原創

今人不見古時月,今月曾經照古人。

前面已經講過什麼叫電池管理系統了,以及怎麼基於AUTOSAR進行開發。不知道的點擊BMS的小白解讀(解救BMS小白)。

那麼電池管理系統這個產業鏈(上下游)或者周邊都是什麼呢?

用賈布斯的話來說:BMS的生態系統是什麼

一顆大樹帶大家瞭解一下

BMS開發包括硬體和軟體。

硬體部分的上游是電子元器件(電阻、二極體、晶振、電容、隔離晶元、高壓接觸器等)、電路板(PCB佈置、印刷、製造)、低壓線束(低壓接插件、低壓採樣線)、高壓線束(高壓接插件、高壓採樣線),如圖中綠色部分所示,技術比較成熟,成本較為透明,供貨量充足

BMS開發過程中,硬體部分難點在於降低成本和電磁兼容,軟體部分在於晶元功能集成、底層軟體開發以及應用層策略的魯棒性。其中包括基於晶元的驅動代碼開發(Dio、PWM、Gpt等介面開發,通常從晶元廠商購買),軟體開發工具(AUTOSAR套裝、編譯工具、代碼生成工具、MATLAB/Simulink等)、軟體測試工具(BTC、ETAS)、軟體流程管理(ASPICE、ISO26262等),如圖中橘黃色所示,是各個OEM和電池廠商的必爭之地

BMS開發好了,就是交付使用了,主要應用場景就是車載動力電池和電站的儲能電池領域。

從綠色部分到橘黃色到藍色部分,構成了整個BMS產業鏈的上游到下游領域

下面我們看一下全球都有哪些BMS供應商。

1、博世(中國)投資有限公司(BoschChina)

Bosch是全球第一大汽車技術供應商,不僅在傳統動力領域處於領先地位,而且在新能源汽車領域也不甘落後,開發出自己的BMS系統(博世汽車系統無錫公司),配套系統用於寶馬汽車。

2、聯合汽車電子有限公司(UAES)

上海汽車集團和博世集團合資成立的公司,法人代表陳志鑫(上汽集團總裁)。

UAES在國內享有較好的聲譽,公司主要從事汽油發動機管理系統、變速箱控制系統、車身電子、混合動力和電力驅動控制系統的開發、生產和銷售。總部在上海浦東,在蘇州、蕪湖等地也有研發中心。

聯合電子開發的BMS系統應用於國內很多廠家,比如上汽通用、吉利汽車、華晨寶馬、海馬汽車、上汽大眾、東風汽車等等。

3、電裝(中國)投資有限公司(DensoChina)

PS:Denso的官網做的真心不錯,國內很多大企業值得學習一下

Denso 和名古屋大學合作,開發出用於EV和PHEV的BMS系統,應用於一汽豐田、廣汽本田、東風日產等客戶。

電裝(中國)投資有限公司(DENSO(CHINA)INVESTMENTCO.,LTD.),成立於2003年,是日本汽車零部件及系統供應商株式會社電裝在中國的統括公司。總公司位於北京,技術中心在上海

電裝(中國)投資有限公司在2019年1月將國內銷售及服務相關的3家公司將進行合併,新公司名稱為「株式會社電裝SOLUTION」,主要服務於汽車電動化和自動駕駛技術的發展。

4、德國大陸集團(ContinentalAG)

PS:大陸的這個網站有點兒渣渣。

Continental是一家百年的企業,也是世界500強企業,是世界上頂尖的汽車產品配套供應商。

業務涵蓋制動系統、動力總成及底盤的系統和零部件、儀錶、信息娛樂系統、汽車電子、輪胎及工業橡膠製品,致力於提升駕乘安全和全球環境保護。在1994年進入中國,大陸集團與上汽集團共同合作創建了上海汽車制動系統公司。

這樣的汽車零部件巨頭當然不會錯過新能源汽車的浪潮,其研發設計的BMS系統已配套通用汽車、賓士以及上汽、北汽的預研項目中。

5、(JSR株式會社)LG化學

JSR本身就是一個龐大的企業,為日本合成橡膠、合成樹脂等石化事業的領導廠商,並以石油化學為基礎,拓展至顯示器、電子與光電材料產業領域。JSR的有機化學材料,在全球的市佔率為第1。

當然了,吉利在2018年收購了LG南京工廠,而LG本身在2018年7月17日,與南京江寧濱江開發區政府正式簽約,LG化學將在濱江開發區投資20億美元建設動力電池項目。

LG依託本身的電芯研發能力,開發設計BMS系統,已經用於美國通用、起亞、現代和上汽榮威了。

上面的這些都是國際上的500強企業或者國內頂尖的合資企業,其實國內貢獻了全球1/3的新能源汽車銷量,BMS的涉足者也染成了紅海。

簡單說下一主流OEM企業:北京汽車、比亞迪、吉利汽車、上汽乘用車、廣汽乘用車、長安汽車、江淮汽車、上汽通用、上汽大眾、一汽技術中心、奇瑞汽車等。

主流供應商:CATL、科列、均勝電子、國軒高科、華庭動力等。

主機廠就不介紹他們的BMS了,因為都是自主開發,多數用於自家產品上,比如北汽的EU、EX系列,用的就是自家的BMS,上汽的EV、PHEV系列,也用的自家的BMS。

