若從討論度來(lái)看，動(dòng)力電池的聲量比之2022年及以前小了許多，不熱鬧了。

對(duì)此，我們也有深切體會(huì)。在第四屆xEV電池技術(shù)論壇的整個(gè)演講邀約期間，不少公司都表示，沒什么新技術(shù)好講。

難道動(dòng)力電池技術(shù)真的已經(jīng)卷到底了嗎？

01.哪些快卷完了，哪些還沒有？

結(jié)論先行，PACK和結(jié)構(gòu)件的卷空間不大；電芯有潛力可挖，但距離產(chǎn)業(yè)化、商用化還有一段路程要走；電子部件，反倒展現(xiàn)出更大的發(fā)展空間。

整個(gè)電池系統(tǒng)從上層到下層剝洋蔥式展開，大概可分為PACK、電芯、結(jié)構(gòu)件和電子部件。

PACK，入局公司（包括動(dòng)力電池企業(yè)和主機(jī)廠）都更注重空間利用率、成本控制以及生產(chǎn)工藝的改進(jìn)。

主機(jī)廠應(yīng)用的電池包方案多為CTP、CTB、CTC，為電芯提供更多的填充空間，也就是提高了體積空間利用率，簡(jiǎn)稱“得房率”。目前該利用的也差不多利用了，得房率提高空間極其有限。

結(jié)構(gòu)件，電池Pack降本的方式之一便是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。從當(dāng)初的模組到CTP，再迭代到集成度更高的CTC和CTB，模組的側(cè)板及底板、Pack內(nèi)的橫梁框架被一步步取消，電池包上蓋和托盤的強(qiáng)度得以加強(qiáng)，這時(shí)復(fù)材與鋼材復(fù)合的方式替代純鋼材的應(yīng)用，阻燃噴涂被用以防火。除此之外，結(jié)構(gòu)件的升級(jí)空間不大。

電芯，快充、固態(tài)電池，源于既要又要還要的需求（價(jià)格低、續(xù)航長(zhǎng)、充電快），為動(dòng)力電池市場(chǎng)激發(fā)了一些活力。很明顯，三要取其二或一會(huì)更容易實(shí)現(xiàn)。

B級(jí)車追求超快充性能，2C-4C-5C-6C-7C電芯規(guī)劃不斷涌現(xiàn)，目前3C~4C應(yīng)用量稍高一些。價(jià)格更敏感的車型追求續(xù)航的增加，因此M3P/磷酸錳鐵鋰/混包等各種方案來(lái)提升LFP的能量密度。

固態(tài)電池，國(guó)家目前在積極引導(dǎo)、激勵(lì)動(dòng)力電池公司和主機(jī)廠協(xié)同作戰(zhàn)，然而，從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化、商用化還需要克服諸多技術(shù)障礙和成本問題，目前公認(rèn)到2027年可能會(huì)是小規(guī)模量產(chǎn)，大規(guī)模上路要到2030年以后。

電子部件，如BMS、BDU、CCS、高壓連接，隨著動(dòng)力電池對(duì)安全性和快充性能的追求，發(fā)揮著更加重要的作用。

在電動(dòng)汽車市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)期間，有一個(gè)問題始終困擾著電池廠和主機(jī)廠：能量密度第一還是安全第一。這本是兩個(gè)維度的問題，可受限于技術(shù)成熟度和補(bǔ)貼的偏向，許多企業(yè)只能二者取其一。

2019年~2022年補(bǔ)貼對(duì)電池能量密度的要求從2017年~2018年的90Wh/kg和130Wh/kg提高到160Wh/kg，掀起高能量密度之風(fēng)，NCM811一度成為座上賓，廣受歡迎。“安全”一詞終于在能量密度巔峰之時(shí)被重視起來(lái)，各大公司在發(fā)布會(huì)、論壇演講中頻繁提到自己的獨(dú)到安全方案。隨著新能源汽車滲透率的提升，電池的安全性、殘值等問題仍制約著電動(dòng)車的持續(xù)快速增長(zhǎng)。

