需求有望持续提升。
AIoT新动能开启消费电子新周期，消费类BMIC受益硬件创新。根据赛微微电招股书，与其他领域相比，物联网领域的电池管理芯片需要应用低功耗MCU等多种技术。从硬件角度而言，不同AIoT硬件产品通常均需要搭载各类BMIC芯片，根据TI官网产品结构图，TI的扫地机器人BMS方案中搭载1颗AFE、1颗电池保护芯片（包括电量计与MCU）、1颗充电管理芯片，TI的VR眼镜BMS方案中搭载一颗集成BMIC（包括管理芯片、电量计等）。我们预计，随着AIoT领域消费设备的出货量提升，有望拉动消费类电池出货量及相应的BMIC需求。
来源：贤集网
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