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

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


BMIC下游應用領域廣泛，國產(chǎn)化率提升空間可期

電池管理芯片廣泛應用于新能源汽車、工業(yè)控制、消費電子等市場。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、通信。BMIC作為模擬芯片電源管理芯片的重要細分領域，其下游應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)動力來看，我們認為汽車領域?qū)⒇暙I主要增長動能，WSTS預計2023年汽車類專用模擬芯片市場規(guī)模將達到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，我們認為電池管理芯片在汽車領域增長前景廣闊，疊加BMIC向高精度、低功耗、微型化和智能化的迭代，我們預計電池管理芯片未來下游應用場景將進一步擴寬。

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，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)和消費規(guī)模較大，受益于下游應用高增長，本土電源管理芯片廠商快速發(fā)展，但目前仍以聚焦細分領域為主，與海外龍頭企業(yè)差距較大。具體到電池管理芯片領域而言，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

技術構(gòu)成方面，BMS主要涉及BMS核心芯片技術、BMS系統(tǒng)架構(gòu)設計、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，同時還要支持電池的均衡功能，通常來說該芯片會集成被動均衡功能；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，以實現(xiàn)高低壓模塊間的電氣隔離功能。

從拓撲架構(gòu)上看，BMS根據(jù)不同項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BMS硬件采集，具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點，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CSC(單體管理單元)的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)㈦姵啬＝M的功能獨立分離；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用，用于模組排布奇特的電池包上。

近年來，隨著動力電池系統(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)被越來越多的應用在大電池包等較為復雜的場景中，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，帶動了 BMS市場規(guī)?？焖僭鲩L。

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)模預計為65.12億美元，至2026年預計可達131億美元，CAGR為15%。我國BMS 2021年市場需求規(guī)模為100億元，未來隨著電動汽車市場規(guī)模擴大和電池效率要求提高，BMS市場規(guī)模有望實現(xiàn)穩(wěn)定增長。

增長動能：車用BMS成長性強，工業(yè)和消費穩(wěn)步發(fā)展

汽車：800V高壓平臺帶動新能源車出貨量與模擬前端單車價值

新能源車出貨帶動動力電池裝機量穩(wěn)步提升，拉動配套BMS需求。根據(jù)NE時代統(tǒng)計，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裝機量合計209.07萬套，弗迪電池、寧德時代、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，我們認為BMS裝機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，將進一步拉動BMIC市場規(guī)模， 其中AFE芯片價值量上升明顯。

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，2021年全球前十大模擬芯片供應商合計市占率達到68.2%，電源管理芯片同樣呈現(xiàn)高度集中的特點，TI、安森美等企業(yè)在銷售規(guī)模、產(chǎn)品種類和核心IP等方面均具備領先優(yōu)勢。在BMIC這一細分領域中，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用仍以消費等為主，汽車BMIC占比較低。在輕型電動車市場中，根據(jù)賽微微電招股書，一輛鋰電電動兩輪車通常使用4-8顆電池安全芯片，一輛電動平衡車或電動滑板車通常使用2-4顆電池安全芯片；根據(jù)EV TANK和QY Research的行業(yè)統(tǒng)計及公司業(yè)務數(shù)據(jù)，大致測算得出輕型電動車市場中，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，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，我們預計2027E全球新能源汽車BMS AFE市場規(guī)模有望達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，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，我們假設在800V高壓平臺中單車通道數(shù)為200個?？紤]到產(chǎn)品價格差別，我們對國內(nèi)及海外市場新能源汽車BMS AFE單通道價格分別進行假設，并通過新能源汽車銷量、單車典型方案通道數(shù)及單通道價格計算，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，預計2027年全球新能源汽車BMS AFE市場規(guī)模有望達291.3億元，2022-2027E CAGR有望達31.3%。


儲能：裝機量快速增長，電化學儲能帶動BMS需求增長

BMS是電化學儲能系統(tǒng)的關鍵部分，負責對儲能系統(tǒng)的監(jiān)測、評估、保護和均衡。完整的電化學儲能系統(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）以及其他電氣設備構(gòu)成，BMS將采集、分析電池狀態(tài)并實現(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，國內(nèi)已經(jīng)有超過10家電芯企業(yè)對外銷售280Ah電池，包括寧德時代、瑞浦等，儲能已經(jīng)開啟280Ah大電芯時代。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。我們預計，未來隨著電芯容量持續(xù)提升，相應BMIC芯片價格有望提升，主要原因為：1）大型儲能單元系統(tǒng)具備拓撲結(jié)構(gòu)復雜、干擾嚴重、數(shù)據(jù)龐雜等特點，對BMIC的及時性要求更高；2）大型儲能系統(tǒng)具有深度充放電特性，要求BMIC具備強大的主動均衡技術；3）儲能電站一般要求電池的整體壽命要達到15至25年，BMIC溫度監(jiān)測與控制能力需要提高。

電化學儲能裝機量快速提升，電池采樣BMIC市場規(guī)模有望迎來新增長機遇。電化學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，電化學儲能裝機量的提升拉動BMIC芯片需求，我們認為其中AFE芯片作為采樣的關鍵組件將隨電芯數(shù)量的提升迎來用量提升。根據(jù)我們分析和測算，我們做出假設如下：考慮到典型電壓及對應電芯數(shù)量，假設1GWh裝機量的電化學儲能中BMS AFE用量約為20萬個；參考主流儲能BMS AFE型號參數(shù)及價格，我們假設儲能BMS AFE平均通道數(shù)為8；此外，考慮到海內(nèi)外產(chǎn)品價格差異，我們對海內(nèi)外儲能BMS AFE產(chǎn)品價格/單通道價格分別作出假設，并通過通道數(shù)×單通道價格進行測算。根據(jù)國內(nèi)及海外電化學儲能銷量，我們測算2022年中國市場電化學儲能BMS AFE市場規(guī)模達2.5億元，海外市場電化學儲能BMS AFE市場規(guī)模達3.9億元，全球市場規(guī)?？蛇_6.4億元，我們預計2027年全球市場規(guī)模有望達28.9億元，2022E-2027E CAGR有望達35.11%。


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

快充技術對充電管理提出高要求，充電管理芯片作為重要芯片保護電池健康。在快充過程中，充電器與設備通過充電協(xié)議芯片通訊，共同確認快充協(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，是22.5W以上手機大功率充電主流充電方案。

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

AIoT新動能開啟消費電子新周期，消費類BMIC受益硬件創(chuàng)新。根據(jù)賽微微電招股書，與其他領域相比，物聯(lián)網(wǎng)領域的電池管理芯片需要應用低功耗MCU等多種技術。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的掃地機器人BMS方案中搭載1顆AFE、1顆電池保護芯片（包括電量計與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、電量計等）。我們預計，隨著AIoT領域消費設備的出貨量提升，有望拉動消費類電池出貨量及相應的BMIC需求。