如何正確的選擇電池安全管理系統(tǒng)

如何正確的選擇電池安全管理系統(tǒng)?

電池安全管理系統(tǒng)是電源系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)電池SOC、SOH等運(yùn)行狀態(tài)，防止電池本體和系統(tǒng)出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)電池的使用壽命，提高電池使用的安全性、穩(wěn)定性和電池之間的均衡性，達(dá)到高效使用電池目的。

電池安全管理系統(tǒng)根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可分為不同的類別。按安全管理對(duì)象不同，可分為鉛蓄電池BMS與鋰電BMS;按照應(yīng)用領(lǐng)域不同，鉛蓄電池BMS進(jìn)一步主要可分為后備電池BMS和動(dòng)力鉛蓄電池BMS，鋰電BMS主要可分為儲(chǔ)能鋰電BMS、3C鋰電BMS和EV鋰電BMS。

電池安全管理系統(tǒng)所處行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為IC芯片、PCB、其他電子元件、線束等廠商，下游主要為系統(tǒng)集成商、數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商、電源廠商以及其他企事業(yè)單位。在BMS產(chǎn)業(yè)鏈上游，芯片主要國(guó)外生產(chǎn)廠商有德州儀器(TI)、意法半導(dǎo)體(ST)、英飛凌等廠家;在BMS產(chǎn)業(yè)鏈下游，系統(tǒng)集成商主要包括西安金澤電氣、華塑科技、共濟(jì)科技等，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商包括萬國(guó)數(shù)據(jù)、秦淮數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)港等，電源廠家主要包維諦集團(tuán)、?？巳隆⒁令D、施耐德、南都電源、中恒電氣等。

后備電源領(lǐng)域的電池安全管理項(xiàng)目主要包括性能監(jiān)測(cè)和安全預(yù)警兩大方面，目前逐步由性能監(jiān)測(cè)向安全預(yù)警方向延伸和發(fā)展。

如何正確的選擇電池安全管理系統(tǒng)?目前下游客戶選擇電池安全管理系統(tǒng)主要還是按照參考價(jià)格，未能選擇優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，作為投資巨大的項(xiàng)目作為產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)也是很焦慮，市場(chǎng)一直是劣幣驅(qū)逐良幣，蓄電池作為后備電源安全性需要得到保證，未來市場(chǎng)一定屬于真正優(yōu)良產(chǎn)品的天下。

蓄電池核容系統(tǒng)

蓄電池是一個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)系統(tǒng)，其性能和壽命取決于電極材料、生產(chǎn)工藝、活性物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)、電池運(yùn)行狀態(tài)及工況條件等，導(dǎo)致其失效因素眾多。早期蓄電池主要采用人工作業(yè)的管理模式，但由于人為管理不善以及環(huán)境因素等原因常常會(huì)導(dǎo)致電池失效，因此電池安全管理需求應(yīng)運(yùn)而生。隨著電池應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大以及電池使用安全性問題逐步受到重視，電池安全管理系統(tǒng)在不同場(chǎng)景滲透率逐步提高。近年來，數(shù)據(jù)中心、軌道交通、新能源汽車等領(lǐng)域應(yīng)用逐步快速發(fā)展，電池安全管理行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期。

發(fā)展至今，BMS系統(tǒng)功能已由早期的“無管理階段”逐步進(jìn)入“全面管理階段”，有效替代手動(dòng)檢測(cè)的傳統(tǒng)模式，減少人工參與，提高電池使用的自動(dòng)化水平和使用安全性，現(xiàn)階段BMS系統(tǒng)具備電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)、電池安全分析、電池狀態(tài)分析以及電池信息管理全功能的管理能力，全方位保護(hù)電池組安全運(yùn)行，有效延長(zhǎng)電池壽命，進(jìn)而保障相關(guān)設(shè)備正常運(yùn)行。