我們看下供應商的產品。

6、寧德時代新能源科技股份有限公司

CATL成立於2011年,原為新能源科技集團(ATL)的動力電池分部,時代新能源(CATL)CEO曾毓羣同時兼任新能源科技集團(ATL)總裁。

關於寧德時代的故事實在太多了,下次專門針對它出一篇分析文章。

CATL在創業板上市,並成為了創業板估值最高的公司,早就了上市時間通過最快的記錄。

就沖這張股權穿透圖,也能看出來CATL這幾年的迅猛發展了。並且和上汽集團、廣汽集團、東風汽車集團成立了合資公司,加強了和主機廠的聯繫

CATL配套的企業更是數不勝數,據內部人員介紹,大大小小項目300餘項,後面不得不砍掉一些相對弱勢的項目,來維持項目質量。

目前配套:宇通、廈門金龍、蘇州金龍、中通客車、上海神沃客車、吉利汽車、北京汽車等。

7、寧波普瑞均勝汽車電子有限公司

是由寧波均勝集團與德國普瑞(2011年均衡電子併購了德國普瑞)共同投資成立的一家集汽車電子配件研發、生產為一體的高科技企業。

汽車電子設備、機械設備和感測器的研發和製造,新能源控制系統產品的研發、生產和批發。

總部在寧波,但在上海建立有大型的研發中心。

普瑞均勝配套過的客戶有賓士、寶馬(i3由德國普瑞配套)、奧迪等豪華品牌,也有大眾、通用、福特等品牌。

8、萬向A123股份公司

萬向集團創建於1969年,從魯冠球以4000元錢在錢塘江畔創辦農機修配廠開始,至今已發展成為擁有員工4萬餘人的現代化跨國企業集團。

萬向一二三系統有限公司是由萬向集團收購美國A123公司後,投資成立的中外合資企業,是萬向集團發展電動汽車的主體。

其股權圖顯示,入股3.99%的廣汽集團,49%股份的上海捷新動力電池系統有限公司(在2013年美國A123被萬向收購之前,49%股份屬於A123),51%控股上汽萬向新能源客車有限公司,100%絕對控股萬向電動汽車有限公司。

A123 Systems是一家全球領先的鋰離子動力電池研發和製造商,總部位於美國密歇根州,成立於2001年。

2013年被萬向集團收購後,成為萬向集團發展新能源動力電池業務的主體。公司在美國、歐洲和中國擁有多個研發和生產基地。

配套廠商有上汽乘用車、廣汽乘用車、奇瑞汽車。

9、深圳市科列技術股份有限公司

深圳科列深圳市科列技術股份有限公司專註於電動汽車行業,是國內動力鋰電池管理系統(BMS)研發、生產、銷售的領軍企業。

作為「鋰電池主動均衡技術的領導者」,科列技術掌握全球領先的動力電池管理系統四大核心技術:主動均衡、無線傳輸、功能安全、容量管理。

科列技術的股權結構比較簡單,公司由國內國際電源及控制領域從事多年研發、營銷和生產工作的專業人士共同創建,主營產品就是BMS控制系統,技術優勢是主動均衡技術(暫不做點評)。

配套廠家有眾泰汽車、上汽通用五菱汽車、東風小康等。

除以上這些企業外,BMS廠家還有很多,比如:惠州億能電子惠州市億能電子有限公司,華霆動力華霆(常州)動力技術有限公司,北京普萊德新能源電池科技有限公司,天津市捷威動力工業有限公司,上海航天電源技術有限責任公司,洛陽中航鋰電有限公司,山東威能環保電源有限公司,東莞鉅威動力技術有限公司,天津力神電池股份有限公司,合肥國軒高科有限公司等。

這裡只分析了BMS方案的提供商,市場競爭激烈,相對來講,技術難度集中在系統功能集成上,尤其是基於AUTOSAR的軟體開發,SOX控制精度和邏輯,主動均衡技術,電池熱管理技術等。

另外,涉及到晶元、底層代碼、開發工具鏈之類的內容,幾乎看不到國內企業有膽量有實力去喫掉這部分市場。比如英飛凌、飛思卡爾、NXP、意法半導體、TI等晶元廠商及其底層驅動代碼,EB、ETAS、INCA、BTC、MATLAB、VECTOR、BOSCH等開發工具;當然還有一些電子器件、線束的巨頭,如海拉電子、泰科電子等,也很少有國內廠家可以取代掉;以及最新出現的功能安全ISO26262流程,ASPICE認證等,也是國內開發者比較薄弱的地方

所謂電動汽車彎道超車,所謂BMS技術國內領先,希望開發者本身能夠認清到自己的實力和不足,為國內新能源事業添磚加瓦

技術小知識

什麼是電池?

