注:如無特殊說明,以下儲能BMS均指鋰電池儲能BMS。
截至到2021年,我國新型儲能累計裝機(jī)約為570萬千瓦,根據(jù)國家發(fā)改委、國家能源局出臺的《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》,到2025年,我國新型儲能裝機(jī)容量達(dá)到3000萬千瓦以上,根據(jù)GGII統(tǒng)計,截止今年6月,已有12省份明確規(guī)定十四五期間新型儲能裝機(jī)量,至2025年已規(guī)劃新型儲能裝機(jī)量合計超40GW;政策的加持下,國內(nèi)新型儲能擁有空前發(fā)展空間。作為電化學(xué)儲能系統(tǒng)不可或缺的核心部件之一,借此發(fā)展機(jī)遇,儲能BMS在市場、技術(shù)、安全等方面將得到長足發(fā)展, 據(jù)GGII預(yù)測,至2025年中國儲能BMS市場價值達(dá)到178億元(含出口海外),年復(fù)合增長率達(dá)到47%。
2021-2025年中國儲能BMS市場規(guī)模及預(yù)測(億元,%)
資料來源:高工產(chǎn)研新能源研究所(GGII)、2022年7月
BMS用于保障電池安全、提升電池DOD水平、延長電池循環(huán)壽命。
BMS(電池管理系統(tǒng))具有實時監(jiān)控電池電壓、電流、溫度的功能,進(jìn)而實現(xiàn)對SOC、SOH等電池狀態(tài)的計算,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對電池的均衡管理、熱管理、故障報警等功能,以保證電池組安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。儲能BMS不同于車用BMS,車用BMS對適應(yīng)環(huán)境要求更高:寬溫度范圍、高抗震性、高防水性等,但汽車能量系統(tǒng)相對較小,而儲能系統(tǒng)更復(fù)雜、龐大,充放電深度更深,壽命周期更長,儲能BMS需要應(yīng)對更復(fù)雜的能量管理體系。
儲能BMS 標(biāo)準(zhǔn)化、芯片國產(chǎn)化、智能化是當(dāng)前主要發(fā)展趨勢
從架構(gòu)管理上來看,儲能BMS有向分布式多層管理架構(gòu)發(fā)展的趨勢,一般而言大型儲能系統(tǒng)的BMS為三層架構(gòu),由電池管理單元、電池組管理單元和電池簇管理單元組成,當(dāng)前也有廠商推出其3+X層級設(shè)計,架構(gòu)可延伸至箱級、陣控級以及云端級管理。從均衡技術(shù)上來看,主動均衡技術(shù)具有管理效率高,均衡電流大,能量耗散小的優(yōu)勢,通過電池單體之間相互的能量轉(zhuǎn)移,最大程度保證電池的充放電效率,同時避免以熱量形式消耗能量帶來的安全風(fēng)險,均衡電流提升至0.5~5A級,均衡效果更明顯;但被動均衡系統(tǒng)故障率、成本控制更低,一些小規(guī)模場景下如工商業(yè)側(cè),反復(fù)充放電下的電能消耗更小,全生命周期度電成本更低;主動均衡是否能成為未來主流的技術(shù)路線,將在正文詳細(xì)分析。
儲能BMS主動均衡和被動均衡對比
資料來源:公開資料,高工產(chǎn)研新能源研究所整理(GGII)、2022年7月
從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程來看,儲能BMS標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化是產(chǎn)品升級的共同方向,目前儲能BMS標(biāo)準(zhǔn)化程度很低,不同廠家的系統(tǒng)尺寸、接口類型、通訊協(xié)議、保護(hù)裝置、控制策略差異巨大,導(dǎo)致BMS無法做成標(biāo)準(zhǔn)件,無法互換通用,大幅度提升儲能系統(tǒng)成本,儲能BMS標(biāo)準(zhǔn)化,使儲能從項目真正轉(zhuǎn)變到產(chǎn)品,亟需依賴產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同進(jìn)步。從BMS核心元器件來看,國產(chǎn)化滲透率有望得到持續(xù)提升,目前BMS芯片主要依賴海外進(jìn)口,儲能行業(yè)快速發(fā)展以及海外缺供帶來的影響下,儲能BMS芯片的缺口需要填補(bǔ),受此推動,國產(chǎn)替代加速。
儲能BMS產(chǎn)業(yè)鏈上游由IC芯片、PCB板、線束等廠商構(gòu)成,下游為儲能系統(tǒng)集成商、風(fēng)光發(fā)電廠商等,芯片廠商有德州儀器(TI)、意法半導(dǎo)體(ST)、英飛凌等,系統(tǒng)集成商有南都電源、國軒高科、平高集團(tuán)、南瑞繼保等,風(fēng)光發(fā)電企業(yè)有金風(fēng)、東方日升、阿特斯等。
儲能BMS市場主要由儲能電池企業(yè)和專業(yè)的第三方BMS企業(yè)構(gòu)成,電池企業(yè)如寧德時代、比亞迪等自供BMS,第三方BMS企業(yè)有高特電子、科工電子、協(xié)能科技、天邦達(dá)等。頭部電池企業(yè)自營BMS,可以將關(guān)鍵電池數(shù)據(jù)掌握在自己手里,保證電池信息安全性,其次電池廠商熟知自身電池性能及各項指標(biāo),利于建立更高效的儲能系統(tǒng),并及時發(fā)現(xiàn)電池運(yùn)行隱患,同時自營BMS可以更好控制系統(tǒng)構(gòu)成成本,提升系統(tǒng)市場競爭力;將儲能BMS外包,企業(yè)早期經(jīng)營成本可以控制得更低,專業(yè)性也更有保障;據(jù)GGII調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,2022年上半年,頭部第三方BMS企業(yè)出貨量均大幅增長,科工電子等廠商出貨量較去年同期翻番。電池廠商自營BMS和將BMS外包相互補(bǔ)充市場,形成動態(tài)穩(wěn)定市場格局。
原標(biāo)題: 預(yù)測2025年中國儲能BMS市場空間達(dá)到178億元