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1、1. BMS是电池产业链的重要组成部分1.1. 电池相关概念及产品形态电池产业链涉及的基本概念。电池产业链涉及概念较多,如电芯、电池模组、电池包、pack 工艺等。往往电池作为相关概念的统称,电芯、电池模组、电池包是电池制造过程中的不同 阶段。电芯是电池的最小单位,也是电能存储单元,它必须要有较高的能量密度,以尽可能 多的存储电能。当多个电芯被同一个外壳框架封装在一起,通过统一的边界与外部进行联系 时,就组成了一个电池模组。而当多个电池模组被电池管理系统(BMS)和热管理系统共同 控制或管理起来后,这个统一的整体就叫做电池包。电池pack工艺,指的就是把电芯、电 池模组等加工成最终电池包的工艺
2、。电池pack 一般也代指电池包。电池包主要由电芯、BMS、连接器、热管理组件、结构件等组成。电池产业链中,核心部分 是电芯和BMS电路,电芯封装后再集成线束和PVC膜等构成电池模组,再加入线束连接器、 BMS电路构成电池成品。其中,电池模组为电池包最小分组,由多个电芯串联和并联,电芯 数量越多,电池模组可靠性越弱,对电芯一致性的要求越高,因此需要通过单体电池监控管 理装珞协调,即电池管理系统、热管理系统、电气系统等,最终组成完整的电池pack。在动 力电池中,电池热管理系统通过风冷、水冷、液冷和其他相变材料降低电池放电过程中的热 量释放,确保电池在适宜温度范围工作,主要由电池箱、传热介质、监
3、测设备等构成。电气 系统主要由高压线束、低压线束、继电器等构成,高压线束将动力电池系统的动力不断输送 到各部件;低压线束实时传输检测信号、控制信号;继电器起自动调节、安全保护和转换电 路等作用。图1:不同电池形态电池单体电池包整车电池模块图2:动力电池包柝解激光制造网,搜狐网,表6:充电IC细分种类及主要功能细分类别主要功能开关式充电芯片充电,适用于大电流充电,应用灵活,是常用的快充方案充电管理芯片 线性充电芯片开关电容式充电芯片Frost&Sullivan,充电,适用于小电流充电,充电电流要求不高于1A基于电容的开关充电芯片,适用于将高压转为低压,其输出电压与 输入电压通常成固定比例关系,通
4、常与开关式充电联合使用22 BMIC芯片市场空间广阔,国产替代前景可期BMS下游包含三大电池应用,芯片技术是产业链核心。BMS下游应用主要包括:消费电池 (3C数码)、动力电池(电动车)和储能电池(国防和军工、可再生能源、通讯、医疗健康等),电动汽车产业的快速成长推动BMS的快速发展。据前瞻产业研究院,2020年全球BMS下 游应用中:动力电池应用占比达54%,消费电池占比22%,储能及其他电池占比24%0 BMS上游原材料中游功能模块下游应用领域及2020年占匕匕芯片电子元器件模拟前端采集计算模块电池保护电路模块动力电池(电动车)54%PCB板二线束均衡电路模块通信模块消费电池(3C数码等)
5、22%LED显示屏显示屏外壳储能电池24%国防军工可再生通讯医疗11 % 能源健康华经产业研究院,盖世汽车研究院,表7:动力电源、消费电子细分领域BMS芯片种类、技术及下游销量概览细分领 域BMS所需芯片 种类平台电压电芯节数技术 难度技术难点硬件产品形 态21年国内销量21年全球销量监测/计量、安全一般为200-750V,纯电动汽高可靠、高压、新能源 汽车(AFE、主动均 衡、MCU、隔离车高压电一般在400V左右, 微型车大概200多V,大一约100节最高多串(ISO26262AFE+MCU+ 主动均衡+隔298.9万辆650万辆动等)点的车在300500V之间ASIL-D级认证)离、通信
