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时间：2022-08-18 11:25
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ttl电路
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1.TTL集成逻辑门电路 TTL集成逻辑门电路是三极管——三极管逻辑门电路的简称，是一种三极管集成电路。由于TTL集成电路生产工艺成熟、产品参数稳定、工作可靠、开关速度高，因此获得了广泛的应用。我国TTL系列产品型号较多，如T4000、T3000、T2000等。下面介绍几种常用的TTL集成门。（1）集成与非门如图所示为集成四-二输入与非门T4000（74LS00）的外形及外引线排列图，T4000（
1.TTL集成逻辑门电路 TTL集成逻辑门电路是三极管——三极管逻辑门电路的简称，是一种三极管集成电路。由于TTL集成电路生产工艺成熟、产品参数稳定、工作可靠、开关速度高，因此获得了广泛的应用。我国TTL系列产品型号较多，如T4000、T3000、T2000等。下面介绍几种常用的TTL集成门。（1）集成与非门如图所示为集成四-二输入与非门T4000（74LS00）的外形及外引线排列图，T4000（74LS00）是四2输入与非门，即该集成电路内部有四个独立的两输入与非门电路。其逻辑表达式为。在图中，A、B为输入逻辑变量，Y是逻辑函数，UCC接电源正极，GND接电源负极（GND又称公共端）。（2）集成与门如图所示为集成三-三输入与门74LS11的引脚排列图，其逻辑表达式为 。（3）集成非门如图所示为集成六反相器（非门）74LS04的引脚排列图，其逻辑表达式为 。（4）或非门如图所示为集成四-二输入或非门74LS02的引脚排列图，其逻辑表达式为 。2．其他类型TTL逻辑门在TTL电路中，还有其他功能的门电路，例如OC门、三态门等。（1）OC门前面介绍的TTL与非门是不能将两个或两个以上门的输出端并联在一起。在实际工程中常常需要将两个或两个以上的与非门的输出端并联在一起，我们称为线与。因为若一个门的输出端是高电平而另一个门的输出是低电平，则输出端并联以后必然有很大的负载电流同时流过这两个门的输出级。这个电流的数值将远远超过正常工作电流，可能使门电路损坏。将与非门的集电极开路，可以解决这个问题。我们把集电极开路的与非门称为OC门。如图所示，（a）图为OC门的引脚排列图，（b）图为OC门的逻辑符号。几个OC门的输出端并联在一起使用，称为线与。OC门正常工作，必须在输出端接一个上拉电阻 与电源相连。（2）三态输出门（TS门）具有三种输出状态高电平、低电平、高电阻的门电路，称为三态门电路。如图所示为三态门的逻辑符号，是在普通门电路的基础上，多了一个控制端或EN，称为使能端。图（a）中， 低电平有效。即当=0时，其逻辑功能与普通与非门功能相同。而当=1时，输出呈现高阻状态，输出端相当于断路状态。图（b）中，EN高电平有效。即当EN=1时，其逻辑功能与普通与非门功能相同。而当=1时，输出呈现高阻状态，输出端相当于断路状态。3．TTL门电路使用注意事项（1）TTL集成电路引脚排列方法如下图所示，（a）图为TTL集成门电路外形图，（b）图为引脚排列图。TTL集成电路通常是双列直插式，不同功能的集成电路，其引脚个数不同。引脚编号排列方法是：把凹槽标志置于左方，引脚向下，逆时针自下而上顺序排列。（2）多余或暂时不用的输入端的处理① 暂时不用的与输入端可通过1 kΩ电阻接电源，或电源电压小于等于5 V可直接接电源。② 不使用的与输入端可以悬空（悬空输入端相当于接高电平1），不使用的或输入端接地（接地相当于接低电平0）。实际使用中，悬空的输入端容易接收各种干扰信号，导致工作不稳定，一般不提倡。③ 将不使用的输入端并接在使用的输入端上。这种处理方法影响前级负载及增加输入电容，影响电路的工作速度。④ TTL电路输入端不可串接大电阻，不使用的与非输入端应剪短。（3）输出端的处理① TTL一般门电路输出端不允许线与连接，也不能和电源或地短接，否则将损坏器件。② OC门和三态门电路可以实现线与连接。（4）其他注意事项① 安装时要注意集成块外引脚的排列顺序，接插集成块时用力适度，防止引脚折伤。② 焊接时用25 W电烙铁比较合适，焊接时间不宜过长。③ 调试使用时，要注意电源电压的大小和极性，尽量稳定在+5 V，以免损坏集成块。④ 引线要尽量短，若引线不能缩短时，要考虑加屏蔽措施。要注意防止外界电磁干扰的影响。

mos管并联方法
什么是并联
mos管并联电容,并联是元件之间的一种连接方式，其特点是将2个同类或不同类的元件、器件等首首相接，同时尾尾亦相连的一种连接方式。通常是用来指电路中电子元件的连接方式，即并联电路。
MOS管功率管并联需要考虑的要点
MOS管并联方法，为了使并联电路中每个MOS管尽可能的均流，在设计并联电路时需要考虑如下要素 ：
1、饱和压降VDs或导通RDSon：对所有并联的MOS管而言 ，导通时其管压降是相同的，其结果必然是饱和电压小的MOS管先流过较大的电流 ，随着结温的升高，管压降逐渐增大，则流过管压降大的MOS管的电流又会逐渐增大，从而减轻管压降小的MOS管的工作压力。因此，从原理上讲，由于N沟道功率型MOS管的饱和压降VDs或导通电阻RDSon具有正的温度特性 ，是很适合并联的。
2、开启电压VGS（th）：在同一驱动脉冲作用下 ，开启电压VGS（th）的不同，会引起MOS管的开通时刻不同，进而会引起先开通的MOS管首先流过整个回路的电流，如果此时电流偏大,不加以限制 ，则对MOS管的安全工作 造成威胁；
3、开通、关断延迟时间Td(on)、td(off)；开通上升、关断下降时间tr、tf:同样，在同一驱动脉冲作用下，td(on)、td(off)、tr 、tf的不同 ，也会引起MOS管的开通／关断时刻不同，进而会引起先开通／后关断的MOS 管流过整个回路的电流，如果此时电流偏大，不加以限制，则同样对MOS 管的安全工作造成威胁。
4、驱动极回路的驱动输入电阻、等效输入 电容、等效输入电感等，均会造成引起MOS管的开通／关断时刻不同。从上所述 ，可以看出，只要保证无论在开通、关断、导通的过程流过MOS管的 电流均使MOS管工作在安全工作区内，则MOS管的安全工作得到保障。为此，本文提出一种MOS管的新的并联方法，着重于均流方面的研究，可有效的保证MOS管工作在安全工作区内，提高并联电路的工作可靠性。
