Система управления батареями (BMS) Размер и прогноз рынка

Система управления батареями (BMS) В 2024 году объем рынка оценивается в 12007,63 миллиарда долларов США. и, по прогнозам, к 2031 году достигнет 45145,46 миллиардов долларов США, а Среднегодовой темп роста 19,86% с 2024 по 2031 год.

• Глобальная система управления батареями — это не физический объект, подобный гигантской энергосистеме для всего мира. батареи. Вместо этого это относится к широкому спектру систем управления батареями (BMS) в глобальном масштабе, охватывающему технологии, производителей и рынки, которые разрабатывают, производят и внедряют эти решения.
• BMS играет решающую роль. роль в обеспечении безопасной, эффективной и надежной работы аккумуляторов. Он отслеживает такие факторы, как напряжение, ток, температура и состояние каждого элемента аккумуляторной батареи.
• Глобальные системы управления батареями (BMS) имеют решающее значение для обеспечения безопасности и долговечности батарей в широком диапазоне. приложений. От электромобилей и бытовой электроники, такой как ноутбуки и телефоны, до крупномасштабных систем, таких как хранилище возобновляемой энергии для солнечной и ветровой энергии, сетевое хранилище энергии для стабилизации энергосистемы и даже системы резервного электроснабжения, технология BMS играет жизненно важную роль в оптимизации производительность и срок службы батареи.

Основные движущие силы рынка

• Интеграция возобновляемых источников энергии Растущее внедрение возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, представляет собой проблему – эти источники являются прерывистыми, то есть они не генерируют электроэнергию постоянно. Чтобы эффективно использовать возобновляемую энергию, нам нужны эффективные решения для хранения энергии. Системы управления батареями играют жизненно важную роль в оптимизации производительности и срока службы этих крупномасштабных систем хранения батарей. BMS обеспечивает эффективную зарядку и разрядку аккумуляторов, предотвращая повреждения и продлевая срок их службы. Это имеет решающее значение для превращения возобновляемой энергии в надежный и экономичный источник энергии.
• Рост аккумуляторных батарей Широкое использование аккумуляторных батарей в различных приложениях, от бытовой электроники до энергетики. инструментов, растет потребность в эффективном управлении батареями. BMS помогает продлить срок службы аккумуляторов, повысить производительность и обеспечить безопасную работу этих устройств.
• Растущий спрос на электромобилирастущая популярность электромобилей (EV) и гибридных электромобилей ( HEV) является основным драйвером. Поскольку автопроизводители уделяют внимание увеличению запаса хода и эффективности, усовершенствованная система BMS становится необходимой для безопасного и эффективного управления более крупными аккумуляторными блоками.

Основные проблемы

• Состояние Оценка заряда (SoC). Точное определение оставшегося заряда аккумулятора (SoC) имеет решающее значение для оптимальной производительности и дальности действия. Однако различные факторы могут усложнить считывание показаний SoC, включая колебания температуры, эффекты старения и изменения тока разряда. Эти факторы могут привести к недооценке или переоценке истинного SoC, влияя на производительность батареи и потенциально вызывая проблемы с безопасностью. Например, недооценка SoC может привести к неожиданному разряду мощности автомобиля, а переоценка может вывести аккумулятор за пределы безопасных рабочих пределов.
• Стандартизация Отсутствие стандартизированных протоколов связи. а интерфейсы между BMS и другими системами могут создавать проблемы совместимости. В настоящее время предпринимаются усилия по стандартизации, но для плавной интеграции различных приложений необходим единый подход.
• Повторное использование аккумуляторов и второй срок службы. По мере роста рынка электромобилей будет резкое увеличение количества использованных батарей. Разработка эффективных и экономичных способов управления, диагностики и повторного использования этих батарей для использования в бывших в употреблении устройствах является непростой задачей. Современные алгоритмы BMS часто полагаются на исходные данные о характеристиках, что делает их менее эффективными для использованных аккумуляторов.