6、、保力护芯片等410。万辆,其电 源二轮电 动车安全为必须,大电动自行车48V,轻便电动 摩托车60V,电动摩托车72V约 6-16节高多串(高低压芯 片间需要电中锂电两轮电 动车960万辆电动工具多不需计量使用安全电压的不超过50V,可分为 42v.36v.24v.约 4-20高多串气隔离)2.72亿台电动手提工具12v 6vjhAp储储能设能备 /UPS/ 通讯备安全为必须,大跨度跨度较高%事、高压AFE+保护芯设多不需计量较大较大片备电手机计量、安全、充标称3.7V,满电4.2V1-2节高高精度SoC居多,或3.3亿部13亿部PC电管理16-22V2-4节较高高精度、多串AFE+MCU0
7、.37亿台2.68亿台消 费FAD标准电压4.2V,充电器电压5V2-4节较高高精度、多串2486万台约1.69亿台电安全、充电管理子手表为必须,计量为3.85V/4.4V1节一般低功耗SoC居多3956万台1.28 d乙台趋势安全、充电管理一般在3.4-4.4V,充电时需耳机力必须,高端耳要升压电源芯片将电压升至1节一般低功耗SoC居多1.2亿副3.1亿副机需计量5VIDC, Strategy Analytics,艾瑞咨询,汽车之家,(T之家,我爱音频网,电动车科普,计量芯片是核心且价值量最高,消费电子通常采用SOC方案,动力电池中因AFE (高压工 艺)、MCU采用不同工艺,采用分立芯片形
8、式。BMS芯片方案主要涉及计算单元(如MCU)、 AFE、数字隔离器等。BMS AFE芯片(模拟前端芯片)负责采集电池电压后通过模数转换 器(ADC)转换为数字值,并送入计算单元(如MCU)进行计算荷电状态,计算单元(如 MCU)主用来处理AFE收集的信息,计算SOC、SOH等参数,并将这些信息传送给上一 级VCU。数字隔离器主要用在高低压之间的数字通信,比如在BMS主控板上的高压采样与 MCU之间的SPI通信及采样板AFE与MCU的SPI通信,除了使用数字隔离器外,也可以 使用光耦、或者变压器隔离方案。据瑞萨授权代理商中印云端官网,BMS系统芯片解决方案 通常围绕一个电池管理IC构建,该方案
9、在一个封装中提供低功耗MCU和高性能模拟前端(AFE),提供开发工具来支持开发安全可靠和高性能的锂离子电池管理系统,适用范围从 基础的消费级应用,如笔记本电脑、电动工具、电动摩托车等,到通信基站、电动汽车、光 伏备用电源、军事装备等工业应用都有应用案例。图17: BMIC配备MCU和AFE芯片卢卬云湍%网,图18: MCU和AFE芯片高集成解决方案中印云端官网,图19:瑞萨电池管理芯片产品架构AppucatxxiSecurity: H/W ECC and S/W SHA1/2 Multiple Devices targeting packsizesHuuuuu口uuInternally dev
10、eloped Gas Gauge Algorithms and Global S/W Su)x)rtIIIIIHIIIIMCU0AFE中印云端官网,消费电子领域国产化替代加速,动力电池领域芯片仍在初步布局阶段。BMIC长期被Tl、ADI 等欧美企业垄断。据爱集微网,在消费电子和工业控制领域,虽然Tl、ADI (收购MAXIM) 等全球龙头垄断电池管理芯片市场,但国内芯片厂商已逐渐在主流手机市场完成国产替代, 并在TWS耳机等新兴消费电子市场上占据优势地位;在笔记本电脑、电动自行车、电动工 具、扫地机器人以及小型储能市场,国内芯片厂商也在加紧进行验证测试,正处于国产替代 的成长期;应用在手机、平
11、板、可穿戴设备等消费电子产品中的电池,通常为单串电池组, 仅1至2颗电芯,应用于笔记本电脑、电动工具、吸尘器、电动自行车以及智能家居等产品 中的电池,通常为多串电池组,由多颗电芯串并联组成,动力电池和储能电池领域所用电池 组远多于以上消费电池领域,技术门槛也更高,我国动力电源BMS芯片仍有待发展。据爱 集微网,近期,全球主流BMS芯片供应商TI产品陷入缺货涨价状态,其BQ系列芯片订货 交期已延伸至2023年,造成较大的市场缺口,叠加我国汽车三化的渗透发展,我国对国产 汽车BMS芯片的需求持续增长,国产动力电源芯片渗透率有望持续提升。表8:全球主要模拟集成电路十大厂商2020 年市场排名2019