不是懷疑大家的智商,但很多人電池說的飛起,但並不明白電動汽車真正的變革。

讀過初中物理的肯定還記得上面這個試驗,水果電池。

電池是一種能量轉化與儲存的裝置(注意,它可以轉化能量,也可以存儲能量)。它通過反應,將化學能或物理能轉化為電能。

常見的化學電池是將化學能轉化為電能的裝置。它由兩種不同成分的電化學活性電極(上圖中的鋅片和銅片)分別組成正負極,由一種能提供媒體傳導作用的化學物質作為電解質(柳橙汁兒),當連接在某一外部載體(LED小燈泡兒)上時,通過轉換其內部的化學能提供電能(小燈泡兒亮了)。

切換到電動汽車上,動力電池將化學能轉變成電能,驅動汽車跑來跑去。它負極材料用碳元素,正極材料用鎳鈷錳(三元材料),通過電解液,連接到電機上,讓電機吱悠悠的轉

我們傳統能源由火力發電,電能的存儲和移動非常費事兒,那麼多電線杆子就是證明,他們只能通過高壓線跑來跑去。但開心的是,電池出現了,電能可以保存起來了,裝在電池裡,可以滿世界跑來跑去,即:電池的出現,讓能量的運輸變的方便了

其實電池的發明,也經歷了非常漫長的年代。

電池那些事兒,我們先從一隻旅行青蛙說起

1780年,一隻不幸的旅行青蛙來到了義大利伽伐尼的家中,為什麼不幸呢

因為伽伐尼是著名的解剖學家,當他看到了這隻青蛙的時候,兩手分別拿著不同的金屬器械(兩種活性不同的點擊),無意中同時碰在青蛙的大腿(電解液)上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下(小燈泡兒亮了),彷彿受到電流的刺激,而如果只用一種金屬器械去觸動青蛙,就無此種反應。

伽伐尼的發現引起了物理學家們極大的興趣,卻害苦了很多來義大利旅行的青蛙,因為這批物理學家競相重複枷伐尼的實驗,企圖找到一種產生電流的方法。

1799年,義大利物理學家亞歷桑德羅伏特(沒錯,物理界大V,真正的V)在多次實驗後認為:伽伐尼的「生物電」之說並不正確,旅行青蛙的肌肉之所以能產生電流,大概是肌肉中某種液體(可能進水了)在起作用。

為了論證自己的觀點,伏特把兩種不同的金屬片浸在各種溶液中進行試驗(旅行青蛙得以解脫)。結果發現,這兩種金屬片中,只要有一種與溶液發生了化學反應,金屬片之間就能夠產生電流。

伏特用這種方法成功地製成了世界上第一個電池──「伏特電堆」。這個「伏特電堆」實際上就是串聯的電池組。

想不到吧,他最大的發明不是大V,而是電池,也因為這他的頭像纔出現在了貨幣上。

1836年,英國的丹尼爾對「伏特電堆」進行了改良。他使用稀硫酸作電解液(可能是因為柳橙汁太貴了吧),解決了電池極化問題,製造出第一個不極化,能保持平衡電流的鋅─銅電池此後,這些電池都存在電壓隨著使用時間延長而下降的問題。

不是牛頓,也一樣可以站在巨人的肩膀上。

當電池使用一段時間後電壓下降時,可以給他通以反向電流,使電池電壓回升。因為這種電池能充電,可以反覆使用,所以稱它為「蓄電池」。

沒毛病,和蓄水池一個道理

在1860年,法國的雷克蘭士(GeorgeLeclanche)還發明瞭世界廣受使用的電池(碳鋅電池,濕電池)的前身。雷克蘭士製造的電池雖然簡陋但卻便宜,所以一直到1880年才被改進的「乾電池」取代。

負極被改進成鋅罐(即電池的外殼),電解液變為糊狀而非液體,基本上這就是現在我們所熟知的碳鋅電池。

1887年,英國人赫勒森發明瞭最早的乾電池。乾電池的電解液為糊狀,不會溢漏,便於攜帶,因此獲得了廣泛應用。

1890年愛迪生(Thomas Edison)發明可充電鐵鎳電池,看來會發明東西的人,並不在乎是不是有人已經做過這個事兒了

什麼叫產業鏈的上下游?

搞金融的最喜歡拽一些生僻辭彙,說話帶英文(如下圖),馬上這些Jerry和Lucy就要回到19線支援家鄉了,不知道七大姑八大姨能不能聽懂。

我來普及一下這些查字典也學不會的生僻辭彙。

上游一般指本企業的材料,產品供應商,下游一般就是企業生產品的經銷、分包單位。

直白點就是你付錢給誰,誰就是上游企業,因為你買人家的東西,維持你的生產;

誰付錢給你,誰就是下游,他買你的產品,給你製造價值及盈利。

上游就是你要靠人家活,下游就是他要靠你活

聽說有人年會中了個一等獎:蘋果牌筆記本

我見證了2014年的電動汽車元年,親歷了從2014年不足十萬的產銷量到2018年百萬的產銷量爆髮式增長,希望可以與君共享我這畢生(中五年的)所學。

公眾號:電動汽車極客


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