Основные тенденции

• Особое внимание функциональной безопасности< /strong>поскольку аккумуляторная технология становится жизненно важной в электромобилях и крупномасштабных хранилищах энергии, обеспечение безотказной работы систем управления батареями (BMS) имеет решающее значение. Это требует многостороннего подхода, включающего резервные системы, отказоустойчивые механизмы и тщательное тестирование. Резервирование включает в себя резервные системы для ключевых функций, таких как датчики и элементы управления, чтобы гарантировать работу во время сбоев основных компонентов. Механизмы отказоустойчивости, такие как автоматическое отключение, предотвращают катастрофические события, вызванные неисправностями датчиков или системными ошибками. Наконец, строгие процедуры тестирования и нормативные стандарты безопасности гарантируют, что BMS соответствующим образом реагирует на различные сценарии неисправностей.
• Сосредоточьтесь на усовершенствованных химических составах батарейпоскольку существует потребность в более высокой плотности энергии и более быстрой зарядке батарей. растет, наблюдается сдвиг в сторону передовых химических технологий, таких как литий-ионный никель-марганец-кобальт (NMC) и литий-кремний (Li-Si). Эти химические вещества требуют более сложных решений BMS для обеспечения оптимальной производительности, безопасности и долговечности из-за их уникальных характеристик и потенциальных механизмов разложения.

Региональный анализ рынка систем управления батареями

Вот более подробный региональный анализ рынка медицинского оборудования длительного пользования

Азиатско-Тихоокеанский регион

• Ожидается, что этот регион будет занимать доминирующее положение на мировом рынке систем управления батареями. Азиатско-Тихоокеанский регион является локомотивом на рынке систем управления батареями (BMS), поскольку регион является центром для крупных производителей электромобилей, таких как Китай, Япония и Южная Корея. Столь быстрый рост производства электромобилей приводит к растущему спросу на BMS для оптимизации работы аккумуляторов и обеспечения безопасности в этих транспортных средствах.
• Азиатско-Тихоокеанский регион является мировым лидером в производстве бытовой электроники и может похвастаться населением с ненасытным аппетитом к электромобилям. новейшие ноутбуки, смартфоны и носимые устройства. Эти гаджеты все чаще оснащаются мощными батареями, способными обеспечить повышенную производительность. Однако для эффективного управления этими мощными батареями и обеспечения их безопасности на протяжении всего срока службы необходимы сложные системы управления батареями (BMS). BMS играет решающую роль в оптимизации срока службы батареи, регулируя циклы зарядки и разрядки, предотвращая перезарядку и перегрев, а также отслеживая состояние батареи. Это гарантирует, что потребители получат максимальную отдачу от своих устройств, и поможет продлить срок службы батарей, уменьшая необходимость в частой замене.
• Многие правительства в Азиатско-Тихоокеанском регионе активно продвигают внедрение экологически чистой энергии с помощью различных политик. . Эта политика может включать финансовые стимулы для производителей электромобилей и аккумуляторных систем хранения, налоговые льготы для потребителей, приобретающих электромобили, субсидии на установку солнечных панелей и ветряных турбин, а также инвестиции в исследования и разработки технологий чистой энергии. Создавая нормативно-правовую и экономическую среду, благоприятствующую экологически чистой энергии, правительства Азиатско-Тихоокеанского региона способствуют росту рынка ЗГМ.

Европа

• Европа является рассадником инноваций в автомобильной промышленности, где могут похвастаться такими легендарными автомобильными компаниями, как Volkswagen, Daimler и BMW. Эти титаны автомобильного мира вступают в новую эру электромобилей (EV). Чтобы оставаться конкурентоспособными, они вкладывают значительные средства в разработку электромобилей следующего поколения с увеличенным запасом хода, превосходными характеристиками и передовыми функциями. Важнейшим компонентом достижения этих целей является система управления батареями (BMS).
• В Европе действуют одни из самых строгих экологических норм в мире, особенно в отношении качества воздуха и выбросов парниковых газов. Эти правила являются основной движущей силой внедрения электромобилей (EV) и возобновляемых источников энергии.
• Европа также является лидером по внедрению возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия. Однако непостоянный характер этих возобновляемых источников энергии представляет собой проблемуони не производят электроэнергию постоянно. Для эффективной интеграции возобновляемой энергетики в энергосистему и обеспечения надежного электроснабжения необходимы крупномасштабные системы хранения энергии. Эти системы хранения энергии обычно основаны на литий-ионных батареях, а эффективные системы управления батареями (BMS) необходимы для управления этими блоками батарей. BMS обеспечивает эффективную зарядку и разрядку аккумуляторов, предотвращая повреждения и продлевая срок их службы.

