電池管理芯片(BMIC)在汽車、儲能及消費(fèi)電子等領(lǐng)域下游應(yīng)用空間廣闊，機(jī)構(gòu)指出，隨著新能源車800V高壓平臺滲透加速，儲能裝機(jī)量持續(xù)提升以及消費(fèi)電子產(chǎn)品迭代創(chuàng)新，有望為BMIC注入新的增長動(dòng)能。

BMIC具有較高技術(shù)門檻，在數(shù)字和模擬兩個(gè)維度均有較高要求。正由于技術(shù)門檻極高，BMIC也被稱為“模擬芯片的皇冠”。根據(jù)券商測算，全球主要下游領(lǐng)域BMIC市場規(guī)模預(yù)計(jì)到2026年增長至80.31億美元。分下游領(lǐng)域來看，儲能、電動(dòng)汽車、泛消費(fèi)(可穿戴)等領(lǐng)域增速較快，2021-2026年CAGR分別為72.34%、40.07%、14.50%。


BMIC下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，國產(chǎn)化率提升空間可期

電池管理芯片廣泛應(yīng)用于新能源汽車、工業(yè)控制、消費(fèi)電子等市場。從市場份額來看，根據(jù)Coherent Market Insights測算，2022年BMS下游市場中，汽車占據(jù)40.4%的市場份額，其次為儲能、消費(fèi)、通信。BMIC作為模擬芯片電源管理芯片的重要細(xì)分領(lǐng)域，其下游應(yīng)用空間可參考專用模擬芯片及電源管理芯片的下游市場變化趨勢。從增長驅(qū)動(dòng)力來看，我們認(rèn)為汽車領(lǐng)域?qū)⒇暙I(xiàn)主要增長動(dòng)能，WSTS預(yù)計(jì)2023年汽車類專用模擬芯片市場規(guī)模將達(dá)到161.8億美元，同比增長近10%。在新能源汽車出貨量持續(xù)提升與汽車智能化的背景下，我們認(rèn)為電池管理芯片在汽車領(lǐng)域增長前景廣闊，疊加BMIC向高精度、低功耗、微型化和智能化的迭代，我們預(yù)計(jì)電池管理芯片未來下游應(yīng)用場景將進(jìn)一步擴(kuò)寬。

目前全球電池管理芯片主要由德州儀器、美信等海外龍頭企業(yè)主導(dǎo)，國內(nèi)布局企業(yè)較少，國產(chǎn)替代前景廣闊。我國電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和消費(fèi)規(guī)模較大，受益于下游應(yīng)用高增長，本土電源管理芯片廠商快速發(fā)展，但目前仍以聚焦細(xì)分領(lǐng)域?yàn)橹?，與海外龍頭企業(yè)差距較大。具體到電池管理芯片領(lǐng)域而言，目前國內(nèi)布局企業(yè)數(shù)量少，主要有圣邦股份、思瑞浦、納芯微、中穎電子、必易微、賽微微電等，無論從營收規(guī)模還是產(chǎn)品料號數(shù)量上相比TI、MAXIM等海外龍頭存在較大差距。


分布式架構(gòu)BMS成為未來發(fā)展趨勢

技術(shù)構(gòu)成方面，BMS主要涉及BMS核心芯片技術(shù)、BMS系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、嵌入式硬件開發(fā)和測試、 嵌入式軟件開發(fā)和測試、軟硬件集成測試、功能安全技術(shù)等。

從硬件來看，BMS硬件為BMIC，主要包含AFE、MCU、ADC、數(shù)字隔離器等芯片。其中，AFE模擬前端芯片用來采集電芯電壓和溫度等信息，同時(shí)還要支持電池的均衡功能，通常來說該芯片會集成被動(dòng)均衡功能；BMS中的MCU芯片起到處理BMS AFE芯片采集的信息并計(jì)算荷電狀態(tài)(SOC)的作用；而數(shù)字隔離器主要用在高低壓之間的數(shù)字通信，以實(shí)現(xiàn)高低壓模塊間的電氣隔離功能。