12、年销售额(百 万美元)2020年销售额(百万 美元).回雇.翻亦办(沁2020年市场份额()1德州仪器10223108866.49%19%2亚德诺51695132-0.72%9%3思佳讯3205397023.87%7%4英飞凌375538201.73%7%5意法半导体32833259-0.73%6%6恩智浦25642466-3.82%4%7美信185020008.11%4%8安森美17401606-7.70%3%9IC insiahts微芯15271420-7.01%2%io g 瑞萨8608903.49%2%受益于电动汽车、消费电子等行业发展,BMS及BMS芯片市场空间未来可期。受全球卫生
13、事件影响,2020年全球BMS市场规模增速下降,但我国BMS市场仍占据重要地位,据华 经产业研究院,2020年我国BMS市场需求规模为97亿元。未来随着电动汽车市场规模扩 大和电池效率要求提高,BMS市场规模有望实现稳定增长,据Business Wire估计、前瞻产 业研究院整理,2021年全球BMS市场规模预计为65.12亿美元,至2026年预计可达131 亿美元,CAGR为15%。据Mordor Intelligence, 2024年全球电池管理芯片市场规模预计 达93亿美元,市场空间广阔。Mordor Intelligence,8.00%7.00%6.00%5.00%4.00%3.00%
14、2.00%1.00%0.00%2018 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E一全球电池管理芯片市场规模(亿美元)增速BMIC国产替代逻辑清晰:一是技术门槛高,消费电子领域已经取得突破。该领域长期被欧 美企业垄断,但随着国内企业在电池管理技术领域持之以恒的研发投入和应用实践,消费电 子领域产品性能已经不逊色于欧美大厂,且技术难度更高的车规级BMS技术也在积极布局 中。二是中国具备电池产业链优势,在发展自主品牌 BMS方面具有较强话语权。我国电产 业链完善,且国内消费电子、新能源汽车产业的强劲需求成为全球锂电池产业发展的重要动 力,且国产pack厂在全球市场中已经
15、占据重要地位。三是政策积极扶持,国产替代进程加 速。我国BMS芯片长期依赖进口,尤其是车规级AFE、ADC、MCU等芯片,近年来国家 出台众多政策扶持汽车电子及电池管理芯片行业发展,电池管理芯片行业有望更上一层楼。表9: BMS行业相关政策梳理3.消费电子:快充、5G、智能水平提升等助力MIC快速发展序 号文件名发布单位及 时间内容摘要1基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023 年)工信部,2020 年“专栏1:重点产品高端提升行动”包括“重点发展高性能、多功能、高密度混合集成电路”; “专栏2:重点市场应用推广行动”包括“瞄准智能手机、穿戴式设备、无人机、VR/AR设备、环境 监测
16、设备等智能终端市场,推动高端锂电等片式化、微型化、轻型化、柔性化、高性能的电子元 器件应用”2关于印发新能源汽车 产业发展规划(2021-2035 年)的通知国务院,2020 院以动力电池与管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化技术为“三横”,构建关键零部件技 术供给体系3产业结构施整指导目 录(2019年本)国家发改 委,2019年鼓励类包含车用动力电池及管理系统等新能源汽车零部件,以及电池剩余寿命及一致性评估和残余价 值评估等技术装备4关于进一步完善新能 源汽车推广应用财政 补贴政策的通知财政部、工信 部、科技部、 发改委,2019年优化技术指标,坚持“扶优扶强”:稳步提高新能源汽车
