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若从讨论度来看，动力电池的声量比之2022年及以前小了许多，不热闹了。
对此，我们也有深切体会。在第四届xEV电池技术论坛的整个演讲邀约期间，不少公司都表示，没什么新技术好讲。
难道动力电池技术真的已经卷到底了吗？
01.
结论先行，PACK和结构件的卷空间不大；电芯有潜力可挖，但距离产业化、商用化还有一段路程要走；电子部件，反倒展现出更大的发展空间。
整个电池系统从上层到下层剥洋葱式展开，大概可分为PACK、电芯、结构件和电子部件。
PACK，入局公司（包括动力电池企业和主机厂）都更注重空间利用率、成本控制以及生产工艺的改进。
主机厂应用的电池包方案多为CTP、CTB、CTC，为电芯提供更多的填充空间，也就是提高了体积空间利用率，简称“得房率”。目前该利用的也差不多利用了，得房率提高空间极其有限。
结构件，电池Pack降本的方式之一便是结构创新。从当初的模组到CTP，再迭代到集成度更高的CTC和CTB，模组的侧板及底板、Pack内的横梁框架被一步步取消，电池包上盖和托盘的强度得以加强，这时复材与钢材复合的方式替代纯钢材的应用，阻燃喷涂被用以防火。除此之外，结构件的升级空间不大。
电芯，快充、固态电池，源于既要又要还要的需求（价格低、续航长、充电快），为动力电池市场激发了一些活力。很明显，三要取其二或一会更容易实现。
B级车追求超快充性能，2C-4C-5C-6C-7C电芯规划不断涌现，目前3C~4C应用量稍高一些。价格更敏感的车型追求续航的增加，因此M3P/磷酸锰铁锂/混包等各种方案来提升LFP的能量密度。
固态电池，国家目前在积极引导、激励动力电池公司和主机厂协同作战，然而，从实验室研发到产业化、商用化还需要克服诸多技术障碍和成本问题，目前公认到2027年可能会是小规模量产，大规模上路要到2030年以后。
电子部件，如BMS、BDU、CCS、高压连接，随着动力电池对安全性和快充性能的追求，发挥着更加重要的作用。
在电动汽车市场规模增长期间，有一个问题始终困扰着电池厂和主机厂：能量密度第一还是安全第一。这本是两个维度的问题，可受限于技术成熟度和补贴的偏向，许多企业只能二者取其一。
2019年~2022年补贴对电池能量密度的要求从2017年~2018年的90Wh/kg和130Wh/kg提高到160Wh/kg，掀起高能量密度之风，NCM811一度成为座上宾，广受欢迎。“安全”一词终于在能量密度巅峰之时被重视起来，各大公司在发布会、论坛演讲中频繁提到自己的独到安全方案。随着新能源汽车渗透率的提升，电池的安全性、残值等问题仍制约着电动车的持续快速增长。
2023年~2024年，“快充”成为热词，提升用户体验，但对电池热管理、热安全等提出了挑战，也由此带来一些新材料、新技术的应用需求和市场机会
负责电池管理、高压连接和断路控制的电子部件，虽小但美，默默地为快充、集成化背后的安全需求发光发热，贡献自己的一份力量。
02.