Северная Америка

• интерес потребителей к электромобилям (EV) быстро растет в Северной Америке, чему способствуют такие факторы, как повышение экологической осведомленности, опасения по поводу роста цен на газ и правительственные стимулы. Этот энтузиазм в отношении электромобилей усиливается благодаря популярным производителям, таким как Tesla, и растущему числу авторитетных автопроизводителей, выходящих на рынок электромобилей с привлекательными новыми моделями. По мере того как потребительское внедрение электромобилей ускоряется, ожидается, что спрос на системы управления батареями (BMS) для обеспечения оптимальной производительности и безопасности аккумуляторных блоков в этих транспортных средствах будет пропорционально расти.
• Значительные инвестиции делаются в Северной Америке. модернизировать энергосистему. Ключевой аспект этой модернизации предполагает интеграцию возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия. Эффективные решения для хранения энергии имеют решающее значение для обеспечения этой интеграции, а системы управления батареями (BMS) играют жизненно важную роль в управлении этими крупномасштабными системами хранения батарей.
• Правительства Северной Америки предлагают стимулы для содействия внедрению электромобилей и чистые энергетические технологии. Эти стимулы могут принимать форму налоговых льгот для потребителей, приобретающих электромобили, субсидий для компаний, производящих электромобили и аккумуляторные батареи, или финансирования исследований и разработок экологически чистых энергетических технологий. Предоставляя финансовую поддержку, правительства могут помочь стимулировать рост рынка BMS в Северной Америке.

Анализ сегментации глобального рынка систем управления батареями

Глобальные системы управления батареями Рынок (BMS) сегментирован по типу, типу батареи, компоненту, топологии, применению и географическому положению.

Рынок систем управления батареями по типу

• Стационарная батарея
• Двигательная батарея

В зависимости от типа мировой рынок систем управления батареями (BMS) сегментируется на стационарную батарею и движущуюся батарею. Стационарные батареи заняли самую большую долю рынка в 2021 году. Стационарные батареи имеют более тяжелую решетчатую конструкцию и другие особенности, обеспечивающие длительный срок хранения. Они используются в портативных устройствах, таких как аварийное освещение и системы бесперебойного питания для больниц, заводов и телефонных станций, а также в значительной степени используются для хранения энергии, генерируемой наземными солнечными элементами. Стационарные аккумуляторы разряжаются нечасто и остаются на постоянном плавающем заряде. Являясь частью BESS, BMS разделяет свою роль в выполнении многих функций в стационарных батареях, что определяет выбор строительных блоков и архитектуры системы.

Чтобы охватить все базы, компоненты и технологии, такие как текущие датчики, датчики напряжения, термисторы, предохранители, балансиры, рубильники, мультиплексоры, часы реального времени (RTC), операционная система реального времени (RTOS), стандарт связи RS-485, аппаратный сигнал запроса прерывания, одноплатный компьютер, память , светодиодный дисплей, Ethernet и BLE используются BMS в стационарных батареях. Для этих батарей обычно используется модульная или децентрализованная топология БМ с несколькими массивами батарей, контролируемыми блоками управления или силовыми элементами (ПК), и каждый из компонентов отвечает за важную деятельность, направленную на управление, мониторинг и защиту батареи. .

Рынок систем управления батареями по топологиям

• Распределенные
• Модульные
• Централизованные