17、动力电池系统能量密度门槛要求,适度提高 新能源汽车整车能耗要求,提高纯电动乘用车续驶里程门槛要求。加大退坡力度,分阶段释放压力: 即2019年补贴标准在2018年基础上平均退坡50%,至2020年底前退坡到位;同时设珞过渡期2019 年3月26日至2019年6月25日,过渡期期间,符合2018年技术指标要求但不符合2019年技术指 标要求的销售上牌车辆,按照2018年的补贴政策(财建,2018” 18号)对应标准的0.1倍补贴,符 合2019年技术指标要求的销售上牌车辆按2018年对应标准的0.6倍补贴。过渡期后,按2019年发 布的补贴政策执行。5战略性新兴产业分类 (2018)(国家统计局
18、令第23号)国冢统计 局,2018 年“1新一代信息技术产业”中“1.3.4新型信息技术服务”包括“集成电路设计”,“1.2.3高储能 和关键电子材料制造”中包括“电池管理系统”6关于印发汽车产业中 长期发展规划的通知,信句人发改 委、科技部,2017 年围绕动力电池与电池管理系统、电机驱动与电力电子总成、电动汽车智能化技术、燃料电池动力系统、 插电/增程式混合动力系统和纯电动力系统等关键领域,加快新能源汽车技术研发及产业化。到20207关于印发促进汽车动 力电池产业发展行动 方案的通知工信部、发改 委、科技部、 财政部,2017 年干,新能源九牛牛产销达到20。万辆;到2025 牛,的能源汽
19、午占汽午产销 2。%以上。加快在正负极、隔膜、电解液、电池管理系统等领域培育若干优势企业,促进动力电池与材料、零部 件、装备、整车等产业协同发展,推进自主可控、协调高效、适应发展目标的产业链体系建设。提出 到2020年,动力电池行业总产能超过1000亿瓦时(100GWh),电池单体比能量超过300瓦时/公斤。8锂离子电池行业规范 条件工信部,2015 年明确锂离子电池行业的产业布局及项目设立相关要求,建立了生产规模和工艺技术、产品质量及性能、 资源综合利用及环境保护、安全管理、卫生和社会责任、监督与管理等相关行业规范9汽车动力畜电池行业 规范条件工信部,2015 年该规范从主体资格、生产条件、
20、技术能力、产品、质量保证能力、售后服务能力、规范管理等角度对砒 力 蓄电池生产企业提 出 要求、并对浒合该胡.范条件的造 车 动力 蓄 电池企业宏行公告管理10节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020 年)国务院,2012 年加强新能源汽车关键核心技术研究。大力推进动力电池技术创新,重点开展动力电池系统安全性、可 靠性研究和轻量化设计,加快研制动力电池正负极、隔膜、电解质等关键材料及其生产。到2015年, 纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆;到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆,燃料电池汽车、车用氢能源产业与国
21、际 同步发展。11汽车产业调整与振兴 规划国务院,2009 年实施新能源汽车战略。推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化。掌握新能源 汽车的专用发动机和动力模块(电机、电池及管理系统等)的优化设计技术、规模生产工艺和成本控 制技术。建立动力模块生产体系,形成10亿安时(Ah)车用高性能单体动力电池生产能力。发展普 追期1日八乂 J,:左左dML必1 :左左 i. m12广东苞制造业囱质量 发展十四五规划广东省人民 政府,2021提出“深圳集中突破CPU(中央处理器)/GPU(图形处理器)/FPGA(现场可编程逻辑门阵列)等高端通用“后者升 卜匚州热土用状咨升 喜抻巾漏笛呼后苦
