1.国内电池管理IC产业蓬勃发展，进口替代趋势明显。电池管理芯片属于电源管理芯片的细分领域，它能够确保电池安全稳定输出电能。电池管理芯片的国产化率显著低于电源管理芯片行业整体国产化率，德州仪器(TI)是行业龙头，国内企业深耕细分赛道，进口替代进程加快。
　　 2.下游应用场景逐渐拓宽，需求拉升，助推电池管理IC行业。据赛微微电招股书援引Mordor Intelligence统计数据，2024年全球电池管理芯片市场规模预计将增长至93亿美元。近年来，随着下游通讯、消费电子、工业、新能源汽车、储能等领域技术快速发展，对电池管理芯片产品的性能要求不断提升，推动电池管理芯片不断向高精度、低功耗、微型化、智能化方向不断发展，同时促进了全球电池管理芯片市场的持续增长。
　　投资建议：随着下游新应用场景出现，电池管理IC总量增长，国产厂商凭借国产替代趋势拥有更大增长空间。建议关注中颖电子、芯海科技、赛微微电等。
　　风险提示：经济和市场波动风险；下游需求不及预期风险；市场竞争加剧风险；产品研发不及预期；供应链风险。

研究报告全文：证券研究报告优于大市维持锂电池管理芯片研究郑宏达SAC号码S0850516050002华晋书SAC号码S08505210900012023年01月16日投资要点1国内电池管理IC产业蓬勃发展进口替代趋势明显电池管理芯片属于电源管理芯片的细分领域它能够确保电池安全稳定输出电能电池管理芯片的国产化率显著低于电源管理芯片行业整体国产化率德州仪器TI是行业龙头国内企业深耕细分赛道进口替代进程加快2下游应用场景逐渐拓宽需求拉升助推电池管理IC行业据赛微微电招股书援引MordorIntelligence统计数据2024年全球电池管理芯片市场规模预计将增长至93亿美元近年来随着下游通讯消费电子工业新能源汽车储能等领域技术快速发展对电池管理芯片产品的性能要求不断提升推动电池管理芯片不断向高精度低功耗微型化智能化方向不断发展同时促进了全球电池管理芯片市场的持续增长投资建议随着下游新应用场景出现电池管理IC总量增长国产厂商凭借国产替代趋势拥有更大增长空间建议关注中颖电子芯海科技赛微微电等风险提示经济和市场波动风险下游需求不及预期风险市场竞争加剧风险产品研发不及预期供应链风险2请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明概要1行业概述国外厂商全线布局细分赛道国内厂商奋起直追2需求推动消费动力和储能三管齐下共同发力拉动增长3请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明概要1行业概述国外厂商全线布局细分赛道国内厂商奋起直追11什么是电池管理系统12市场规模与竞争格局13电池管理IC功能介绍4请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明11什么是电池管理系统电池管理芯片针对电池提供电池计量状态监控及电池保护充电管理等功能电池安全芯片主要用于电池状态监控和电池单体均衡通过实时监测每节电池或电池包避免出现过充过放过流和短路等故障从而使电芯在安全稳定的范围内工作延长电池寿命保障使用者的安全电池计量芯片可以提供电池的准确电压电流温度健康度等信息可以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电池充电芯片是充电时控制和检测电流和电压的电器以最佳的状态为电池充电电池认证芯片集成了专业的加密认证算法比如SHA-1电池管理产品示意图SHA-256ECC等来标识电池是授权的只有授权的安全的电池才能使用或充电电池监测器MonitorAFEAFE为MCU和电量计提供电芯和模组的电压温度和电流等信息由于AFE在物理上离电池最近AFE还可以控制断路器如果触发任何故障断路器会将电池与系统的其余部分断开均衡器Balancer电池均衡是通过对多节串联电池进行容量最大化处理确保各个电池单元能量可用以此来延长电池使用寿命的技术资料来源TI电源管理指南2018海通证券研究所5请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明512市场规模与竞争格局根据赛微微电招股书援引MordorIntelligence统计数据2020年全球电池管理芯片市场规模预计为74亿美元2024年预计将增长至93亿美元电池管理IC市场规模资料来源赛微微电招股书援引MordorIntelligence海通证券研究所6请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明12市场规模与竞争格局德州仪器TI是行业龙头TI的电池管理芯片产品包括充电器电量监测计监控器和保护IC可用于工业汽车和个人电子产品应用TI布局资料来源TI官网海通证