從拓?fù)浼軜?gòu)上看，BMS根據(jù)不同項(xiàng)目需求可分為集中式、分布式和半集中式三類。

其中，集中式BMS能將所有電芯統(tǒng)一用一個(gè)BMS硬件采集，具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的小電池包場景中；分布式BMS采用一主多從結(jié)構(gòu)，電壓、溫度采集及均衡等功能由從控完成，一個(gè)從控管理若干電池，主控與從控總線通信采用BMU(電池管理控制器)+多個(gè)CSC(單體管理單元)的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)㈦姵啬＝M的功能獨(dú)立分離；而半集中BMS則采用BMU+少量大CSC方式，屬于集中式和分布式的組合運(yùn)用，用于模組排布奇特的電池包上。

近年來，隨著動(dòng)力電池系統(tǒng)不斷向高容量、高總壓、大體積的方面發(fā)展，分布式架構(gòu)的BMS已經(jīng)被越來越多的應(yīng)用在大電池包等較為復(fù)雜的場景中，成為BMS未來發(fā)展的趨勢。而菊花鏈連接的分布式BMS系統(tǒng),在成本上有較高的優(yōu)勢，未來會有越來越廣泛的應(yīng)用。

市場規(guī)模方面，受益于近年來儲能、新能源汽車等行業(yè)的高速發(fā)展，帶動(dòng)了 BMS市場規(guī)模快速增長。

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2021年全球BMS市場規(guī)模預(yù)計(jì)為65.12億美元，至2026年預(yù)計(jì)可達(dá)131億美元，CAGR為15%。我國BMS 2021年市場需求規(guī)模為100億元，未來隨著電動(dòng)汽車市場規(guī)模擴(kuò)大和電池效率要求提高，BMS市場規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定增長。

增長動(dòng)能：車用BMS成長性強(qiáng)，工業(yè)和消費(fèi)穩(wěn)步發(fā)展

汽車：800V高壓平臺帶動(dòng)新能源車出貨量與模擬前端單車價(jià)值

新能源車出貨帶動(dòng)動(dòng)力電池裝機(jī)量穩(wěn)步提升，拉動(dòng)配套BMS需求。根據(jù)NE時(shí)代統(tǒng)計(jì)，2021年新能源電池裝車141GWh，同比增長129.9%，配套BMS超300萬套，其中CR10市場份額為74%；2022年1-6月全國新能源乘用車BMS裝機(jī)量合計(jì)209.07萬套，弗迪電池、寧德時(shí)代、特斯拉排名前三。隨著新能源汽車滲透率的逐步提高和BMS產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新，我們認(rèn)為BMS裝機(jī)量仍將維持快速增長趨勢。

800V電池組串聯(lián)數(shù)量的翻倍帶來了單車BMS成本的上升，將進(jìn)一步拉動(dòng)BMIC市場規(guī)模， 其中AFE芯片價(jià)值量上升明顯。

汽車BMIC海外廠商布局完善，國產(chǎn)替代空間廣闊。根據(jù)IC Insights統(tǒng)計(jì)，2021年全球前十大模擬芯片供應(yīng)商合計(jì)市占率達(dá)到68.2%，電源管理芯片同樣呈現(xiàn)高度集中的特點(diǎn)，TI、安森美等企業(yè)在銷售規(guī)模、產(chǎn)品種類和核心IP等方面均具備領(lǐng)先優(yōu)勢。在BMIC這一細(xì)分領(lǐng)域中，國內(nèi)布局企業(yè)相對較少，國內(nèi)電池管理芯片龍頭賽微微電目前下游應(yīng)用仍以消費(fèi)等為主，汽車BMIC占比較低。在輕型電動(dòng)車市場中，根據(jù)賽微微電招股書，一輛鋰電電動(dòng)兩輪車通常使用4-8顆電池安全芯片，一輛電動(dòng)平衡車或電動(dòng)滑板車通常使用2-4顆電池安全芯片；根據(jù)EV TANK和QY Research的行業(yè)統(tǒng)計(jì)及公司業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，大致測算得出輕型電動(dòng)車市場中，賽微微電的BMIC市占率約為13.33-21.26%。但新能源汽車BMIC市場多被TI、英飛凌、NXP等海外龍頭主導(dǎo)，國產(chǎn)替代具有較大發(fā)展空間。