22、升13广东省加快半导体及 集成电路产业发展的 若干意见年 广东省人民 政府,2020 年提出“重点推进模拟及数模混合芯片生产制造,满足未来射频芯片、功率半导体和电源管理芯片、显 示驱动芯片等产品市场需求的快速增长。优先发展特色工艺制程芯片制造,支持先进制程芯片制造, 缩小与国际先进水平的差距。”各政府网站、兴泰资本、赛微微也招股说明书,31手机:快充和5G趋势尽显,对高性能BMIC提出更高、更迫切需求3.1.1. BMS参与充放电全过程手机电池大部分是锂离子电池或者锂离子聚合物电池,为提高电池使用寿命,BMS对手机电 池的充放电起管理作用。既能防止电池过放,也能防止电池过充。在电量较低时,提醒
23、用户充电,并关机防止过放;充电完成时,切断电池充电回路,防止电池出现过充导致电池损坏。 在电池工作的全生命周期中,电量计用于确定电池的电量状态(SoC)和健康状态(SoH), 进行电池荷电状态估算。图22:电源管理芯片在手机上的应用传感器a*非关芯N片解6音频 立体点耳机够CT连通WLAN移动数据传星春金线21BluetoothRF PA霍尔芯片施速度/配仪显7FSD卡电源管理W*LEDCCD/CMOS 相机DM内存校推开关芯片较大电温100SIM卡电池组US8开美芯片无城充电VC马达动为片停电池 防炉熟片外设连排防妒方片 过遁防妒名片 OVP 1VS 0CPCPU应用处理器 基带处理器 多媒
24、体处理器LCD/AMOLED 显示H3光灯”。妻动名片SIM卡开笑芯X过任防护名片 日渡防快名片OVP TVS 0CP无城充电技收nAC电源 送配3力芯微招股说明书,普通手机充电时经历大约四个阶段,均需电池管理芯片负责监控。1)恢复性充电:指电池 电量非常低的时候,防止大电流充电给电池造成损伤,而是以小电流给电池充电,把电池的 电压给升上来。2)恒流快充:电池的电压达到一定程度后,充电器开始给手机电池大电流 恒流充电,这个过程的充电电流比较大,可以快速的提升电池的电压。3)恒压充电:当电 池的电压快接近截止电压时,以小电流恒压充电,这个阶段也叫做安全充电阶段,可以使手 机电池达到比较好的性能。
25、4)涓流细充:这个阶段电池已充满,如果将充电回路切断的话, 因为手机自身的待机会产生待机电流,导致手机会被再次充电,为了解决这种情况,就要通 过涓流细充来解决,通过这种方式可以将手机电池的电压维持在满电状态。普通手机充电四 大阶段均需要手机BMS系统参与,管理手机充放电功能。图23:荣耀9i充电速度曲线快科技,10OH3.1.2,智能手机性能迭代对BMIC要求不断提升,国产芯片加速替代快充技术可以大大降低充电时间,正成为智能手机标配。据Battery University,根据充电时 间及速度,充电方式可分为慢充、快充(rapid)、快充(fast)和超级快充。快充在电流、电 压方面均大于慢充
26、,对电池的伤害程度大于慢充,但由于手机电池的国际标准为在800次充 放电过后,手机电池保持80%以上的性能即为合格,结合手机更换时间通常为2-3年,因此 快充对手机通常不会对手机电池造成太大损耗。不同厂家纷纷推出快速充电技术,如VOOC 闪充快速充电技术、高通Quick Charge 2。快速充电技术、联发科Pump Express Plus快 速充电技术等。实现快充需要满足三要素:充电器、电池、charge IC。常规充电器的输出为 5至10W,快充最多可将其提高八倍,据电源网,iPhone 11 Pro和Pro Max配备18W快速 充电器,Galaxy Note 10和Note 10 P
27、lus标配25W充电器,三星出售超高速45W充电器。表10:四种充电方式比较类型化学成分充电速率充电时间温度范围充电终止方案慢充媒镉,铅 酸0.1C14h0- 45 (32F-113F)连续低充电或定时充电,以过充电为 准,充电时取出电池快充(rapid)媒镉,媒 氢,锂0.3-0.5C3-6h10 -45(50F- 113F)检测电池电压,电流,温度和超时定时 器快充(fast)媒镉,媒 氢,白里1C1h+10 - 45 (50F- 113F)与快速充电(rapid) 一样,但具有更快 的服务露陇菰er版镉1-10C10-60 min10 - 45 (50F- 113F)可超快充电至70%;