隨著電池在后備電源、儲(chǔ)能、新能源汽車等領(lǐng)域的快速發(fā)展，電池市場(chǎng)需求迅猛增長(zhǎng)，電池安全管理行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模也在迅速擴(kuò)大。

鉛蓄電池是發(fā)展歷史最為悠久的二次電池，是世界上第一個(gè)商業(yè)化應(yīng)用的可再充電池，自1859年法國(guó)物理學(xué)家GastonPlante發(fā)明以來，已經(jīng)歷了160多年的發(fā)展歷程，目前鉛蓄電池仍是世界上用量最大、應(yīng)用最為廣泛的蓄電池之一。

鉛蓄電池市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模比重分析

鉛蓄電池相較鋰電池在產(chǎn)品安全性能、價(jià)格及回收利用率等方面具有優(yōu)勢(shì)，目前仍為數(shù)據(jù)中心、軌道交通、核電等安全要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域主流電源解決方案。2020年國(guó)內(nèi)鉛蓄電池產(chǎn)量為22,736萬kVAh，同比增長(zhǎng)12.28%。

國(guó)防軍工:鉛蓄電池產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，在經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)事業(yè)中發(fā)揮了不可或缺的重要作用。伴隨著“新基建”等利好政策的出臺(tái)，鉛蓄電池市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)小幅穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)。結(jié)合國(guó)內(nèi)鋰電池對(duì)鉛蓄電池替代情況，“十四五”期間我國(guó)鉛蓄電池產(chǎn)量將以2%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2026年達(dá)到25,604萬千伏安時(shí)。

數(shù)據(jù)中心：電池安全管理系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)中心UPS電源的SOC、SOH等運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，降低電池本體和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。UPS電源是數(shù)據(jù)中心設(shè)備在斷電情況下正常工作的重要保障裝備，確保UPS電源在緊急情況下正常工作是數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理的重要工作之一。因而，數(shù)據(jù)中心行業(yè)快速發(fā)展，將進(jìn)一步帶動(dòng)電池安全管理系統(tǒng)的市場(chǎng)需求。

軌道交通：領(lǐng)域是我國(guó)“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略的重要投資領(lǐng)域，隨著我國(guó)在軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施及設(shè)備方面的總投資規(guī)模逐年增加，未來軌道交通領(lǐng)域后備電池及BMS產(chǎn)品的市場(chǎng)需求亦存在較大的增長(zhǎng)空間。

在軌道交通領(lǐng)域，電池安全管理系統(tǒng)用于軌道交通車輛供電系統(tǒng)以及車站應(yīng)急后備電源SOC、SOH等運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。目前，軌道交通領(lǐng)域檢修主要采用“計(jì)劃修為主，故障修為輔”相對(duì)保守的維保模式，受設(shè)備限制，所測(cè)參數(shù)不全面，數(shù)據(jù)采集間隔較長(zhǎng)，缺少電池使用工況下的狀態(tài)檢查和實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)，無法對(duì)電池真實(shí)使用狀態(tài)開展分析研究。因此，軌道交通領(lǐng)域亟需加強(qiáng)車輛及車站后備電源的智能在線實(shí)時(shí)監(jiān)控及智能檢修，軌道交通領(lǐng)域?qū)﹄姵匕踩芾懋a(chǎn)品的市場(chǎng)需求潛力巨大。

移動(dòng)基站：作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的支撐，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展，我國(guó)移動(dòng)電話基站數(shù)量不斷提高。根據(jù)工信部發(fā)布的《2021年通信業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2021年，全國(guó)移動(dòng)通信基站總數(shù)達(dá)996萬個(gè)，全年凈增65萬個(gè)。其中4G基站達(dá)590萬個(gè)，5G基站為142.5萬個(gè)，全年新建5G基站超65萬個(gè)。

蓄電池是電源系統(tǒng)的重要組成部分，是保障基站通信設(shè)備和通信機(jī)房不間斷供電的核心設(shè)備。因此，電池安全管理系統(tǒng)是蓄電池運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠的重要保障，隨著5G基站建設(shè)的加快，通信領(lǐng)域?qū)﹄姵匕踩芾懋a(chǎn)品的市場(chǎng)需求可期。