2023年~2024年，“快充”成為熱詞，提升用戶體驗(yàn)，但對(duì)電池?zé)峁芾?、熱安全等提出了挑?zhàn)，也由此帶來(lái)一些新材料、新技術(shù)的應(yīng)用需求和市場(chǎng)機(jī)會(huì)

負(fù)責(zé)電池管理、高壓連接和斷路控制的電子部件，雖小但美，默默地為快充、集成化背后的安全需求發(fā)光發(fā)熱，貢獻(xiàn)自己的一份力量。

02.電子部件如何“化”？

NE時(shí)代尹昊越認(rèn)為 ， 近一年的主 題，大家都是在圍繞極高安全和極低成本兩個(gè)話題來(lái)做文章。保證質(zhì)量的前提下通過設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化降本，將是電池部件企業(yè)的戰(zhàn)略方向。

尹昊越，NE研究院資深分析師

結(jié)合 第四屆 xEV電池技術(shù)論壇各位演講嘉賓的分享，概括下來(lái)，動(dòng)力電池電子部件正在向著“四化”的方向進(jìn)化—— 系統(tǒng)集成化、硬件電子化、算法智能化、芯片國(guó)產(chǎn)化 。

2.1 系統(tǒng)集成化

隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展和消費(fèi)者對(duì)車輛性能、安全、續(xù)航等方面的要求不斷提高，整車廠對(duì)電池管理系統(tǒng)BMS和電池?cái)嚅_單元BDU的性能也提出了更高要求。

集成化設(shè)計(jì)成為滿足市場(chǎng)需求的重要趨勢(shì)之一。

東風(fēng)汽車研發(fā)總院賈舒淵賈博士指出， BDU與BMS的集成是電動(dòng)汽車和動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一 ，有利于提高電池管理效率、優(yōu)化空間利用率、降低成本、增強(qiáng)安全性和可靠性，并滿足市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)汽車性能和安全性的更高要求。

賈舒淵博士，東風(fēng)汽車研發(fā)總院

目前各大主機(jī)廠均推出了BDU與BMS集成化產(chǎn)品，如東風(fēng)、比亞迪、蔚來(lái)、廣汽、理想等，為電池系統(tǒng)極致降本提供解決方案。

聯(lián)合電子也將BMS和BDU集成為一個(gè)Powerbox。聯(lián)電王騫表示，其Powerbox已經(jīng)批量生產(chǎn)。 集成后的部件價(jià)值量更大，當(dāng)然對(duì)BMS和BDU單個(gè)零件的質(zhì)量和魯棒性也提出更高要求，畢竟一個(gè)壞就得換整個(gè)部件。

王騫，聯(lián)合汽車電子系統(tǒng)與電子控制器開發(fā)總監(jiān)

而且，這里面其實(shí)還涉及到一個(gè)歸屬問題， BMS到底和誰(shuí)集成，歸屬哪個(gè)系統(tǒng)？ 王騫解釋道，如今聯(lián)電、比亞迪在內(nèi)的供應(yīng)商和主機(jī)廠都在做多合一，將BMS與MCU電機(jī)控制器、VCU等集成。至于具體怎么集成BMS，還是要看主機(jī)廠的軟件架構(gòu)。因?yàn)樗惴睦锒寄芊牛夷荏w現(xiàn)出BMS的先進(jìn)技術(shù)，而硬件沒有壁壘，采樣只能在電池包內(nèi)。

舍弗勒王智鵬說(shuō)，目前舍弗勒在歐洲、北美、中國(guó)已在量產(chǎn)集成BDU的BMS、無(wú)線BMS等。隨著中央計(jì)算與區(qū)域控制架構(gòu)的演進(jìn)，BMS有可能將經(jīng)歷物理融合、多合一集成以及功能重新分離再集成至底盤域控等多個(gè)階段的發(fā)展。對(duì)于BMS的新產(chǎn)品形態(tài)，他認(rèn)為， 除了物理集成外，還有算法集成，盡量簡(jiǎn)化執(zhí)行器，也就是將電池包所有的信號(hào)采集、接觸器控制等作為一個(gè)執(zhí)行器，同時(shí)軟件上移，可以放在任何一個(gè)控制器中。如將BMS功能向上集成到區(qū)域控制器或主控制器中，去除微控制器（uC），降低物料清單（BOM）成本。