mos管并联电容的工作原理
（一）MOS管并联方法电路图
以3只IR公司的IRF2807 MOS管并联试验为例，工作电路图如图1 。
（二）MOS管并联工作原理
在图1中，采用对每个并联的MOS管单独实限流技术来限制流过每个MOS管的电流。具体方法如下 ：
在每个MOS管串联作电流检测用的采样电阻(图中的RlO、Rll、R12)，实时对流过每个MOS管的电流进行监测。3路分流器的采集信号均送人4比较器LM339，作为判断是否过流的依据：只要流过任何一个MOS管的电流超过对其所限定的电流保护值，则控制回路依据送出的过流保护信号马上 限制驱动脉冲的开度，保证当前流过每个MOS管的电流不超过所限定的电保护值 。
在图1中,如果在PW Nin驱动脉冲加入后 ，假定MOS1先开通,MOS2、MOS3暂时未开通 ，则电流只能先流过MOS1，而且电流被限制在其限制值以内；接着MOS2又开通，则部分原先流过MOS1的电流会被分流到MOS2 ，必然引起流过MOS1的电流小于其限制值，于是过流信号消失，PW Nin驱动脉冲开度加大 ，直至电流 重新到达MOS1或MOS2的电流限制点后，PW Nin驱动脉冲才会停止增加。以后MOS3导通的又重复上述的电流分配过程 ，直至到达新的电流平衡。同理，可分析MOS管任何时刻单个或多个导通时电流的自行分配过程 。
mos管并联方法均流技术定义
MOS管并联方法均流技术，双极型晶体管把输入端电流的微小变化放大后，在输出端输出#FormaTImgID_0#N沟道mos管符号一个大的电流变化。双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比（beta）。另一种晶体管，叫做场效应管（FET），把输入电压的变化转化为输出电流的变化。FET的增益等于它的transconductance， 定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。市面上常有的一般为N沟道和P沟道，详情参考右侧图片（N沟道耗尽型MOS管）。而P沟道常见的为低压mos管。
场效应管通过投影#FormaTImgID_1#P沟道mos管符号一个电场在一个绝缘层上来影响流过晶体管的电流。事实上没有电流流过这个绝缘体，所以FET管的GATE电流非常小。最普通的FET用一薄层二氧化硅来作为GATE极下的绝缘体。这种晶体管称为金属氧化物半导体（MOS）晶体管，或，金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。因为MOS管更小更省电，所以他们已经在很多应用场合取代了双极型晶体管。
mos管并联电容-用MOS器件作电容
由于MOS管中存在着明显的电容结构，因此可以用MOS器件制作成一个电容使用。如果一个NMOS管的源、漏、衬底都接地而栅电压接正电压，当VG上升并达到Vth时在多晶硅下的衬底表面将开始出现一反型层。在这种条件下NMOS可看成一个二端器件，并且不同的栅压会产生厚度不一样的反型层，从而有不同的电容值。
(1)耗尽型区：栅压为一很负的值，栅上的负电压就会把衬底中的空穴吸引到氧化层表面，即构成了积累区，此时，由于只有积累区出现，而无反型层，且积累层的厚度很厚，因此积累层的电容可以忽略。故此时的NMOS管可以看成一个单位面积电容为Cox的电容，其中间介质则为栅氧。当VGS上升时，衬底表面的空穴浓度下降，积累层厚度减小，则积累层电容；增大，该电容与栅氧电容相串联后使总电容减小，直至VGs趋于0，积累层消失，当VGS略大于o时，在栅氧下产生了耗尽层，总电容最小。
(2)弱反型区：VGS继续上升，则在栅氧下面就产生耗尽层，并开始出现反型层，该器件进入了弱反型区，在这种模式下，其电容由Cox与Cb串联而成，并随VGS的增人，其电容量逐步增大。
(3)强反型区：当VGS超过Vth，其二氧化硅表面则保持为一沟道，且其单位电容又为Cox。下图显示了这些工作状态。
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1.BMS是电池产业链的重要组成部分1.1.电池相关概念及产品形态电池产业链涉及的基本概念。电池产业链涉及概念较多，如电芯、电池模组、电池包、pack工艺等。往往电池作为相关概念的统称，电芯、电池模组、电池包是电池制造过程中的不同阶段。电芯是电池的最小单位，也是电能存储单元，它必须要有较高的能量密度，以尽可能多的存储电能。当多个电芯被同一个外壳框架封装在一起，通过统一的边界与外部进行联系时，就组成了一个电池模组。而当多个电池模组被电池管理系统（BMS）和热管理系统共同控制或管理起来后，这个统一的整体就叫做电池包。电池pack工艺，指的就是把电芯、电池模组等加工成最终电池包的工艺。电池pack一般也代指电池包。电池包主要由电芯、BMS、连接器、热管理组件、结构件等组成。电池产业链中，核心部分是电芯和BMS电路，电芯封装后再集成线束和PVC膜等构成电池模组，再加入线束连接器、BMS电路构成电池成品。其中，电池模组为电池包最小分组，由多个电芯串联和并联，电芯数量越多，电池模组可靠性越弱，对电芯一致性的要求越高，因此需要通过单体电池监控管理装臵协调，即电池管理系统、热管理系统、电气系统等，最终组成完整的电池pack。在动力电池中，电池热管理系统通过风冷、水冷、液冷和其他相变材料降低电池放电过程中的热量释放，确保电池在适宜温度范围工作，主要由电池箱、传热介质、监测设备等构成。电气系统主要由高压线束、低压线束、继电器等构成，高压线束将动力电池系统的动力不断输送到各部件；低压线束实时传输检测信号、控制信号；继电器起自动调节、安全保护和转换电路等作用。电池pack技术主要受下游市场需求驱动而不断发展，主要应用场景包括笔记本、智能手机、等消费电子电池，新能源汽车等动力电池。据头豹研究院，电池pack可按电芯正极材料、电芯配臵方式、壳体材料、电池用途、下游应有、电池形状等不同分类标准分为多个不同种类。其中，不同形状的电池pack具有不同特征，圆柱电池pack主要应用于数码产品，长时间的技术演进促使其拥有更优的良率和成本，但单体电池容量小导致电芯需要以量取胜，对BMS要求更高；方形电池结构复杂，但更易保护电芯；软包结构电池pack能量密度较高，但所使用的材料寿命较短。我国锂电池行业的不断发展推动电池pack行业的演化，中国电池pack行业相继经历笔电电池pack时代、手机数码电池pack时代、智能手机电池pack时代和动力电池pack兴起，消费电池pack行业发展较为成熟，动力电池pack行业虽起步于2012年以后，但受益于下游汽车三化的发展，市场有望高速成长。