NE时代尹昊越认为，近一年的主题，大家都是在围绕极高安全和极低成本两个话题来做文章。保证质量的前提下通过设计简化降本，将是电池部件企业的战略方向。![]()
结合第四届xEV电池技术论坛各位演讲嘉宾的分享，概括下来，动力电池电子部件正在向着“四化”的方向进化——系统集成化、硬件电子化、算法智能化、芯片国产化。随着电动汽车市场的快速发展和消费者对车辆性能、安全、续航等方面的要求不断提高，整车厂对电池管理系统BMS和电池断开单元BDU的性能也提出了更高要求。东风汽车研发总院贾舒渊贾博士指出，BDU与BMS的集成是电动汽车和动力电池技术发展的重要趋势之一，有利于提高电池管理效率、优化空间利用率、降低成本、增强安全性和可靠性，并满足市场对电动汽车性能和安全性的更高要求。目前各大主机厂均推出了BDU与BMS集成化产品，如东风、比亚迪、蔚来、广汽、理想等，为电池系统极致降本提供解决方案。联合电子也将BMS和BDU集成为一个Powerbox。联电王骞表示，其Powerbox已经批量生产。集成后的部件价值量更大，当然对BMS和BDU单个零件的质量和鲁棒性也提出更高要求，毕竟一个坏就得换整个部件。而且，这里面其实还涉及到一个归属问题，BMS到底和谁集成，归属哪个系统？王骞解释道，如今联电、比亚迪在内的供应商和主机厂都在做多合一，将BMS与MCU电机控制器、VCU等集成。至于具体怎么集成BMS，还是要看主机厂的软件架构。因为算法哪里都能放，且能体现出BMS的先进技术，而硬件没有壁垒，采样只能在电池包内。舍弗勒王智鹏说，目前舍弗勒在欧洲、北美、中国已在量产集成BDU的BMS、无线BMS等。随着中央计算与区域控制架构的演进，BMS有可能将经历物理融合、多合一集成以及功能重新分离再集成至底盘域控等多个阶段的发展。对于BMS的新产品形态，他认为，除了物理集成外，还有算法集成，尽量简化执行器，也就是将电池包所有的信号采集、接触器控制等作为一个执行器，同时软件上移，可以放在任何一个控制器中。如将BMS功能向上集成到区域控制器或主控制器中，去除微控制器（uC），降低物料清单（BOM）成本。王智鹏，舍弗勒中国区电控事业部车辆与电池控制业务单元负责人安波福彭大明分享了两种BDU方案。第一，伴随着客户对800V高性能车BDU的性能追求日益极致，同时又提出精细化的平台化设计要求，安波福配合客户推出了最新的液冷解决方案。第二，BDU, BMS, OBC和DCDC等主要器件深度集成，布置于电池包的二层，从而提高整车的空间和装配效率降低开发成。彭大明 ，安波福中央电气(上海)有限公司亚太区产品工程总监智新控制郑之兵提出了高压BMS与其他部件的几种集成方案，如CSC+BMU与BDU集成形态，节约PACK空间，减少主控插件数量，节省成本；将高压BMS-BMU分别集成到整车域控制器和MCU高压域控制器后，可大幅度降低成本，可利用域控的算力；BMU部分集成域控，借用域控板强度主芯片性能，可轻松实现实现SOX算法估算。厦门宏发陈克斌指出，高压直流继电器作为新能源汽车的一个关键部件，主要承载的功能是承担直流能量的运输。对于正不断涌现的一体化BDU方案，安全可靠是关键，宏发正在去连接器、去螺钉，尝试激光焊接的方式。
纳芯微谭园结合BMS的发展趋势谈到未来芯片需求趋势。随着整车的智能化发展，节点也需要更加智能，更高的功率密度，集成智能的配电系统，比如联电、东风提到的BMS与PDU的集成。此类趋势刺激高低边开关、eFuse、固态继电器的需求数量大幅度增加。同等功能下，智能配电盒的体积可以降到传统机械配电盒的1/2左右，重量降到1/3左右。纳芯微推出了1700V固态继电器、高边开关、eFuse产品。安波福彭大明也提出，在智能化BDU开发，采用IGBT半导体代替BDU正继电器。BDU作为一个长通的元器件，不需要很高的开关速度，所以IGBT的开关频率绝对足够了，且其电流载流量比较好。同时成本也是比较好的一个平衡点。森萨塔徐继刚表示，在动力电池领域的话，森萨塔主要提供的产品解决方案有接触器、保险丝（包括主动保险丝和主被动一体智能保险）、高效开关、以及多合一保护器 PyroTactor等产品创新。其中多合一保护器 PyroTactor兼容1000V系统应用，且接触器+保险丝实现功能的集成，免除匹配痛点。另外，HVDU 即高压分配系统是高压电动汽车核心部件，主要包括高压分配单元（PDU）、电池管理单元（BDU）、充电管理电压（CU）以及集成了DCDC、DCAC等功能模块。高效开关，则是为了解决400V的充电桩无法直接为800V电池包充电的问题，避免了普通继电器存在的风险、电感升压的功率损耗问题，而且更经济。