王智鵬，舍弗勒中國(guó)區(qū)電控事業(yè)部車輛與電池控制業(yè)務(wù)單元負(fù)責(zé)人

安波福彭大明分享了兩種BDU方案。第一，伴隨著客戶對(duì)800V高性能車BDU的性能追求日益極致，同時(shí)又提出精細(xì)化的平臺(tái)化設(shè)計(jì)要求，安波福配合客戶推出了最新的液冷解決方案。第二， BDU, BMS, OBC和DCDC等主要器件深度集成，布置于電池包的二層，從而提高整車的空間和裝配效率降低開發(fā)成。

彭大明 ，安波福中央電氣(上海)有限公司亞太區(qū)產(chǎn)品工程總監(jiān)

智新控制鄭之兵提出了 高壓BMS與其他部件的幾種集成方案 ，如CSC+BMU與BDU集成形態(tài)，節(jié)約PACK空間，減少主控插件數(shù)量，節(jié)省成本；將高壓BMS-BMU分別集成到整車域控制器和MCU高壓域控制器后，可大幅度降低成本，可利用域控的算力；BMU部分集成域控，借用域控板強(qiáng)度主芯片性能，可輕松實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)SOX算法估算。

鄭之兵，智新控制系統(tǒng)有限公司域控產(chǎn)品部部長(zhǎng)

廈門宏 發(fā)陳克斌指出，高壓直流繼電器作為新能源汽車的一個(gè)關(guān)鍵部件，主要承載的功能是承擔(dān)直流能量的 運(yùn)輸。 對(duì)于正不斷涌現(xiàn)的一體化BDU方案，安全可靠是關(guān)鍵，宏發(fā)正在去連接器、去螺釘，嘗試激光焊接的方式 。

陳克斌，廈門宏發(fā)產(chǎn)品戰(zhàn)略部總監(jiān)

2.2 硬件電子化

納芯微譚園結(jié)合BMS的發(fā)展趨勢(shì)談到未來(lái)芯片需求趨勢(shì)。隨著整車的智能化發(fā)展，節(jié)點(diǎn)也需要更加智能，更高的功率密度，集成智能的配電系統(tǒng)，比如聯(lián)電、東風(fēng)提到的BMS與PDU的集成。此類趨勢(shì)刺激 高低邊開關(guān)、eFuse、固態(tài)繼電器的需求數(shù)量大幅度增加 。同等功能下，智能配電盒的體積可以降到傳統(tǒng)機(jī)械配電盒的1/2左右，重量降到1/3左右。納芯微推出了1700V固態(tài)繼電器、高邊開關(guān)、eFuse產(chǎn)品。

譚園，納芯微電子技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理

安波福彭大明也提出， 在智能化BDU開發(fā)，采用IGBT半導(dǎo)體代替BDU正繼電器。 BDU作為一個(gè)長(zhǎng)通的元器件，不需要很高的開關(guān)速度，所以IGBT的開關(guān)頻率絕對(duì)足夠了，且其電流載流量比較好。同時(shí)成本也是比較好的一個(gè)平衡點(diǎn)。

徐繼剛，森薩塔科技電動(dòng)化部門研發(fā)經(jīng)理

森薩塔徐繼剛表示，在動(dòng)力電池領(lǐng)域的話，森薩塔主要提供的產(chǎn)品解決方案有接觸器、保險(xiǎn)絲（包括主動(dòng)保險(xiǎn)絲和主被動(dòng)一體智能保險(xiǎn)）、高效開關(guān)、以及多合一保護(hù)器 PyroTactor等產(chǎn)品創(chuàng)新。其中多合一保護(hù)器 PyroTactor兼容1000V系統(tǒng)應(yīng)用，且接觸器+保險(xiǎn)絲實(shí)現(xiàn)功能的集成，免除匹配痛點(diǎn)。另外，HVDU 即高壓分配系統(tǒng)是高壓電動(dòng)汽車核心部件，主要包括高壓分配單元（PDU）、電池管理單元（BDU）、充電管理電壓（CU）以及集成了DCDC、DCAC等功能模塊。 高效開關(guān)，則是為了解決400V的充電樁無(wú)法直接為800V電池包充電的問題，避免了普通繼電器存在的風(fēng)險(xiǎn)、電感升壓的功率損耗問題，而且更經(jīng)濟(jì)。