新能源汽車BMS AFE市場規(guī)模有望保持高增速，我們預(yù)計(jì)2027E全球新能源汽車BMS AFE市場規(guī)模有望達(dá)291.3億元。隨著新能源車800V平臺滲透加速，車規(guī)BMS AFE市場規(guī)模有望持續(xù)增長。根據(jù)前文分析，我們通過整車充電電壓及電芯電壓測算，400V充電平臺中單車通道數(shù)典型方案為96個(gè)，電壓提升一倍將有望使電芯數(shù)量提升一倍，考慮電芯串并聯(lián)方式，我們假設(shè)在800V高壓平臺中單車通道數(shù)為200個(gè)。考慮到產(chǎn)品價(jià)格差別，我們對國內(nèi)及海外市場新能源汽車BMS AFE單通道價(jià)格分別進(jìn)行假設(shè)，并通過新能源汽車銷量、單車典型方案通道數(shù)及單通道價(jià)格計(jì)算，測算得到2022年國內(nèi)新能源汽車BMS AFE市場規(guī)模為28.0億元，海外新能源汽車BMS AFE市場規(guī)模為46.7億元，全球新能源汽車BMS AFE市場規(guī)模為74.7億元，預(yù)計(jì)2027年全球新能源汽車BMS AFE市場規(guī)模有望達(dá)291.3億元，2022-2027E CAGR有望達(dá)31.3%。


儲能：裝機(jī)量快速增長，電化學(xué)儲能帶動(dòng)BMS需求增長

BMS是電化學(xué)儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，負(fù)責(zé)對儲能系統(tǒng)的監(jiān)測、評估、保護(hù)和均衡。完整的電化學(xué)儲能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、儲能變流器（PCS）以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成，BMS將采集、分析電池狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)與EMS、PCS和電池組之間的控制和狀態(tài)信息的傳遞。

儲能開啟280Ah大電芯時(shí)代，對BMIC的可靠性提出更高要求。根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院2022年統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)已經(jīng)有超過10家電芯企業(yè)對外銷售280Ah電池，包括寧德時(shí)代、瑞浦等，儲能已經(jīng)開啟280Ah大電芯時(shí)代。大型儲能系統(tǒng)電池組容量單位往往為MWh，隨著電池容量越來越大，電池差異的絕對值也將隨之變大（如280Ah的電芯，1%的差異就是2.8Ah），發(fā)生故障可能性增高。我們預(yù)計(jì)，未來隨著電芯容量持續(xù)提升，相應(yīng)BMIC芯片價(jià)格有望提升，主要原因?yàn)椋?）大型儲能單元系統(tǒng)具備拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、干擾嚴(yán)重、數(shù)據(jù)龐雜等特點(diǎn)，對BMIC的及時(shí)性要求更高；2）大型儲能系統(tǒng)具有深度充放電特性，要求BMIC具備強(qiáng)大的主動(dòng)均衡技術(shù)；3）儲能電站一般要求電池的整體壽命要達(dá)到15至25年，BMIC溫度監(jiān)測與控制能力需要提高。