券研究所7请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明713电池管理IC功能介绍充电IC简单而言是充电时控制和检测电流和电压的使得电器以最佳的状态为电池充电据知科技援引德州仪器TI电池管理产品BMS大中华区市场和应用部门经理文司华介绍电池容量的突变并不在于电池密度是否有显著提高而在于手机的屏幕变大了所以电池容量电池空间增大另外电池电压也在不断提高原来都是42V电池现在变成435V电压提高的原因是电芯每增加01V能让电池续航时间提升58左右价格差距较大TI现有产品线报价03-64美金充电电流特性资料来源百度百科海通证券研究所8请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明813电池管理IC功能介绍保护IC避免出现过充过放过流和短路等故障从而使电芯在安全稳定的范围内工作延长电池寿命保障使用者的安全过充过放对电池的损害都是致命的不同之处仅在于过充产生大量气体易自燃和爆炸表象剧烈过放外观变化和缓但失效速度却极快在正常使用中都应严格避免出现对于单体电池而言在充放电的过程中如果过充或者过放电都会造成电池内阻增大负极析锂容量减小等一系列问题使电池在使用过程中存在安全和寿命缩短的问题对于电池组而言在成组之前就需要单体电池的电性能基本一致在使用过程中也需要保持各个单体电池的性能一致性这样电池才能尽量发挥111的效果TI现有产品线报价015-531美金过充原理图电路示意图资料来源先进电池之家公众号电子工程世界企鹅号海通证券研究所9请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明913电池管理IC功能介绍计量IC电量计功能模块负责记录流入和流出电池组的电荷电荷是电流与时间之积设计电量计时可使用多种不同的技术测量电流的方法之一是使用电流感测放大器和带有嵌入式低分辨率ADC的MCU电流运算放大器在高共模环境中工作它负责放大分流器上差分信号以支持更高的测量分辨率这种设计技术以牺牲动态范围为代价其他技术使用高分辨率ADC或昂贵的电量计IC了解负载行为的电流消耗-时间关系可确定电量计设计的最佳类型SOHStateOfHealth主要表征当前电池的健康状态为0-100之间数值一般认为低于80以后电池便不可再用可以用电池容量或内阻变化来表示用容量时即通过电池运行过程数据估算出当前电池的实际容量与额定容量的比值即为SOH准确的SOH会提高电池衰减时其他模块的估算精度SOCStateOfCharge属于BMS核心控制算法表征当前的剩余容量状态主要通过安时积分法和EKF扩展卡尔曼滤波算法并结合修正策略如开路电压修正充满修正充电末端修正不同温度及SOH下的容量修正等安时积分法在保证电流采集精度条件下比较可靠但鲁棒性不强由于存在误差累计必须结合修正策略而EKF鲁棒性较强但算法比较复杂实现难度大国内主流厂家一般常温可以做到精度6以内在高低温和电池衰减时的估算是难点SOEStateOfEnergy算法国内厂家现在开发的不多或采用较为简单的算法查表得到当前状态下剩余能量与最大可用能量的比值该功能主要用于剩余续航里程估算TI现有产品线报价051-1156美金资料来源TI官网东莞钜大锂电官网电子元件技术网10请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明海通证券研究所13电池管理IC功能介绍计量IC难点所在BMS的剩余容量估算一直是业界难点首先这是一个根据电池组电压电流放电倍率温度等因素经过算法计算的估算值要求系统先要采集的足够准足够快才能保证最后的结果准确这又对主控芯片的处理速度AFE的精度采集电流的方案选择温度传感器的精度提出新的要求还有从系统整体考量采样频率的大小诸多因素有关选用高处理速度高精度的芯片势必会增加成本采样频率越快系统负荷也越大所以在目前技术条件下业界都是参考具体项目来权衡各方面因素电量计拥有电池的准确电压电流温度健康度等信息能够实时根据当前电池状态向主机充电器索取最合适的充电电压充电电流能够在安全的条件下实现多种形式充电需求比如线损补偿快充降额充电等等SOC的状态示意图资料来源TI电量计应用指导海通证券研究所11请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明1113电池管理IC功能介绍计量IC拓展现行设备中有三种电量计分别是1直接电池电压监控方法电池电量的估计是通过简单地监控电池的电压得来的尽管该方法精度较低和缺乏对电池的有效保护2电池建模方法根据锂电池的放电曲线建立一个数据表每测量一个电压值根据该电压去表中查出所对应的电量测量精度可以达到53库仑计在电池串入一个电流检测电阻该电流与时间做积分就是变化的电量因此其可以精确跟踪电池的电量变化精度可