1.2.动力电池需求高涨助推电池pack市场高景气，BMS持续受益电芯和BMS是电池pack产业链核心。电池pack产业链涉及企业较多，上游由电池模组、BMS、电池热管理系统等原材料供应厂商组成，中游由笔电电池pack企业、手机数码电池pack企业、动力电池pack企业组成，下游根据应用终端类型可分为3C企业、新能源等车企和其他电池应用企业等。据头豹研究院，上游电芯和BMS占电池pack成本的72%，且生产技术含量较高，是电池pack的核心。BMS自身较为复杂，涉及学科领域广，相关人才需要掌握电池知识、整车知识等，要对电子技术、电工技术、微电子及功率器件技术、散热技术、高压技术、通信技术、抗干扰及可靠性技术等具备专业储备。我国消费电子电池产业链日趋成熟，动力电池产业链仍处于快速成长阶段。笔记本电脑电池和手机数码电池组装过程涉及人工环节较多，偏向劳动密集型产业，我国是相应电池的重要组装基地；动力电池注重技术和自动化，我国动力电池相关企业仍处于成长阶段。据头豹研究院，消费电子电池行业龙头集中度较高，德赛电池、欣旺达、新普科技等龙头公司占据全球大部分市场份额，下游笔记本电脑市场处于平稳状态，手机数码市场稳定发展，短期内市场竞争程度将基本维持现有水平；动力电池领域市场份额主要集中于电芯企业，随着未来中国动力电池行业规模不断扩大，对动力电池的技术要求不断提高，动力电池市场活力将不断激发。我国电池pack行业受动力电池需求拉动影响，市场规模有望高速增长。据中商产业研究院，中国是最大的动力电池市场，2017年至2021年间中国动力电池装机量CAGR达43.5%，随着新能源车渗透率增长和疫情有效控制，预计中国2022年动力电池装机量将达229.9GWh。中国动力电池pack行业市场规模不断扩大，推动整个电池pack行业发展壮大。根据国家统计局数据，2011年国内锂电池产量约29亿只，2021年突破200亿只，年复合增速达到21%；据头豹研究院，中国电池pack行业市场规模2014年为205.4亿元，2023年预计为3244.7亿元。2.BMS涉及多类型芯片，市场空间广阔2.1.BMS系统充当电池管家、保姆角色，电池计量IC、电池安全IC、充电管理IC各司其职BMS即BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，称为电池管理系统，在电池运作系统中充当“电池保姆”的角色。BMS系统是锂离子电池模组的必备部件和核心部件，是锂离子电池模组的"大脑"，实现对锂离子电池模组中锂离子电芯（组）的监控、指挥及协调。电池管理系统，由印制电路板(PCB)、电子元器件、嵌入式软件等部分组成，根据实时采集到的电芯状态数据，通过特定算法来实现电池模组的电压保护、温度保护、短路保护、过流保护、绝缘保护等功能，并实现电芯间的电压平衡管理和对外数据通讯。BMS中硬件为BMIC，主要包括电池计量芯片、电池安全芯片、充电管理芯片。按芯片的功能划分，集成电路可进一步划分为模拟、数字、射频等，其中模拟芯片根据功能的不同主要可分为电源管理芯片和信号链芯片。电源管理芯片是实现在电子设备系统中对电能的变换、分配检测、保护及其他电能管理功能的芯片。电池管理芯片是电源管理芯片的重要细分领域，是电池管理系统的核心器件，包括电池安全芯片、电池计量芯片、充电管理芯片。近年来，随着下游通讯、消费电子、工业、新能源汽车、储能等领域技术快速发展，对电池管理芯片产品的性能要求不断提升，推动电池管理芯片不断向高精度、低功耗、微型化、智能化方向不断发展。电量计IC负责采集电池信息并计算电量，与电池保护IC可以分立，也可以集成。据TI官网产品信息，电池包内部包含电芯、电量计IC、保护IC、充放电MOSFET、保险丝FUSE、NTC等元件。一级保护IC控制充、放电MOSFET，保护动作是可恢复的，即当发生过充、过放、过流、短路等安全事件时就会断开相应的充放电开关，安全事件解除后就会重新恢复闭合开关，电池可以继续使用，一级保护可以在高边也可以在低边。二级保护控制三端保险丝，保护动作是不可恢复的，即一旦保险丝熔断后电池不能继续使用，又称永久失效。电量计IC采集电芯电压、电芯温度、电芯电流等信息，通过库仑积分和电池建模等计算电池电量、健康度等信息，通过I2C/SMBUS/HDQ等通信端口与外部主机通信。电量计IC与电池保护IC既可分立，也可集成。硬件、算法、固件是电量计的三大核心，pack-side电量计更具优势。电量计的输入是电池电压、电流和温度，然后通过对电池建模来计算输出容量信息，其三大核心是：(1)硬件，来实现高精度采样、低功耗运行；(2)算法，来对电池建模；(3)固件，把算法编程实现，计算输出容量信息。据TI官网，在选择电量计时，通常需要考虑到电芯化学类型、电芯串联数目、通信接口、电量计放在电池包内还是放在系统板、电量计算法、是否集成电池保护均衡等功能、支持充放电电流大小、存储介质和封装。相比System-side电量计，Pack-side电量计直接采样电芯电压，电压更准确，有利于提高电量计量、充电以及保护精度；Pack-side采用可集成加密认证算法的电量计综合成本更低；Pack-side电池保护板PCM电压、电流、温度校准更容易，项目开发周期更短；Pack-side电量计面对可插拔电池时RAM数据不丢失，数据更准确。充电管理IC主要负责电池的充放电管理。锂电池充电管理芯片可以有效管理每个锂电池的充电，根据锂电池的特性自动进行预充、恒流充电、恒压充电。通过充电管理IC可以实现电池充放电的恒压方式、恒流方式等，这些充电方式有益于电池，并相对比较安全。充电管理芯片使电压、电流达到可控状态，可以有效的控制充电的各个阶段的充电状态，保护电池过放电、过压、过充、过温，最终有利于电池的寿命延续。锂电池充电管理芯片具有功能全、价格低、集成度高、外部电路简单、调节方便、可靠性好等特点。充电管理芯片根据工作模式通常可分为开关模式、线性模式和开关电容模式。开关模式效率高，适用于大电流应用，且应用较灵活，可根据需要设计为降压、升压或升降压架构，常用的快充方案通常都是开关模式。线性模式适用于小功率便携电子产品，其对充电电流、效率要求不高，通常不高于1A,但对体积、成本则有较高要求。开关电容模式可以做到最高达97%以上的效率，但由于架构的原因，其输出电压与输入电压通常成一个固定的比例关系，应用场景比较受限，实际应用中，通常与一个开关型充电管理芯片配合使用。