電化學(xué)儲能裝機(jī)量快速提升，電池采樣BMIC市場規(guī)模有望迎來新增長機(jī)遇。電化學(xué)儲能主要分為電力儲能和通信基站儲能兩部分，根據(jù)前文分析，電化學(xué)儲能裝機(jī)量的提升拉動(dòng)BMIC芯片需求，我們認(rèn)為其中AFE芯片作為采樣的關(guān)鍵組件將隨電芯數(shù)量的提升迎來用量提升。根據(jù)我們分析和測算，我們做出假設(shè)如下：考慮到典型電壓及對應(yīng)電芯數(shù)量，假設(shè)1GWh裝機(jī)量的電化學(xué)儲能中BMS AFE用量約為20萬個(gè)；參考主流儲能BMS AFE型號參數(shù)及價(jià)格，我們假設(shè)儲能BMS AFE平均通道數(shù)為8；此外，考慮到海內(nèi)外產(chǎn)品價(jià)格差異，我們對海內(nèi)外儲能BMS AFE產(chǎn)品價(jià)格/單通道價(jià)格分別作出假設(shè)，并通過通道數(shù)×單通道價(jià)格進(jìn)行測算。根據(jù)國內(nèi)及海外電化學(xué)儲能銷量，我們測算2022年中國市場電化學(xué)儲能BMS AFE市場規(guī)模達(dá)2.5億元，海外市場電化學(xué)儲能BMS AFE市場規(guī)模達(dá)3.9億元，全球市場規(guī)?？蛇_(dá)6.4億元，我們預(yù)計(jì)2027年全球市場規(guī)模有望達(dá)28.9億元，2022E-2027E CAGR有望達(dá)35.11%。


消費(fèi)：AIoT和智能產(chǎn)品創(chuàng)新迭代，帶動(dòng)BMIC需求

快充技術(shù)對充電管理提出高要求，充電管理芯片作為重要芯片保護(hù)電池健康。在快充過程中，充電器與設(shè)備通過充電協(xié)議芯片通訊，共同確認(rèn)快充協(xié)議后即可開啟快充狀態(tài)，常見的快充協(xié)議可以分為三大類，即低壓大電流、高壓低電流和動(dòng)態(tài)調(diào)整電壓電流，需要BMIC（尤其是充電管理芯片）密切監(jiān)視快充過程，調(diào)節(jié)電流和電壓，保護(hù)電池安全與健康。根據(jù)南芯科技招股說明書，充電管理芯片中的電荷泵芯片無需搭配電感，具有更高效率、更高功率密度、更低發(fā)熱等優(yōu)點(diǎn)，是22.5W以上手機(jī)大功率充電主流充電方案。

快充市場成為新興增量市場，我們認(rèn)為電荷泵等充電管理芯片有望迎來價(jià)量雙增。根據(jù)Business Research測算，預(yù)計(jì)2028年全球手機(jī)充電市場規(guī)模達(dá)82.06億美元，2021-2028E CAGR達(dá)3.2%。根據(jù)賽微微電招股書，目前業(yè)內(nèi)一臺智能手機(jī)或筆記本電腦至少需要1顆電池安全芯片、1顆電池計(jì)量芯片和1顆充電管理芯片，雖然快充技術(shù)并未明顯提高BMIC終端設(shè)備搭載量，但我們預(yù)計(jì)，在快充技術(shù)持續(xù)迭代與快充市場規(guī)模擴(kuò)大的雙因素驅(qū)動(dòng)下，高性能電荷泵等滿足快充需求的充電管理芯片價(jià)格與需求有望持續(xù)提升。

AIoT新動(dòng)能開啟消費(fèi)電子新周期，消費(fèi)類BMIC受益硬件創(chuàng)新。根據(jù)賽微微電招股書，與其他領(lǐng)域相比，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的電池管理芯片需要應(yīng)用低功耗MCU等多種技術(shù)。從硬件角度而言，不同AIoT硬件產(chǎn)品通常均需要搭載各類BMIC芯片，根據(jù)TI官網(wǎng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖，TI的掃地機(jī)器人BMS方案中搭載1顆AFE、1顆電池保護(hù)芯片（包括電量計(jì)與MCU）、1顆充電管理芯片，TI的VR眼鏡BMS方案中搭載一顆集成BMIC（包括管理芯片、電量計(jì)等）。我們預(yù)計(jì)，隨著AIoT領(lǐng)域消費(fèi)設(shè)備的出貨量提升，有望拉動(dòng)消費(fèi)類電池出貨量及相應(yīng)的BMIC需求。