金融領(lǐng)域：BMS在金融領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景豐富，可廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各大銀行總行清算中心以及重要營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、保險(xiǎn)公司、證券公司、期貨公司、證券/期貨/商品交易所等金融機(jī)構(gòu)關(guān)鍵后備電源領(lǐng)域。目前金融行業(yè)存量市場(chǎng)BMS覆蓋率較低，由于金融行業(yè)數(shù)據(jù)安全重要性水平極高，對(duì)后備電源智能監(jiān)測(cè)及安全管理的要求不斷提高，因此該領(lǐng)域BMS覆蓋率將逐步提升;同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)金融市場(chǎng)的不斷繁榮發(fā)展，數(shù)據(jù)交換量逐年攀升，BMS需求量也隨之穩(wěn)步增長(zhǎng)，未來增量及存量市場(chǎng)的開發(fā)潛力較為可觀。

石油化工電力半導(dǎo)體等工業(yè)領(lǐng)域：隨著信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、管理等各環(huán)節(jié)深入應(yīng)用，以及高端、精密設(shè)備大量應(yīng)用，工業(yè)領(lǐng)域?qū)╇姺€(wěn)定性提出了更高要求，而支持和保障關(guān)鍵設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力平臺(tái)重要性日益凸顯。半導(dǎo)體、電力、石油石化等行業(yè)作為我國(guó)重要產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及工業(yè)信息化、數(shù)字化進(jìn)程加速，近年來半導(dǎo)體、電力、石油石化等工業(yè)領(lǐng)域?qū)髠潆姵匦枨罅坎粩嗵嵘?。以半?dǎo)體行業(yè)為例，受益于制程進(jìn)步、國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快，近年來資本性支出不斷增長(zhǎng)，后備電池需求越來越廣泛，應(yīng)用場(chǎng)景也更為復(fù)雜化，相應(yīng)帶動(dòng)鉛蓄電池在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的使用量穩(wěn)步提升。

儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，是保障清潔能源大規(guī)模發(fā)展和電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。電力的發(fā)、輸、配、用在同一瞬間完成的特征決定了電力生產(chǎn)和消費(fèi)必須保持實(shí)時(shí)平衡。儲(chǔ)能技術(shù)可以彌補(bǔ)電力系統(tǒng)中缺失的“儲(chǔ)放”功能，改變電產(chǎn)、輸送和使用同步完成的模式，使得實(shí)時(shí)平衡的“剛性”電力系統(tǒng)變得更加“柔性”，特別是在平抑大規(guī)模清潔能源發(fā)電接入電網(wǎng)帶來的波動(dòng)性，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性等方面;除應(yīng)用于電力系統(tǒng)外，儲(chǔ)能在通信基站、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域可作為后備電源，不僅可以在電力中斷期間為通信基站等關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)急供電，還可利用峰谷電價(jià)差進(jìn)行套利，以降低設(shè)備用電成本。

隨著能源革命的發(fā)展需求，特別是分布式能源和可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，儲(chǔ)能市場(chǎng)需求潛力凸顯。截至2020年末，全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模191.1GW，同比增長(zhǎng)3.4%，其中電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模14.2GW，同比增長(zhǎng)49.6%。

隨著可再生能源發(fā)電和微電網(wǎng)的發(fā)展，電池已成為最突出的儲(chǔ)能裝置。電池技術(shù)發(fā)展迅速，電池的功率和能量密度日漸提高，電池安全管理系統(tǒng)對(duì)于儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，可以保證儲(chǔ)能裝置的安全性和可靠性，提高電池組的功率和能量效率并降低其應(yīng)用成本。隨著儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)，未來儲(chǔ)能電站對(duì)電池安全管理將呈現(xiàn)巨大的市場(chǎng)需求。

審核編輯：湯梓紅