28、只限于特种电池BMIC是手机快充所需大功率电池的核心器件。快充电池分为两个阶段:第一阶段是向低电 量电池施加高电压,在10-30分钟内将电池充电到50%到70%,电池快速吸收电荷,不会 对电池长期健康产生重大不利影响;第二阶段是将最后20%或30%的电池电量充满,所需 时间与第一阶段相似,手机制造商将充电速度放慢防止损坏电池。电池管理系统密切监视这 两个充电阶段,并在第二阶段降低充电速度,使电池有时间吸收电荷而避免出现问题,BMS 芯片是手机快充所需大功率电池的核心器件。图24:五款高端手机快充对比机型电池容量充电功率华为P50 pro4360mAh66W/50W有线/无线快充华为Mate X
29、24500mAh66W快充小米12 Pro4600m Ah120W/50W有线/无线快充小米MIX 44500mAh120W/50W有线/无线快充OPPO FindX34500mAh65W/30W 有线/无线快充vivo X70 Pro+4500mAh55W/ 50W有线/尢线快无图25: HMOV手机快充参数资料来源:各公司官网,智能手机机身轻便性与电池续航能力成两难选择,快充弥补手机续航难问题,电池管理芯片 发挥重要作用。手机厂商提高电池容量需要扩大体积,此举会导致机身重量和尺寸的增加, 厂商从用户体验和需求的视角出发,选择逐渐缩小电池容量。为弥补续航能力弱问题,厂商 需要手机支持快充,并
30、配合相应充电头和充电线。多数国产旗舰手机快充可达40W,远高于 5-10W的普通充电器,大功率快充需匹配大功率充电头;相比普通充电线,安卓快充线内分 为5根线工作(2根电源线,2根数据线,1根接地线),数据线负责充电头与手机电池管理 芯片的通讯。图26:安卓快充线内部结构国网江苏电力,表11:苹果与华为手机相关参数及充电情况梳理机型上市 日期重 量尺寸(高*宽*厚)充电情况电池 容量iPhone 132021.9.15173 克146.7*71.5*7.65Mag Safe无线充电(功率最高可达15瓦);Qi无线充电(功率最高可达7.5瓦); 可快速充电:30分钟最多可至50%电量, 视频播放
31、最长可达19小时需使用20瓦以上的电源适配器3095 mAhiPhone 122020.10.13162 克146.7*71.5*7.4MagSafe无线充电(功率最高可达15瓦) Qi无线充电(功率最高可达7.5瓦) 可快速充电:30分钟最多可至50%电量, 视频播放最长可达17小时需使用20瓦以上的电源适配器2815 mAHiPhone 112019.9.11194克150.9*75.7*8.3Qi无线充电(功率最高可达7.5瓦)可快速充电:30分钟最多可至50%电量, 视频播放最长可达17小时需使用20瓦以上的电源适配器3110 mAHiPhone XR2018.10.26194 克15
32、0.9*75,7*8.3UI无线充电(功毕最商可达(3 瓦) 可快速充电:30分钟最多可至50%电量, 视频播放最长可达16小时需使用20瓦以上的电源适配器2900 mAHHUAWEIP502021.7.29181克1 二公二*72 Q*7 QO支持最大超级快充11V/6A,兼容10V/4A或10V/2.25A或4.5V/5A或5V/4.5A超级快充,兼容9V/2A快充4100 mAHHUAWEIP402020.4.81 ! U克148.9*71.06*8.5支持最大10V/2.25A超级快充,兼容4.5V/5A或5V/4.5A超级快充,兼容9V/2A快充oouumAHHUAWEIMate 4