达1最准确和经济的解决方案是使用具有低漂移和高共模额定值的16位或更高分辨率ADC来测量感测电阻器上的电压高分辨率ADC提供大的动态范围但以牺牲速度为代价AFE模拟前端芯片直接连着电芯面临抗大量浪涌脉冲冲击更高精度采样更高安全等级等多种高难度技术门槛的芯片设计要求如果没有了AFE模拟前端芯片BMS电池管理系统也就成了无根之木核心在建模或者ADC资料来源TI电量计应用指导海通证券研究所12请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明1213电池管理IC功能介绍多电芯均衡什么是电池的一致性简单的说就是同型号单个电池之间的重量电压内阻等关键指标的偏差程度偏差越大一致性越差事实上新能源汽车电池是把大量的单个电池通过串联和并联的方式组成电池组串联得越多不一致性放大倍数越多电池寿命越短这也是我们日常生活中不同品牌新旧程度不一的电池不要混用的原因但在当前技术现状下要求电池包内所有电芯完全一致是几乎不可能的事情这就意味着各电芯间会存在着不一致的工作条件内阻发热量SOC区间及不同的老化率所以需要均衡管理BMS有被动均衡管理和主动均衡管理两种方式主动均衡与被动均衡资料来源恩智测控NGI公众号海通证券研究所13请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明13概要2需求推动消费动力和储能三管齐下共同发力拉动增长21消费电子常见的电池管理系统22双轮电动车端常见的电池管理系统23电动汽车端常见的电池管理系统24储能与动力电池管理系统的不同之处14请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明21消费电子常见的电池管理系统随着通信市场逐渐向高能耗的5G手机迭代续航焦虑催生出对大功率快充的需求不断升级的终端设备也对电池管理提出了更高的技术要求其中用于评估电池剩余容量和健康状态的BMS电量计芯片亦随之迎来新的挑战而电量计作为快充功能的一个关键模块如果要参与到快充控制就需要支持小阻值电流采样电阻以便支持较大的充电电流荣耀50手机资料来源南方Plus网易号eWiseTech微信公众号海通证券研究所15请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明21消费电子常见的电池管理系统据IT之家百家号援引AksjeBloggen数据全球笔记本电脑出货量在2020年达到22亿台时代周报百家号援引StrategyAnalytics2021年同比增长19再次达到创纪录的268亿台联想居第一2021年全年共出货6340万台年增长率达到16市场份额占比达24惠普5900万台yoy14份额22戴尔4570万台yoy29份额17每日经济新闻百家号援引IDC2021年全球共计出货平板电脑169亿台较2020年增长32其中苹果以342的市场份额稳居第一出货量达到了5780万台三星183的市场份额排名第二出货量为3090万台笔记本电池2021年全球笔记本电脑市场格局资料来源百度百科IT之家百家号援引StrategyAnalytics海通证券研究所16请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明1621消费电子常见的电池管理系统小米手表紫米充电宝MOMA猛玛LARK150便携式领夹麦克风华为FreeBuds4E耳机17资料来源充电头网搜狐号新浪财经援引充电头网我爱音频网我爱音频网企鹅号海通证券研究所17请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明22双轮电动车端常见的电池管理系统据赛微微电招股书援引EVTANK和QYResearch数据2020年中国轻型电动车辆出货量为2429万辆其中锂电电动两轮车1136万辆电动平衡车929万辆电动滑板车产量364万辆据赛微微电招股书显示业内一辆锂电电动两轮车通常使用4-8颗电池安全芯片一辆电动平衡车或电动滑板车通常使用2-4颗电池安全芯片外加1颗电量计和1颗充电管理芯片小牛电动车电池保护板图资料来源电动车讯息公众号海通证券研究所18请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明1823电动汽车端常见的电池管理系统根据市界百家号目前在电动汽车中40的成本来自电池因此电池的性能和寿命成为了电动汽车品牌取得成功的关键因素集中式BMS集中式BMS具有成本低结构紧凑可靠性高的优点一般常见于容量低总压低电池系统体积小的场景中分布式BMS分布式的BMS架构能较好的实现模块级和系统级的分级管理电动车BMS框图资料来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