若從討論度來看，動力電池的聲量比之2022年及以前小了許多，不熱鬧了。

對此，我們也有深切體會。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、充電快），為動力電池市場激發(fā)了一些活力。很明顯，三要取其二或一會更容易實(shí)現(xiàn)。

B級車追求超快充性能，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/混包等各種方案來提升LFP的能量密度。

固態(tài)電池，國家目前在積極引導(dǎo)、激勵(lì)動力電池公司和主機(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，隨著動力電池對安全性和快充性能的追求，發(fā)揮著更加重要的作用。

在電動汽車市場規(guī)模增長期間，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，各大公司在發(fā)布會、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車的持續(xù)快速增長。

2023年~2024年，“快充”成為熱詞，提升用戶體驗(yàn)，但對電池?zé)峁芾怼岚踩忍岢隽颂魬?zhàn)，也由此帶來一些新材料、新技術(shù)的應(yīng)用需求和市場機(jī)會

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)話題來做文章。保證質(zhì)量的前提下通過設(shè)計(jì)簡化降本，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，動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、芯片國產(chǎn)化 。

2.1 系統(tǒng)集成化

隨著電動汽車市場的快速發(fā)展和消費(fèi)者對車輛性能、安全、續(xù)航等方面的要求不斷提高，整車廠對電池管理系統(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)成為滿足市場需求的重要趨勢之一。

東風(fēng)汽車研發(fā)總院賈舒淵賈博士指出， BDU與BMS的集成是電動汽車和動力電池技術(shù)發(fā)展的重要趨勢之一 ，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，并滿足市場對電動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、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，目前舍弗勒在歐洲、北美、中國已在量產(chǎn)集成BDU的BMS、無線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，盡量簡化執(zhí)行器，也就是將電池包所有的信號采集、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

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)展趨勢談到未來芯片需求趨勢。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，森薩塔科技電動化部門研發(fā)經(jīng)理

森薩塔徐繼剛表示，在動力電池領(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（包括主動保險(xiǎn)絲和主被動一體智能保險(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 芯片國產(chǎn)化

硬件電子化外，譚園還指出，納芯微隨著電動汽車對續(xù)航的要求越來越高，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，減少對進(jìn)口芯片的依賴，推動國內(nèi)芯片企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，將增強(qiáng)國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的競爭力。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)了市場競爭力。

賈舒淵還分享了FPC直連帶來的創(chuàng)新，F(xiàn)PC與BMS控制板的直接連接簡化了結(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，無論是AFE芯片還是MCU芯片，主要以國外芯片大廠為供應(yīng)主力。這類芯片目前處于去庫存的狀態(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，輔助電路更簡潔，集成度更高。

2.4 算法智能化

智能電池的概念在近年來確實(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模型的電池電動汽車狀態(tài)評估平臺，利用內(nèi)置傳感器和大模型進(jìn)行狀態(tài)評估。

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)測和報(bào)警，采用大數(shù)據(jù)+專家機(jī)理雙模型驅(qū)動，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，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）上可能會比我們期待的更晚一些。

2.5 功能安全

國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以下小電流測量精度無法保證，因此，需要一種電流傳感器，既能精確測量大電流，又能在小電流時(shí)保持測量的準(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，合肥國軒高科動力能源有限公司功能安全經(jīng)理

國軒高科許建豪介紹了動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，識別引起級聯(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保障的。

針對BMS、BDU等動力電池電子部件，多家公司提出了集成化方案，旨在使電池包的設(shè)計(jì)更加簡潔。但集成化的設(shè)計(jì)也對單個(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)越來越成熟、可靠。

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