33、02020.10.22188 克158.6*72.5*8.8有线充电:支持最大10V/4A超级快充,兼容10V/225A或4.5V/5A或5V/4.5A超级快充,兼容9V/2A快充。无线充电:支持40 W华为无线超级快充,支持无线反向充电4200 mAHHUAWEIMate 40 Pro2020.10.22212 克162.9*75.5*9.1有线充电:支持最大超级快充11V/6A,兼容10V/4A或10V/2.25A或4.5V/5A或5V/4.5A超级快充,兼容9V/2A快充。无线充电:支持50 W华为无线超级快充,支持无线反向充电4400 mAH苹果官网,华为官网,各大手机厂商相继取消附赠
34、充电头,转向快充充电器市场,快充趋势拉动BMS芯片需求。2020年10月,苹果官方宣布iPhone12不再附赠充电器,附赠数据线接口转为Type-C to Lightening,据充电头网,仅iPhone12机型就给市场增加了上亿台USB PD快充设备,并 让数十亿规模的PD快充配件的市场得到释放。小米随后推出了配备充电器和没有配备充电 器的两种版本,魅族推出“绿色焕新计划用户可以凭借两个旧充电器换取一个全新的魅 族18充电器,华为于2021年4月起推出不含充电器和数据线版本。各大厂商纷纷效仿苹果, 节约硬件成本、物流成本及包装成本,取消附赠充电头预计将成行业趋势,并加快布局快充、 无线充电产
35、品,此举有望进一步拉动手机电池管理BMS的需求。图27:小米充电器部分产品小*无小*CNV GaN 小*Tit0.小米官网,5G手机渗透率提升,耗能更高,对BMS芯片提出更高要求。随着5G手机全面普及,多摄 渗透率加速、120Hz高刷屏、更多5G射频元器件及高性能CPU迭代,不断提升手机的高 功耨参考力芯微招股说明书,根据Canalys预测,2023年全球5G手机出货量将达到7.74 亿部,占整个智能手机市场份额的51.4%;其中,中国作为全球5G网络建设的重点区域, 将是全球最大的5G智能手机市场,出货量预计占全球市场的34%O据元宇宙通信数据, 一般手机5G在网情况下比4G在网的能耗高出2
36、0%-30%, 5G手机相较于4G手机最大的 区别在于增设了 5G射频与5G天线模块,超高5G网速体验建立在更复杂、功耗更大的天 线与射频设计基础上,需要相应的电池电力驱动,此前被称为“大容量”的4000mAh已经 不是不可逾越的红线,4500mAh上下是当前5G手机电池容量的主流。各功能模块对手机电 池管理芯片的精度、功耗等性能提出了更高要求。图28: 2021年全球智能手机出货量和增长(百万)图29: 20192023年全球5G手机出货量(亿部)Vender2021 shipments (million)2021 Market share2020 shipments (million)20
37、20 Market shareAnnual growthSamsung274.520%255.520%7%Apple230.117%207.216%11%Xiaomi191.214%149.612%28%OPPO145.111%119.49%22%vivo129.910%112.69%15%Others379.428%420.533%-10%Total1350.2100%1264.8100%7%Canalys,Canalys,手机快充需求旺盛叠加5G热潮,手机BMS芯片未来可期。5G手机的发展渗透带动智能手 机快充市场增长,据充电头网统计,快充技术最早突破手机市场,共覆盖七大领域,2020 年