2.2.BMIC芯片市场空间广阔，国产替代前景可期BMS下游包含三大电池应用，芯片技术是产业链核心。BMS下游应用主要包括：消费电池（3C数码）、动力电池（电动车）和储能电池（国防军工、可再生能源、通讯、医疗健康等），电动汽车产业的快速成长推动BMS的快速发展。据前瞻产业研究院，2020年全球BMS下游应用中：动力电池应用占比达54%，消费电池占比22%，储能及其他电池占比24%。BMS系统以电池管理IC为基础构建，芯片技术是BMS产业链核心。计量芯片是核心且价值量最高，消费电子通常采用SoC方案，动力电池中因AFE（高压工艺）、MCU采用不同工艺，采用分立芯片形式。BMS芯片方案主要涉及计算单元（如MCU）、AFE、数字隔离器等。BMSAFE芯片（模拟前端芯片）负责采集电池电压后通过模数转换器（ADC）转换为数字值，并送入计算单元（如MCU）进行计算荷电状态，计算单元（如MCU）主用来处理AFE收集的信息，计算SOC、SOH等参数，并将这些信息传送给上一级VCU。数字隔离器主要用在高低压之间的数字通信，比如在BMS主控板上的高压采样与MCU之间的SPI通信及采样板AFE与MCU的SPI通信，除了使用数字隔离器外，也可以使用光耦、或者变压器隔离方案。据瑞萨授权代理商中印云端官网，BMS系统芯片解决方案通常围绕一个电池管理IC构建，该方案在一个封装中提供低功耗MCU和高性能模拟前端（AFE），提供开发工具来支持开发安全可靠和高性能的锂离子电池管理系统，适用范围从基础的消费级应用，如笔记本电脑、电动工具、电动摩托车等，到通信基站、电动汽车、光伏备用电源、军事装备等工业应用都有应用案例。消费电子领域国产化替代加速，动力电池领域芯片仍在初步布局阶段。BMIC长期被TI、ADI等欧美企业垄断。据爱集微网，在消费电子和工业控制领域，虽然TI、ADI（收购MAXIM）等全球龙头垄断电池管理芯片市场，但国内芯片厂商已逐渐在主流手机市场完成国产替代，并在TWS耳机等新兴消费电子市场上占据优势地位；在笔记本电脑、电动自行车、电动工具、扫地机器人以及小型储能市场，国内芯片厂商也在加紧进行验证测试，正处于国产替代的成长期；应用在手机、平板、可穿戴设备等消费电子产品中的电池，通常为单串电池组，仅1至2颗电芯，应用于笔记本电脑、电动工具、吸尘器、电动自行车以及智能家居等产品中的电池，通常为多串电池组，由多颗电芯串并联组成，动力电池和储能电池领域所用电池组远多于以上消费电池领域，技术门槛也更高，我国动力电源BMS芯片仍有待发展。据爱集微网，近期，全球主流BMS芯片供应商TI产品陷入缺货涨价状态，其BQ系列芯片订货交期已延伸至2023年，造成较大的市场缺口，叠加我国汽车三化的渗透发展，我国对国产汽车BMS芯片的需求持续增长，国产动力电源芯片渗透率有望持续提升。受益于电动汽车、消费电子等行业发展，BMS及BMS芯片市场空间未来可期。受全球卫生事件影响，2020年全球BMS市场规模增速下降，但我国BMS市场仍占据重要地位，据华经产业研究院，2020年我国BMS市场需求规模为97亿元。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，据BusinessWire估计、前瞻产业研究院整理，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%。据MordorIntelligence，2024年全球电池管理芯片市场规模预计达93亿美元，市场空间广阔。BMIC国产替代逻辑清晰：一是技术门槛高，消费电子领域已经取得突破。该领域长期被欧美企业垄断，但随着国内企业在电池管理技术领域持之以恒的研发投入和应用实践，消费电子领域产品性能已经不逊色于欧美大厂，且技术难度更高的车规级BMS技术也在积极布局中。二是中国具备电池产业链优势，在发展自主品牌BMS方面具有较强话语权。我国电产业链完善，且国内消费电子、新能源汽车产业的强劲需求成为全球锂电池产业发展的重要动力，且国产pack厂在全球市场中已经占据重要地位。三是政策积极扶持，国产替代进程加速。我国BMS芯片长期依赖进口，尤其是车规级AFE、ADC、MCU等芯片，近年来国家出台众多政策扶持汽车电子及电池管理芯片行业发展，电池管理芯片行业有望更上一层楼。3.消费电子：快充、5G、智能水平提升等助力BMIC快速发展3.1.手机：快充和5G趋势尽显，对高性能BMIC提出更高、更迫切需求3.1.1.BMS参与充放电全过程手机电池大部分是锂离子电池或者锂离子聚合物电池，为提高电池使用寿命，BMS对手机电池的充放电起管理作用。既能防止电池过放，也能防止电池过充。在电量较低时，提醒用户充电，并关机防止过放；充电完成时，切断电池充电回路，防止电池出现过充导致电池损坏。在电池工作的全生命周期中，电量计用于确定电池的电量状态（SoC）和健康状态（SoH），进行电池荷电状态估算。普通手机充电时经历大约四个阶段，均需电池管理芯片负责监控。1）恢复性充电：指电池电量非常低的时候，防止大电流充电给电池造成损伤，而是以小电流给电池充电，把电池的电压给升上来。2）恒流快充：电池的电压达到一定程度后，充电器开始给手机电池大电流恒流充电，这个过程的充电电流比较大，可以快速的提升电池的电压。3）恒压充电：当电池的电压快接近截止电压时，以小电流恒压充电，这个阶段也叫做安全充电阶段，可以使手机电池达到比较好的性能。4）涓流细充：这个阶段电池已充满，如果将充电回路切断的话，因为手机自身的待机会产生待机电流，导致手机会被再次充电，为了解决这种情况，就要通过涓流细充来解决，通过这种方式可以将手机电池的电压维持在满电状态。普通手机充电四大阶段均需要手机BMS系统参与，管理手机充放电功能。3.1.2.智能手机性能迭代对BMIC要求不断提升，国产芯片加速替代快充技术可以大大降低充电时间，正成为智能手机标配。据BatteryUniversity，根据充电时间及速度，充电方式可分为慢充、快充（rapid）、快充（fast）和超级快充。快充在电流、电压方面均大于慢充，对电池的伤害程度大于慢充，但由于手机电池的国际标准为在800次充放电过后，手机电池保持80%以上的性能即为合格，结合手机更换时间通常为2-3年，因此快充对手机通常不会对手机电池造成太大损耗。不同厂家纷纷推出快速充电技术，如VOOC闪充快速充电技术、高通QuickCharge2.0快速充电技术、联发科PumpExpressPlus快速充电技术等。实现快充需要满足三要素：充电器、电池、chargeIC。