硬件电子化外，谭园还指出，纳芯微随着电动汽车对续航的要求越来越高，电池串联数量增加，需要更精确的电量监控，那么就需要更加专用的芯片，比如AFE芯片、BJB芯片。这些芯片的通道要更多，采样精度更高，同步性更好，范围更宽。在东风贾舒渊看来，减少对进口芯片的依赖，推动国内芯片企业的技术创新，将增强国内汽车产业的竞争力。AFE作为BMS中的关键组件，负责采集电池的电压、电流等信息。随着国产化芯片技术和性能的提升，AFE开始融合更多的功能，如ADC（模数转换器）、保护电路等。这种功能集成减少了外部元件的数量，简化了电路设计，从而降低了BOM（物料清单）成本。这使得BMS制造商能够以更低的价格提供更高性能的产品，增强了市场竞争力。贾舒渊还分享了FPC直连带来的创新，FPC与BMS控制板的直接连接简化了结构设计、提高了可靠性并降低整体成本。他认为，AFE融合更多功能和FPC直连等创新推动了BMS技术的不断发展和完善。这些创新使得BMS能够更好地适应新能源汽车市场的快速变化和技术进步。NE时代尹昊越经过梳理发现，近期，无论是AFE芯片还是MCU芯片，主要以国外芯片大厂为供应主力。这类芯片目前处于去库存的状态，从去年年末至今，整体上一直处于降价的状态。这种降价状态导致了该部分物料成本的下降，整体价值不高。另外，在国产化方面，目前热度较高的是隔离芯片。隔离电源常用于高压采样和MCU之间的隔离通信供电以及高压采样电路供电。纳芯微，隔离技术格外突出，推出了集成变压器和隔离IO，系统EMI表现更好，辅助电路更简洁，集成度更高。智能电池的概念在近年来确实受到了广泛的关注和讨论，包括四个方向：前三个方向已在各大电池厂得到推广，第四个方向随着大模型的突破性进步成为主要的探索方向。东风贾舒渊、联合电子王骞都提出车端平台不足，需要使用基于AI大模型的车云一体BMS。以车端算法为主，云端算法为辅，实现端云一体电池监控、预测和报警，采用大数据+专家机理双模型驱动，在电芯一致性、自放电、SOH等8个维度，应用18项云端预警算法，24h实时监控预警，预警准确率可达到95%以上。NE时代尹昊越提及算法方面的发展历程，从过去的查表方法到现在的大数据、大模型方法（如神经网络）。当前算法（如神经网络等）具有高灵活度，后续可以适配更加复杂的电池系统。但是这些模型大多还没有特别完善的数据库，同时，缺乏失效经验的数据。因此，这些算法在装车（或实际应用）上可能会比我们期待的更晚一些。国轩高科许建豪和珅斯曾凤林的重点都集中在功能安全。珅斯曾凤林认为，现在行业存在四大痛点。第一，哨兵模式下，电池的放电电流非常小，而电池包的电流高达几百安甚至是一千多安，10A以下小电流测量精度无法保证，因此，需要一种电流传感器，既能精确测量大电流，又能在小电流时保持测量的准确性和安全性。第二，5/6C 大电流快充下，持续7-10分钟800-1200A直流大电流对热管理提出更高挑战。第三，成本，目前整个行业都非常重视的问题。第四，缺少有功能安全经验的供应商使得系统功能安全设计挑战更大。对于上述痛点，低成本开环霍尔技术能够实现高精度测量，同时，珅斯采用数模混合技术、磁误差补偿算法、温漂补偿、分段增益校准等核心技术，提高测量精度，解决哨兵模式小电流精度、大电流发热、成本及功能安全的问题。国轩高科许建豪介绍了动力电池安全分析的方法，如FMEA、FTA、DFA、FMEDA，从定性的角度去证明单点失效、多点失效和针对成为潜伏的失效是否有合理的安全机制的去覆盖，如果没有的话，需要在安全分析的过程中推导出机制。DFA 分析是关键难点，DFA是以分析架构和需求的安全薄弱点为导向，识别引起级联失效和共因失效的潜在DFI，确认设计中已经充分实现了功能安全所需的独立性或免于干扰的能力。国轩提出BMS应用冗余分解的独立性解决思路：1.传感器的冗余独立性保障；2.微控制器芯片的冗余独立性保障；3.执行器的冗余独立性保障。
End.
尽管动力电池包中的电子部件在体积、价值量以及其他一些方面的考量上可能不如电气部件那么显著，但经过实际观察，我们发现，动力电池的安全性在很大程度上是由这些电子部件的可靠性来保障的。
针对BMS、BDU等动力电池电子部件，多家公司提出了集成化方案，旨在使电池包的设计更加简洁。但集成化的设计也对单个零件的质量提出更高的要求，因为此时任何一个零件的缺陷都可能成为影响整个系统性能的短板，即所谓的“木桶效应”。这意味着在追求集成化的同时，必须确保每个组件都能达到高标准的质量要求，以维护整个电池包的可靠性和安全性。
而硬件电子化、算法智能化以及功能安全的重视，都在促使集成系统越来越成熟、可靠。
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