2.3 芯片國(guó)產(chǎn)化

硬件電子化外，譚園還指出，納芯微隨著電動(dòng)汽車對(duì)續(xù)航的要求越來(lái)越高，電池串聯(lián)數(shù)量增加，需要更精確的電量監(jiān)控，那么就需要更加專用的芯片，比如AFE芯片、BJB芯片。這些芯片的通道要更多，采樣精度更高，同步性更好，范圍更寬。

在東風(fēng)賈舒淵看來(lái)，減少對(duì)進(jìn)口芯片的依賴，推動(dòng)國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，將增強(qiáng)國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。AFE作為BMS中的關(guān)鍵組件，負(fù)責(zé)采集電池的電壓、電流等信息。 隨著國(guó)產(chǎn)化芯片技術(shù)和性能的提升，AFE開始融合更多的功能，如ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）、保護(hù)電路等。 這種功能集成減少了外部元件的數(shù)量，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，從而降低了BOM（物料清單）成本。這使得BMS制造商能夠以更低的價(jià)格提供更高性能的產(chǎn)品，增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

賈舒淵還分享了FPC直連帶來(lái)的創(chuàng)新，F(xiàn)PC與BMS控制板的直接連接簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高了可靠性并降低整體成本。他認(rèn)為，AFE融合更多功能和FPC直連等創(chuàng)新推動(dòng)了BMS技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。這些創(chuàng)新使得BMS能夠更好地適應(yīng)新能源汽車市場(chǎng)的快速變化和技術(shù)進(jìn)步。

NE時(shí)代尹昊越經(jīng)過梳理發(fā)現(xiàn)，近期，無(wú)論是AFE芯片還是MCU芯片，主要以國(guó)外芯片大廠為供應(yīng)主力。這類芯片目前處于去庫(kù)存的狀態(tài)，從去年年末至今，整體上一直處于降價(jià)的狀態(tài)。這種降價(jià)狀態(tài)導(dǎo)致了該部分物料成本的下降，整體價(jià)值不高。另外， 在國(guó)產(chǎn)化方面，目前熱度較高的是隔離芯片。

隔離電源常用于高壓采樣和MCU之間的隔離通信供電以及高壓采樣電路供電。納芯微，隔離技術(shù)格外突出，推出了集成變壓器和隔離IO，系統(tǒng)EMI表現(xiàn)更好，輔助電路更簡(jiǎn)潔，集成度更高。

2.4 算法智能化

智能電池的概念在近年來(lái)確實(shí)受到了廣泛的關(guān)注和討論，包括四個(gè)方向：

• 電池仿真和設(shè)計(jì)的自動(dòng)化：從車輛性能倒推最佳電池方案；

• 電池智能制造的設(shè)備：提高電池交付能力；

• 電池智能傳感：智能傳感、電芯內(nèi)置芯片、無(wú)線BMS、智能算法賦能BMS智能控制；

• 電池智能管理：基于AI模型的電池電動(dòng)汽車狀態(tài)評(píng)估平臺(tái)，利用內(nèi)置傳感器和大模型進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估。

前三個(gè)方向已在各大電池廠得到推廣，第四個(gè)方向隨著大模型的突破性進(jìn)步成為主要的探索方向。

東風(fēng)賈舒淵、聯(lián)合電子王騫都提出車端平臺(tái)不足，需要使用基于AI大模型的車云一體BMS。 以車端算法為主，云端算法為輔，實(shí)現(xiàn)端云一體電池監(jiān)控、預(yù)測(cè)和報(bào)警，采用大數(shù)據(jù)+專家機(jī)理雙模型驅(qū)動(dòng)，在電芯一致性、自放電、SOH等8個(gè)維度，應(yīng)用18項(xiàng)云端預(yù)警算法，24h實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警，預(yù)警準(zhǔn)確率可達(dá)到95%以上。