常规充电器的输出为5至10W，快充最多可将其提高八倍，据电源网，iPhone11Pro和ProMax配备18W快速充电器，GalaxyNote10和Note10Plus标配25W充电器，三星出售超高速45W充电器。BMIC是手机快充所需大功率电池的核心器件。快充电池分为两个阶段：第一阶段是向低电量电池施加高电压，在10-30分钟内将电池充电到50%到70%，电池快速吸收电荷，不会对电池长期健康产生重大不利影响；第二阶段是将最后20%或30%的电池电量充满，所需时间与第一阶段相似，手机制造商将充电速度放慢防止损坏电池。电池管理系统密切监视这两个充电阶段，并在第二阶段降低充电速度，使电池有时间吸收电荷而避免出现问题，BMS芯片是手机快充所需大功率电池的核心器件。智能手机机身轻便性与电池续航能力成两难选择，快充弥补手机续航难问题，电池管理芯片发挥重要作用。手机厂商提高电池容量需要扩大体积，此举会导致机身重量和尺寸的增加，厂商从用户体验和需求的视角出发，选择逐渐缩小电池容量。为弥补续航能力弱问题，厂商需要手机支持快充，并配合相应充电头和充电线。多数国产旗舰手机快充可达40W，远高于5-10W的普通充电器，大功率快充需匹配大功率充电头；相比普通充电线，安卓快充线内分为5根线工作（2根电源线，2根数据线，1根接地线），数据线负责充电头与手机电池管理芯片的通讯。各大手机厂商相继取消附赠充电头，转向快充充电器市场，快充趋势拉动BMS芯片需求。2020年10月，苹果官方宣布iPhone12不再附赠充电器，附赠数据线接口转为Type-CtoLightening，据充电头网，仅iPhone12机型就给市场增加了上亿台USBPD快充设备，并让数十亿规模的PD快充配件的市场得到释放。小米随后推出了配备充电器和没有配备充电器的两种版本，魅族推出“绿色焕新计划”，用户可以凭借两个旧充电器换取一个全新的魅族18充电器，华为于2021年4月起推出不含充电器和数据线版本。各大厂商纷纷效仿苹果，节约硬件成本、物流成本及包装成本，取消附赠充电头预计将成行业趋势，并加快布局快充、无线充电产品，此举有望进一步拉动手机电池管理BMS的需求。5G手机渗透率提升，耗能更高，对BMS芯片提出更高要求。随着5G手机全面普及，多摄渗透率加速、120Hz高刷屏、更多5G射频元器件及高性能CPU迭代，不断提升手机的高功耗。参考力芯微招股说明书，根据Canalys预测，2023年全球5G手机出货量将达到7.74亿部，占整个智能手机市场份额的51.4%；其中，中国作为全球5G网络建设的重点区域，将是全球最大的5G智能手机市场，出货量预计占全球市场的34%。据元宇宙通信数据，一般手机5G在网情况下比4G在网的能耗高出20%-30%，5G手机相较于4G手机最大的区别在于增设了5G射频与5G天线模块，超高5G网速体验建立在更复杂、功耗更大的天线与射频设计基础上，需要相应的电池电力驱动，此前被称为“大容量”的4000mAh已经不是不可逾越的红线，4500mAh上下是当前5G手机电池容量的主流。各功能模块对手机电池管理芯片的精度、功耗等性能提出了更高要求。手机快充需求旺盛叠加5G热潮，手机BMS芯片未来可期。5G手机的发展渗透带动智能手机快充市场增长，据充电头网统计，快充技术最早突破手机市场，共覆盖七大领域，2020年全球智能手机快充设备出货量为12.9亿台，占总市场的40.71%。据赛微微电招股说明书，随着手机模块以及功能的复杂化，单部手机的电池管理芯片数量呈现出增长的趋势，高端智能手机在电量计、电池保护、充电管理等方面对电池管理芯片的需求持续上升，平均每部智能手机所需芯片数量达到4颗以上，手机BMS芯片市场迎来新动能。3.2.笔记本电脑及平板电脑：市场规模平稳，技术难度更高笔记本电脑对电池热管理要求更高。据batteryuniversity，笔记本电脑电池一般由3组2个并联的电池串联组成，也可称为6芯（6颗电池），根据电池厚薄程度也分4芯和8芯，电芯越多，待机时间越长。对于笔记本电脑，即使连接到外部电源或线路电源，也只会在充电不足时为电池充电，以此减少充放电的循环次数，使电池寿命最大化。由于热量，笔记本电脑中的电池老化速度比其他应用更快。在使用过程中，笔记本电脑的内部温度会上升到45°C，使得电池在高温下工作时的预期寿命是更温和的20°C或更低温度下运行的一半。笔记本电脑上BMS系统的关键功能之一是管理电池系统，确保其不会过充、过放、过热。据赛微微电招股书，目前一台笔记本电脑的电池管理芯片方案通常包括1颗电池安全芯片、1颗电池计量芯片、1颗充电管理芯片，一台笔记本电脑的芯片方案通常包括1到2颗限流开关芯片。平板电脑高性能、轻薄化趋势对电池管理芯片的综合性能提出更高要求。平板电脑的原理与与笔记本电脑的原理类似，电池管理芯片在平板电脑中起到电源管理、控制、转换、处理等功能。平板电脑存在高性能、轻薄化趋势，有限的体积限制了芯片的面积，对电池管理芯片在有限面积内实现低功耗、高转换效率、高精度、大功率的综合性能提出了挑战。据赛微微电招股书，目前一台平板电脑的电池管理芯片方案通常包括1颗电池安全芯片、1颗电池计量芯片、1颗充电管理芯片。笔记本电脑和平板电脑出货量稳定，内臵及充电器配臵的电池管理芯片规模也预计保持平稳态势。笔记本和平板电脑作为消费电子设备的核心市场，历年设备出货量较平稳。据Frost&Sullivan统计，2020年受疫情影响，远程工作和学习的需求激增，全球笔记本电脑市场的规模在2020年达到新高，出货量达2.2亿台，由于新冠肺炎疫情的不确定性持续存在，预计未来几年全球笔记本电脑出货量将继续小幅增长，市场需求增速将在2023年逐渐放缓。平板电脑市场也将维持小幅上升并逐渐饱和，据Frost&Sullivan统计，全球平板电脑市场规模受市场需求的影响，自2016到2019年出货量规模逐渐下降。受疫情影响，2020年平板电脑出货量有小幅上升，未来随着智能手机功能更加强大，全面屏、折叠屏等技术使智能手机替代平板电脑的趋势不断上升，全球平板电脑市场规模预计还将平稳下降，预计到2025年出货量约1.3亿台。3.3.智能手表：功能多样化催生电池管理芯片需求进一步提升主流智能手表主要采用“蓝牙SoC+MCU+多个IC（电池管理、射频等）”多芯片解决方案，高续航能力对电池管理芯片提出高要求。智能手表拥有一套独立的嵌入式操作系统，有一个数据处理中心，需要调用各类传感器收集到的信息，还要有屏幕、存储器、电池管理系统、无线射频系统等，在内部芯片用料和结构设计上与智能手机较为相似，其中主控芯片是智能手表的核心器件，据我爱音频网，主控芯片在智能手表中成本占比达30%左右。