電池管理系統之應用趨勢與策略分析

<內容簡介>

過去鋰電池因高能量密度優勢，已在消費性電子產品上嶄露頭角，不過當鋰電池應用重點逐步移轉至市場火熱的電動車作為動力電池時，由於所使用之電池串數差異甚大，車輛運作環境也較消費性電子產品惡劣許多，許多在NB及手持裝置所被要求的電池規格已不敷使用，必須導入更多技術及功能才足以確保電動車使用之安全及效能。其中又以電池管理系統（BMS）技術之發展最受關注，並被視為電動車能否普及的關鍵技術之一。
以電動車而言，為增加電動車的續航力，必須透過電池組串聯的方式來提高電池總容量，然而電池芯出廠時初始電量即存在些微差異，且隨著操作環境、老化等因素，彼此間的不一致性將越趨明顯，電池效率、壽命也都將變差，加上過充或過放情況發生，嚴重可能導致起火燃燒等安全性問題。
因此，透過電池管理系統準確地量測電池組的使用狀況、保護電池不至於過度充放電，平衡電池組中每一顆電池的電量，以及分析計算電池組的電量並轉換為駕駛可理解的續航力資訊，以確保動力電池的安全工作環境，更提供優異續航電力，使電動車特性滿足消費者用車習慣，方為加速市場滲透之關鍵技術。本專題將透過情境分析，深入了解此產品之未來發展潛力，並剖析台灣廠商切入電池管理系統發展之機會，進而提出相關之策略與建議，以提供台灣欲投入之業者參考。
過去鋰電池因高能量密度優勢，已在消費性電子產品上嶄露頭角，不過當鋰電池應用重點逐步移轉至市場火熱的電動車作為動力電池時，由於所使用之電池串數差異甚大，車輛運作環境也較消費性電子產品惡劣許多，許多在NB及手持裝置所被要求的電池規格已不敷使用，必須導入更多技術及功能才足以確保電動車使用之安全及效能。其中又以電池管理系統（BMS）技術之發展最受關注，並被視為電動車能否普及的關鍵技術之一。
以電動車而言，為增加電動車的續航力，必須透過電池組串聯的方式來提高電池總容量，然而電池芯出廠時初始電量即存在些微差異，且隨著操作環境、老化等因素，彼此間的不一致性將越趨明顯，電池效率、壽命也都將變差，加上過充或過放情況發生，嚴重可能導致起火燃燒等安全性問題。
因此，透過電池管理系統準確地量測電池組的使用狀況、保護電池不至於過度充放電，平衡電池組中每一顆電池的電量，以及分析計算電池組的電量並轉換為駕駛可理解的續航力資訊，以確保動力電池的安全工作環境，更提供優異續航電力，使電動車特性滿足消費者用車習慣，方為加速市場滲透之關鍵技術。本專題將透過情境分析，深入了解此產品之未來發展潛力，並剖析台灣廠商切入電池管理系統發展之機會，進而提出相關之策略與建議，以提供台灣欲投入之業者參考。
<章節目錄>

第一章　電池管理系統市場應用現況

一.市場背景及發展現況

二.電池管理系統技術應用

三.電池管理系統廠商布局動態

第二章　電池管理系統技術發展趨勢分析

一.車廠供應鏈剖析

二.關鍵技術分析

第三章　台廠發展電池管理系統之情境分析

一.關鍵決策因子與可能情境組合

二.台廠發展情境分析

三.未來市場分析

第四章　台灣廠商未來發展之策略建議

一.不同情境下之發展策略

二.發展策略建議

三.TRI觀點

圖目錄

圖1.1　EV性能比較

圖1.2　台灣智慧電動車發展藍圖

圖1.3　2009～2020年電動車電池市場規模預估

圖1.4　動力電池中長期技術趨勢

圖1.5　動力電池危安事件

圖1.6　定電流／定電壓充電

圖1.7　具電池管理系統的充電器

圖1.8　使用穩壓器的系統方塊圖

圖1.9　使用量表的系統方塊圖

圖1.10　使用監視器的系統方塊圖

圖1.11　使用平衡器的系統方塊圖

圖1.12　使用保護器的系統方塊圖

圖1.13　類比式電池管理系統

圖1.14　數位式電池管理系統

圖1.15　集中式電池管理系統方塊圖

圖1.16　模組式電池管理系統方塊圖

圖1.17　主從式電池管理系統方塊圖

圖1.18　分散式電池管理系統方塊圖

圖1.19　電池管理系統的功能

圖1.20　未平衡之電池組

圖1.21　平衡之電池組

圖1.22　電池管理系統架構圖

圖1.23　TI電池管理系統架構圖

圖1.24　各廠商ASIC比較表

圖1.25　大陸電池管理系統代表性廠商

圖2.1　車廠電池管理系統供應關係

圖2.2　Toyota體系電池管理系統供應關係

圖2.3　Renesas電池管理系統架構圖

圖2.4　電池管理系統關鍵技術

圖2.5　電池管理系統發展趨勢

圖3.1　影響電池管理系統未來發展因子

圖3.2　不確定性與衝擊程度矩陣

圖3.3　xEV對BMS的倚賴程度

圖3.4　BMS三大應用領域

圖3.5　2009～2020年電動車用電池管理系統產值預估

圖3.6　2008～2020年再生能源產量與儲能裝置容量預估

圖3.7　2008～2020年延伸應用儲能所需電池管理系統產值預估

圖3.8　2009～2020年電池管理系統整體產值預估

圖3.9　車電俱佳、應用延伸情境市場趨勢

圖3.10　車憂電佳、應用延伸情境市場趨勢

圖3.11　車佳電憂、應用受限情境市場趨勢

圖3.12　車電俱憂、應用受限情境市場趨勢

圖3.13　四種情境下的產值趨勢

圖4.1　電池管理系統各種情境下發展策略

表目錄

表3.1　xEV動力電池種類比較

表3.2　電池管理系統情境組合

表3.3　各種情境組合下發展建議

表3.4　電池管理系統單價推移