NE時(shí)代尹昊越提及算法方面的發(fā)展歷程，從過去的查表方法到現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)、大模型方法（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）。 當(dāng)前算法（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）具有高靈活度，后續(xù)可以適配更加復(fù)雜的電池系統(tǒng)。但是這些模型大多還沒有特別完善的數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)，缺乏失效經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。因此，這些算法在裝車（或?qū)嶋H應(yīng)用）上可能會(huì)比我們期待的更晚一些。

2.5 功能安全

國(guó)軒高科許建豪和珅斯曾鳳林的重點(diǎn)都集中在功能安全。

曾鳳林，珅斯電子總經(jīng)理

珅斯曾鳳林認(rèn)為，現(xiàn)在行業(yè)存在四大痛點(diǎn)。第一，哨兵模式下，電池的放電電流非常小，而電池包的電流高達(dá)幾百安甚至是一千多安，10A以下小電流測(cè)量精度無(wú)法保證，因此，需要一種電流傳感器，既能精確測(cè)量大電流，又能在小電流時(shí)保持測(cè)量的準(zhǔn)確性和安全性。第二，5/6C 大電流快充下，持續(xù)7-10分鐘800-1200A直流大電流對(duì)熱管理提出更高挑戰(zhàn)。第三，成本，目前整個(gè)行業(yè)都非常重視的問題。第四，缺少有功能安全經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商使得系統(tǒng)功能安全設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)更大。對(duì)于上述痛點(diǎn)，低成本開環(huán)霍爾技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度測(cè)量，同時(shí)， 珅斯采用數(shù)?；旌霞夹g(shù)、磁誤差補(bǔ)償算法、溫漂補(bǔ)償、分段增益校準(zhǔn)等核心技術(shù)，提高測(cè)量精度，解決哨兵模式小電流精度、大電流發(fā)熱、成本及功能安全的問題。

許建豪，合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司功能安全經(jīng)理

國(guó)軒高科許建豪介紹了動(dòng)力電池安全分析的方法，如FMEA、FTA、DFA、FMEDA，從定性的角度去證明單點(diǎn)失效、多點(diǎn)失效和針對(duì)成為潛伏的失效是否有合理的安全機(jī)制的去覆蓋，如果沒有的話，需要在安全分析的過程中推導(dǎo)出機(jī)制。DFA 分析是關(guān)鍵難點(diǎn)，DFA是以分析架構(gòu)和需求的安全薄弱點(diǎn)為導(dǎo)向，識(shí)別引起級(jí)聯(lián)失效和共因失效的潛在DFI，確認(rèn)設(shè)計(jì)中已經(jīng)充分實(shí)現(xiàn)了功能安全所需的獨(dú)立性或免于干擾的能力。國(guó)軒提出BMS應(yīng)用冗余分解的獨(dú)立性解決思路：1.傳感器的冗余獨(dú)立性保障；2.微控制器芯片的冗余獨(dú)立性保障；3.執(zhí)行器的冗余獨(dú)立性保障。

End.

盡管動(dòng)力電池包中的電子部件在體積、價(jià)值量以及其他一些方面的考量上可能不如電氣部件那么顯著，但經(jīng)過實(shí)際觀察，我們發(fā)現(xiàn)，動(dòng)力電池的安全性在很大程度上是由這些電子部件的可靠性來(lái)保障的。

針對(duì)BMS、BDU等動(dòng)力電池電子部件，多家公司提出了集成化方案，旨在使電池包的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔。但集成化的設(shè)計(jì)也對(duì)單個(gè)零件的質(zhì)量提出更高的要求，因?yàn)榇藭r(shí)任何一個(gè)零件的缺陷都可能成為影響整個(gè)系統(tǒng)性能的短板，即所謂的“木桶效應(yīng)”。這意味著在追求集成化的同時(shí)，必須確保每個(gè)組件都能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求，以維護(hù)整個(gè)電池包的可靠性和安全性。

而硬件電子化、算法智能化以及功能安全的重視，都在促使集成系統(tǒng)越來(lái)越成熟、可靠。

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