智能手表存在续航问题，而续航情况很大程度上取决于电池的能力。从智能手表功能受欢迎程度来看，智能手表的健康监测、通话、运动管理、GPS定位等功能有望保留并且在技术方面能够得到持续升级迭代。从智能手表的应用来看，智能手表作为独立移动终端的趋势不断加强，这对于智能手表的系统易用性、APP功能应用丰富、续航时间以及功耗等提出了更高要求，进而对电池管理芯片也提出更高要求。智能手表市场规模持续增加，有望推动智能手表BMS芯片市场规模不断发展。2013年，全球第一款智能手表GEAKWatch问世，几乎在同一时间，苹果、谷歌、三星等科技巨头入局智能手表市场。据我爱音频网，2021年智能手表出货量品牌排行榜中，前9名分别为苹果、三星、华为、iMOO、Amazfit、Garmin、Fitbit、小米、Noise，手机厂商是当前智能手表市场的出货主力军。智能手表是智能穿戴的主要代表之一，在健康监测、记步、拨打电话、定位、与智能家居联动等功能的加持下，广受欢迎。其中，从苹果AppleWatch4开始，可穿戴设备市场开始从运动健康功能向专业的医疗领域转型，苹果AppleWatch4主打的心电图功能以及防跌倒功能的设臵也的确为智能穿戴设备市场提供了新的方向，智能手表BMS芯片市场规模有望持续增长。3.4.TWS耳机：续航能力等性能提升增加BMIC芯片需求TWS耳机包含三颗电芯，电池管理芯片是其重要配臵。据前瞻产业研究院，TWS耳机主要由充电盒部分与无线耳机部分组成，两者各包含1颗充电盒电芯和2颗耳机电芯，充电盒和耳机均需要集成电池，其中充电仓对于集成度要求相对不高，以传统软包电池为主(与手机电池技术路径一致，原手机电池厂商可以供应)，而耳机端由于空间小、集成度高，同时需要电池具备高容量密度以支持长续航，结构逐步由传统软包电池发展为扣式电池。电池管理芯片为TWS耳机重要配臵之一，主要负责为充电盒内部电池充电、充电仓内部电池升压输出为耳机充电，起到提升电池充电速度、精准控制电流电压、减少对耳机电池的损害等作用。据央视财经，目前消费者对TWS耳机的要求已不仅限于音频、通话，对音质、续航、价格等也有了更多要求。另外，内臵电池的加入使其避免了线材的束缚，但由于体积限制，续航时间是TWS耳机的一大痛点，要求电池管理芯片提高技术水平适应更多功能。4.动力电源：高压平台对动力用BMIC提出更高要求4.1.动力电池需要高可靠、绝对安全，市场空间更大也更具挑战性汽车动力电池相比手机电池多采用模组电池、大量电芯串并联，对汽车BMS提出高难度要求。一辆电动汽车中，往往数百个锂离子电池通过串并联的方式连接以满足汽车电机的负载要求，驱动汽车行驶。一般来说，电动汽车的内部电池组电压不低于800V，通常各大厂商采用BMS解决方案来保证电池组的安全可靠以及性能。电池安全是保障电动车健康运行的基础，BMS系统发挥关键作用。据头豹研究院，我国每年被媒体报道的新能源起火事件逐渐增多，2020年7-9月起火事件占全年事件数的49%，其中电池故障导致电动车起火居多，达33%。电池故障主要因素有外部破坏、内部短路、温度过高，三者进一步引发热失控，最终导致电动车起火。BMS的SOC测算可准确计量电池电量，预防过度充放电，然而目前测算SOC需要BMS系统对电压电流、温度、放电倍率等精确并快速采集，对BMS芯片要求较高，当前国内技术仍无法实现，国产汽车BMS芯片研发任重道远。动力电池通常采取多节电芯串联形式，注重电芯的一致性，BMS系统有助于管理电芯一致性。多串电池的基本要求是串联电芯必须来自同型号的电芯，以保证容量、电压、内阻和自放电的一致性，当电池出现不一致时，BMS通过实时检测每节电芯的电压，运用均衡功能对电芯进行充放电。当出现极端情况，比如某串电芯容量严重衰减，电池存在过充电风险，BMS通过烧断电池主回路保险丝，永久禁止该电池使用。动力电池包由“多个电芯串并联+电池管理系统等”组成。新能源动力电池的最基本单元为电芯（cell），电芯（cell）组成电池模组（Module），再由电池模组（Module）组成电池包（PACK）。电芯作是电池的基本单位，为了保证高低温、外力冲击等情况下的工作可靠性和安全性，需要将多个电池放在一个框架中，这种状态就被称为电池模块。而聚集多个模块，再加上用来管理电池温度或电压等的电池管理系统(BMS,BatteryManagementSystem)和冷却设备等，就组成了电池包。因为电池组以串联和并联方式连接的电池单元阵列，这种阵列中储存了大量的能量，电池电压测量变得非常复杂的因素。据新浪汽车，以一种比较典型的电动车电源组管理方案为例，该电源组包括6720个锂离子电池单元，由8个BMIC芯片实现监控，每个芯片可监控12个节点的电压等参数信息，BMIC芯片为ADI的主流电池管理芯片MAX17843，官网显示售价为9.32美元。每个电池单元的容量为3.54安培小时(Ah)，总标称储能为100千瓦小时（3.54Ahx4.2Vx6720个电池单元）。在96个以串联形式连接的电池单元组中，每组包括70个以并联方式连接的电池单元，电池电压为403.2V（96×4.2V），容量为248Ah（100kWh/403.2V或3.54A×70）。目前国产动力电池pack成本高、技术水平不一，发展空间广阔。据头豹研究院，国产动力电池pack与电芯平均成本虽然逐步下降，但仍与国际一线水平有一定差距，动力电池pack约占整车成本的40%-50%，在中国新能源汽车补贴退坡的环境下，不利于新能源车进一步渗透；动力电池pack需要根据不同客户不同车型进行定制化开发，BMS方案、热管理、集成效率等方面对企业技术要求较高；目前中国动力电池pack厂商技术水平参差不一，宁德时代等龙头企业不断追赶国际一流水平，而大多数小型生产企业水平仍然落后，行业标准化程度有待提升。中国动力电池pack具有三大驱动力，有望进一步促进BMS行业技术和规模发展。动力电池和动力电池pack相互促进，随着我国车用动力电池需求增长，对动力电池的质量和数量要求均有望进一步提高，最终促进动力电池pack技术进步、规模扩大；外资参与动力电池市场进一步行业良性发展，中国动力电池行业目前处于高速发展时期，据头豹研究院，在政策不断加持和车企积极布局下，中国动力电池已发展较为成熟，2018年中国动力电池的高端产能需求为50.0GWh，国内前三大企业出货量为38.0GWh，市场仍存在需求缺口；2018年8月后中国新能源汽车外资股比逐渐放开，日韩电池巨头三星、LG、松下等将加大对华市场投资，有望补足供需缺口。