38、全球智能手机快充设备出货量为12.9亿台,占总市场的40.71%。据赛微微电招股说明书, 随着手机模块以及功能的复杂化,单部手机的电池管理芯片数量呈现出增长的趋势,高端智 能手机在电量计、电池保护、充电管理等方面对电池管理芯片的需求持续上升,平均每部智 能手机所需芯片数量达到4颗以上,手机BMS芯片市场迎来新动能。快充市场领域2020年全球出货量 (亿台)占比智能手机12.940.71%平板电脑1.65.05%笔记本电脑2.3517.42%显示器1.3664.31%新能源汽车0.03240.10%电动工具4.915.46%IOT8.5426.95%总计31.69图30 : 2020年全球快充市
39、场格局充电头网,图31: 2021年75款新机充电功率分布120W 66-90W 60-65W 50-55W 30-44W 18-25WPC ho me,32笔记本电脑及平板电脑:市场规模平稳,技术难度更高笔记本电脑对电池热管理要求更高。据battery univers让y,笔记本电脑电池一般由3组2个表1:部分电池包典型产品及参数概览_四谕僦据 闪充+ 4440mA h原整苕感00mA h产品外加.超大电池最大充电功率提升电栋电也离近的令物手机至55W,双连接器充电,转化 电池 率高达97%, 15分钟,即可 为4440mAh (典型值)的电 池充满50%o终止放电电压:3.0V充电电压:4
40、.4V充电电流:10AMAX(10AMAXto4.25V)放电电流:4.37AMAX尺寸:80.4*63.5*5.82mm厂家欣旺达电池容量:5200MAh笔记本电 ThinkPad X200,锂离子电池池电压:11.1V电芯数量:6参考时间:2-3小时尺寸:206.5*54*21.42mmThinkPad电池为内珞软包电池,容量达 5100mAh,采用双 IC 双 MOS 方案,多重保护,侧边U型胶 电池纸保护,提高电芯自身的抗刺破强度。应用领域:3c智能 平板电池采用商标一体化包裹,外 段 观美观,体型小巧。电池支持 快速充电,减少充电时间。应 电用领域/特点:智能穿戴类电池 池/蓝牙耳机
41、盒电池电芯:锂离子聚合物典型容量:5100mAh工作电压:3.82V放电截止电压:3.0V充电电压:4.4V标准充电电流:0.2C标准放电电流:0.2C尺寸:119mm*98.5mm*2.8mm电芯:锂离子聚合物容量:400mAh工作电压:3.85V终止放电电压:3.0V充电电压:4.4V充电电流:415mAMAX放电电流:400mA MAX尺寸:34.6*18.5*5.55mm欣旺达欣旺达智能手表电池电池是双电芯组合,电池容量 大,充电一次,续航48Ho电芯:锂离子聚合物容量:580mAh (MIN)工作电压:3.85V终止放电电压:3.0V充电电压:4.4V充电电流:1000mAMAX放电
42、电流:580mA MAX欣旺达采用 6slp 电芯细合万亲,看 四重保护,搭配MCU对温度、 手持 电压、电流智能实时监控,智 吸尘 能化管理及维护各个电池单 器电 元,防止电池出现过充电、过 池 温度和过放电,延长电池的使用寿命。电池的安全性佳,性 能强,放电倍率高。尺寸:28.28*30.1 *5.99mm电池类型锂离子电池组合方式6S1P额定容量2500mAh额定电压21.6V充电限制电压25.2V充放电倍率O.3C/37OW04C)尺寸 135.9*79.4*33mm欣旺达扫地 机电 池采用4S2P电芯组合方案,四 重保护,防水防震动跌落结 构,安全性佳,性能强,寿命 长,5200mAh超长待机。电池类型:锂离子电池组合方式:4S2P额定容量:5200mAh额定电压:14.4充电限制电压:16.8V 充放电倍率:0.5C/1C尺寸 43.4*142.1*44.5mm欣旺达各公司-$网二并联的电池串联组成,也可称为6芯(6颗电池),根据电池厚薄程度也分4芯和8芯,电 芯越多,待机时间越长。对于笔记本电脑,即使连接到外部电源或线路电源,也只会在充电 不足时为电池充电,以此减少充放电的循环次数,使电池寿命最大化。由于热量,笔记本电 脑中的电池老化速度比其他应用更快。在使用过程中,笔记本电脑的内部温度会上升到45 C,使得电池在高温下工作时的预期寿命是更温和的20