电池pack上游与下游开展合作，优势互补，电芯企业全产业链技术优势与整车企业产品销路优势结合，有望为我国动力电池pack市场创造新动力。4.3.汽车BIMC主要硬件电路：主动均衡、AFE、MCU、隔离电路等4.3.1.AFE模块：实现电池信息采集、状态监测等功能AFE（模拟前端，AnalogFrontEndFrontEnd）是包含传感器接口、模拟信号调理（Conditioning，包括阻抗变换、程控增益放大、滤波和极性转换等）电路、模拟多路开关、采样保持器、ADC、数据缓存以及控制逻辑等部件的存以及控制逻辑等部件的集成组件。有些AFE还带有MCU、DAC和多种驱动电路和多种驱动电路。4.3.2.电池均衡模块：提升电池续航时间和循环寿命电池不均衡会影响电池续航时间和电池循环寿命。电池不均衡表现为多节电池串联时各节电池电压不相等，尤其在充电末端和放电末端时表现明显。当满充容量不同的电池配组串联在一起时，串联充电电流相同，但满充容量小的那个电池会先充到更高电压，从而表现为各节电池电压不相等。即使满充容量相同，但SOC不同的电池配组串联在一起时，SOC高的那节电池的电压偏高，从而表现为各节电池电压不相等。即使满充容量相同、SOC相同，但各节电池的内阻R不同，则在充放电时IR压差不同，也会导致电池端电压不同。此外，一些外部因素（比如电池组局部受温或个体电池之间热不均衡）也会导致个体电池老化速率不同从而内阻不均衡。最终都可能表现为各节电池电压不相等。均衡电路主要包括主动均衡、被动均衡。主动均衡是把电量最多的那节电芯多出来的电量转移给电量最少的那节电芯，或者转移给整串电池，实现能量回收。被动均衡是把电量最多的那节电芯多出来的电量通过电阻发热消耗掉。4.3.3.计算单元（MCU等）：实现控制、计算等功能MCU作为计算平台，需要满足AEC-Q100、ISO26262等认证。以ADI48V油电混合BMS系统为例，MCU起到继电器控制、SOC/SOH估计、均衡控制、电芯电压、电流、温度数据收集、数据存储等作用。相较于消费级和工业级MCU，车规级MCU行业壁垒更高。据汽车人参考，车规级半导体对产品的可靠性、一致性、安全性、稳定性和长效性要求较高，研发难度较大：汽车行驶的外部温差较大，对芯片的宽温控制性能有较高要求；在产品寿命方面，整车设计寿命通常在15年及以上，远高于消费电子产品的寿命需求；在失效率方面，整车厂对车规级半导体的要求通常是零失效；在安全性方面，汽车电子的高功能安全标准给复杂性日益增长的电子系统量产化提供了足够的安全保障。车规级半导体的供应周期需要覆盖整车的全生命周期，供应需要可靠、一致且稳定，对企业供应链配臵和管理方面提出了较高要求。4.3.4.隔离电路：实现高低压模块间电气隔离隔离器件实现高低压模块间的电气隔离，技术路线包括光耦隔离和数字隔离。隔离器件是可以将输入信号进行转换并输出，以实现输入、输出两端电气隔离的一种安规器件。电气隔离能够保证强电电路和弱电电路之间信号传输的安全性，如果没有进行电气隔离，一旦发生故障，强电电路的电流将直接流到弱电电路，对电路及设备造成损害。另外，电气隔离去除了两个电路之间的接地环路，可以阻断共模、浪涌等干扰信号的传播，让电子系统具有更高的安全性和可靠性。高电压（强电）和低电压（弱电）之间信号传输的设备大都需要进行电气隔离并通过安规认证。广泛应用于信息通讯、电力电表、工业控制、新能源汽车等各个领域。4.4.供需两端齐助推，国产BMS前景可期4.4.1.供给端：整车厂、电池企业、第三方BMS厂商共同参与随着BMS市场需求的大幅增加，我国BMS厂商数量逐步增多，产品类型更加丰富，已形成包含整车厂商、动力电池厂商和第三方BMS专业厂商等多种类型BMS研发和生产并行发展的完整产业链。一般动力电池企业具备研发及资金实力时会选择开发BMS，比如宁德时代、国轩高科等；一线整车企业一般拥有较大体量，顺应全球新能源汽车趋势，选择开发BMS主控单元，在成本和效率方面具有优势，比如比亚迪、吉利等；第三方BMS企业专业研究BMS，面向汽车、通信、储能等多种行业，具有此类企业积累大量标准及定制电芯数据，目前第三方企业参与者较多，但技术水平参差不齐，国内处于领先水平的有科列技术、均胜电子、亿能电子等。由2021年我国BMS装机量得出，目前国内BMS市场竞争较为集中，专业第三方BMS企业的数量较多，参与BMS的电池企业和整车企业的数量较少，但体量较大。未来BMS市场竞争将日渐激烈，据兴泰资本，一方面整车厂和动力电池厂可能通过并购或投资第三方BMS企业涉入BMS领域；另一方面，随着新能源补贴退坡的影响，整车厂将降成本的压力传导至上游动力电池企业和BMS企业，第三方BMS企业将迎来一波洗牌，没有自主核心技术的BMS企业将会被淘汰出局，只有拥有核心技术和研发实力的第三方BMS企业才能保持自身专业优势，获得整车厂的认可。BMS可助力电池寿命提升，但仍需降本增效。动力电池在技术上存在如存储能量扩容、电池使用寿命延长、串并联、安全性及电量估算等一系列难点，提高电池性能和延长电池寿命重要性日益凸显。新能源车车企注重成本优化，而电池成本较高，动力电池与车辆使用寿命存在错位，通常动力电池在车端可使用3-8年，车辆使用寿命则有8-15年以上，车辆使用周期内至少替换一次动力电池。据头豹研究院和电车资源网，电池成本占新能源车成本比例达40%，而动力电池成本中BMS及热管理系统占比10%，同时BMS系统所用的MCU、ADC、AFE芯片、隔离芯片、均衡电路等是国产芯片厂商研发的重点，目前仍被国外厂商垄断，BMS是电池系统的重要部分。此外，通过提高充电循环次数（经循环充放电后电量衰减至指定容量的次数）、控制充放电平均功率和环境温度、减少深度放电（电量用尽）次数，有利于提高电池寿命，增加续航里程，这需要BMS进一步提高性能。4.4.2.需求端：受新能源车渗透率快速提升，BMS行业“水涨船高”新能源汽车主要由电机系统、电池系统、电控系统及车身系统组成，其中电机系统、电池系统、电控系统构成新能源汽车的动力系统。电机系统主要包括电机、减速器、逆变器硬件以及电机控制器。电池系统包括电芯、高压配电单元、电池管理系统（BMS）及线束。电控系统即整车控制器，可以采集电机控制系统信号、电池管理系统信号、加速踏板信号和其他部件信号，可以综合分析驾驶员的驾驶意图并作出响应判断，还可以监控下层的各控制器的控制信号。车身系统主要包括底盘、车身骨架以及照明、空调等辅助系统。新能源车渗透率不断增加，长续航、高能量密度、优充放电成为主流车企追求目标，对BMS提出更高要求和需求。据电池中国网，在碳中和、汽车产业变革等多重因素推动下，主流车企纷纷推出燃油车停售时间表，2021年，欧洲电动汽车渗透率已达到19%；据Canalys，2021年全球650万辆新能源汽车销量中美国仅占8%，且其电动车渗透率不足3%，美国政府不断推出《重建更好未来计划》《美国清洁能源法案》等法案扶持电动车产业。随着大众、宝马、通用、本田、福特等主流车企深入布局电动化，更长续航里程、更高能量密度电池、更好的充放电性能等将成为高端车追求的目标，对BMS提出更高要求和需求。CTP技术逐渐发展，有利于降低电池成本，进一步提高BMS需求。CTP技术全称CellToPack，也叫无模组技术，即为将电芯直接集成为电池包，从而省去了中间模组环节。传统电池包一般采用“电芯Cell-模组Module-电池包Pack”的三级成组模式，多步骤成组模式需更多零部件，成本居高不下。CTP技术可以大量减少冗余部件的使用，实现电池包轻量化设计，据北极星储能网，参考CATL的CTP电池技术，CTP技术可以通过减少制造费用和人工费用，进而提升生产效率约50%；同时还可以减少零部件约40%。相比传统电池包，CTP的技术优势在于（1）由于CTP电池包没有标准模组限制，其可用在不同车型上，应用范围广泛。（2）CTP电池包能提高体积利用率，减少内部结构组建，系统能量密度也间接提升，其散热效果要高于目前小模组电池包。目前CTP具有两种不同的技术路线：一是彻底取消模组的方案，以比亚迪刀片电池为代表；二是小模组整合为大模组的方案，以宁德时代CTP技术为代表。磷酸铁锂电池相较于三元锂电具有一定的安全优势和成本优势，其BMS难度相对较低。市场主流的动力电池选择方案主要为两种：1）三元电池+高效的电池管理系统BMS；2）磷酸铁锂电池+相对简单的电池管理系统。三元电池能量密度更高，但是安全性能稍逊，在过充和过放时容易发生安全问题，三元单体电池容量少、数量多，解决三元电池的安全问题，不仅仅靠电芯质量的提高，也靠BMS技术。以CATL方形为例，其三元电池容量为6-42AH，而磷酸铁锂电池为50-200AH，单体容量大，同样容量的电池包单体数量越少，BMS技术难度越低。磷酸铁锂装机量反超三元锂电，或将一定程度降低高技术难度BMS需求。根据新能源汽车网，自2009年我国发展新能源车以来，一直到2015年，成本低、循环寿命高的磷酸铁锂电池一直是主流路线，其占比最高超过70%。但随着政策补贴调整到鼓励追求高能量密度，以及三元锂电池技术的进步，三元电池凭借高能量密度反客为主，逐渐取代磷酸铁锂成为行业主流，占比快速提升到67%。从2020年年初以来，磷酸铁锂电池的装机占比从38.3%开始一路追赶三元电池，到2021年6月份，磷酸铁锂的装机量实现反超。由于磷酸铁锂电池对于BMS要求较低，其装机量的不断上升，或将在一定程度上减少高技术难度电池管理系统的依赖。受新能源车持续渗透、CTP技术发展等趋势推动，汽车BMS未来市场空间广阔。据EV-Volumes数据，2021年全球新能源车型累计销量近650万辆，较去年同期增长108%；据智研咨询数据，2021年中国新能源汽车销量达352.1万辆，同比增长157.57%。根据一览众咨询预测，2025年中国新能源车BMS市场规模预计达87.7亿元，据QYResearch，2027年全球汽车BMS市场规模将达884.744亿元，CAGR为26.19%，中国汽车BMS市场规模将达382.44亿元，占全球市场规模比重达43.23%，汽车BMS行业有望更上一层楼。5.储能设备：BMS是储能系统核心组件5.1.储能电池产业链概述储能电池是将化学能转化为电能的装臵，是电化学储能的实现方式之一。储能技术主要包括热储能、电储能、氢储能等，其中电化学储能在电力系统中应用较为广泛。通过电化学储能技术，电能以化学能的形式存储下来，并适时反馈回电力网络。从技术路径来看，电化学储能的实现靠储能电池实现，储能电池主要以锂离子电池、铅蓄电池和钠基电池等储能技术为主。根据前瞻产业研究院，锂离子电池在现有电化学储能装机中占比90％，主要分为三元锂电池、磷酸铁锂电池等。储能电池产业链下游的应用场景广泛，包括发电侧、电网侧、用户侧和微电网储能等场景。其中，发电侧包括电力调峰、可再生能源并网等，储能系统能够帮助新能源电站进行消纳、调峰调频和平稳输出,减少能量损失，提高电站功率预测性准确度，增加经济效益；电网侧主要用于高压变电站、新能源高渗透区等，可参与调频、调峰、电压稳定、黑启动等电力市场辅助服务，获得相应的收益；用户侧主要适用于大型厂区、工商业园区等储能项目，帮助用户调节各分布式电源和充电桩等灵活充放电,平滑负荷曲线，减少对大电网调峰和容量备用需求；微电网则主要利用分布式能源、储能装臵和可控负荷共同组成的低压网络，在微电网应用项目、无电区离网储能等项目上发挥作用。与动力电池相比，储能电池对各方面的要求更高。动力电池和储能电池是锂电池未来发展潜力最大的领域，动力类应用在电动汽车上，储能类应用在储能电站上。由于应用场景的不同，现实应用对二者的性能、使用寿命、安全性能和成本等有着更高的需求，未来高循环寿命电池或将成为储能电池发展新趋势。5.2.储能电池BMS是电化学储能系统的核心组件电池管理系统（BMS）是电化学储能系统的重要组成部分，主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等。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。根据国际能源网，储能系统的成本构成中，电池是储能系统最重要的组成部分，成本占比60%；其次是储能逆变器，占比20%，EMS（能量管理系统）占比10%，BMS（电池管理系统）占比5%，其他为5%。一个完整的储能系统BMS由电池组BMS，电池簇BMS及系统BMS组成，这种三级BMS的设计从最大程度上避免了电芯不均衡及其所导致的过充及过放。电池储能系统BMS重点要做好两个方面，一是电池的数据分析和计算，二是电池的均衡。储能电站提供的电池管理系统具备双向主动无损均衡功能，均衡电流最大5A，均衡效率达到80%以上，同时能有效地筛选出性能异常的单体电池进行报警以便更换，能快速高效的改善电池组的一致性，提高电池组的使用效率及使用寿命，确保整个储能系统的正常运行。以上为报告节选，报告原文：电子设备-半导体：市场空间广阔，电池管理（BMS_BMIC）芯片国产替代进程加速-安信证券[马良]-20220519【87页】访问【价值目录】WEB端，可以下载相关研报