8.電池管理系統(tǒng)

鋰電池在加熱、過充/過放電流、振動、擠壓等濫用條件下可能導(dǎo)致電池壽命縮短以致?lián)p壞，甚至?xí)l(fā)生著火、爆炸等事件，因此安全性問題成為動力鋰電池商業(yè)化推廣的主要制約因素。安全型、低成本、長壽命鋰離子電池的安全標準、安全評價方法、電池制造過程的安全與可靠性控制以及通過正負極材料、電解質(zhì)與隔膜優(yōu)選改善電池安全與可靠性是實現(xiàn)確保大型動力鋰離子電池安全可靠，實用化的關(guān)鍵。管理系統(tǒng)作為電池保護和管理的核心部件，不僅要保證電池安全可靠的使用，而且要充分發(fā)揮電池的能力和延長使用壽命，作為電池和車輛管理系統(tǒng)以及駕駛者溝通的橋梁，電池管理系統(tǒng)對于電動汽車性能起著越來越關(guān)鍵的作用。

電池管理系統(tǒng)與電動汽車的動力電池緊密結(jié)合在一起，對電池的電壓、電流、溫度進行時刻檢測，同時還進行漏電檢測、熱管理、電池均衡管理、報警提醒，計算剩余容量、放電功率，報告SOC&SOH狀態(tài)，還根據(jù)電池的電壓電流及溫度用算法控制最大輸出功率以獲得最大行駛里程、以及用算法控制充電機進行最佳電流的充電，通過CAN總線接口與車載總控制器、電機控制器、能量控制系統(tǒng)、車載顯示系統(tǒng)等進行實時通訊。

特斯拉獨特的分層電池管理系統(tǒng)將解決方案落實到每個電池單體，逐層監(jiān)控，要求每個層次的觀測指標都達到其設(shè)定的安全范圍，這樣的管理方式十分類似于國有銀行的風(fēng)險控制體系。除了在硬件上實施分層管理，特斯拉更強大的是其成熟的反饋～協(xié)調(diào)軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)中的檢測標準是特斯拉公司在長期試驗過程中積累下來的，也是其他公司難以在短期內(nèi)模仿的。

特斯拉選取的電池解決方案需要解決的主要問題有3個：1、保證電路中電流穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)，防止局部過熱引起18650電池的自燃；2、保證每個電池均在安全電壓內(nèi)工作，控制電荷平衡；3、減少外部沖擊對電池的影響。其他的問題還包括保證合適的濕度、煙霧濃度等。下面我逐層分析特斯拉的電池管理系統(tǒng)是如何實現(xiàn)分層管理的。

第一層：電池單體。電池單體是特斯拉安全任務(wù)落實的基礎(chǔ)。每節(jié)電池都內(nèi)置熱敏電阻（PTC），電流阻斷器（CID），壓力測試閥和耐高溫、穩(wěn)定性好的表層。熱敏電阻的電阻在溫度升高后迅速增大，減少電路內(nèi)電流，降低電路內(nèi)溫度；電流阻斷器在外部的壓力增大時，斷開電池與系統(tǒng)的連接，保證電路在非正常條件下的安全。

第二層：電池brick。電池的并聯(lián)過程中，每個并聯(lián)單元都配有保險絲、開關(guān)和電子集成器，整個電路與集電器相連。保險絲在電流過大時，會立刻熔斷，確保安全。集電器的作用是監(jiān)控電池單體的電荷量，確保不會某個電池因充放電或在溫度異常的情形下出現(xiàn)電荷量過高、過低的現(xiàn)象。當上述情況發(fā)生時，繼電器會幫助電池轉(zhuǎn)移電荷，達到電池單體間電荷的平衡。當電池發(fā)生異變時，單個電池電路上的電子集成器就會斷開開關(guān)，隔離該電池。

第三層：電池sheet。每個電池sheet層面上都配有電池監(jiān)控板（BMB）和冷卻系統(tǒng)。電池監(jiān)控板主要負責(zé)監(jiān)控每個電池brick的電壓、溫度、電流、濕度和整個sheet的電壓，確保其穩(wěn)定輸出；冷卻系統(tǒng)由一根環(huán)繞各電池單體的冷凝管構(gòu)成，冷卻液使用的是50%的乙二醇溶液，這是一種常見的抗凍劑，兼具散熱和保溫功能（凝固點是零下37.9度）；每個電池brick之間都配有保險絲，防止電流過大。

第四層：電池包及整車。電池包層面上設(shè)置BSM系統(tǒng)（BatterySystemMonitor），用以監(jiān)控整個電池包的工作環(huán)境，其中包括電池包的電流、電壓、溫度、濕度、方位、煙霧等指標；更上一層，整車層面上設(shè)置VSM（VehicleSystemMonitor），用以監(jiān)控BSM。

其他方面：為電池管理系統(tǒng)配備CANbus，用于連接控制系統(tǒng)和傳感器，其最大的優(yōu)點是僅僅用1～2根線就能傳輸大量的數(shù)據(jù)；車體還偵測加速度、對地角度、電池包上的煙霧、濕度、水分等指標，并反饋給電池管理系統(tǒng)，從而調(diào)節(jié)電池包內(nèi)的環(huán)境；高壓觸點全在密封件內(nèi)，只能用專用工具才能打開。

8.1電池管理系統(tǒng)部分重點個股

均勝電子：公司目前擁有資產(chǎn)包括子公司寧波均勝股份、長春均勝、華德塑料、華德奔源以及德國普瑞等，產(chǎn)品主要是三大類：汽車電子、發(fā)動機系統(tǒng)功能件和內(nèi)外飾功能件。

德國普瑞成立于1919年，總部位于德國薩勒河畔的巴特諾伊施塔特，擁有長達93年的電子產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗，于1988年進入汽車電子領(lǐng)域。德國普瑞的產(chǎn)品包括空調(diào)控制系統(tǒng)、駕駛員控制系統(tǒng)、電子控制單元及儀表、傳感器、創(chuàng)新自動化生產(chǎn)線。其中空調(diào)控制系統(tǒng)和駕駛員控制系統(tǒng)是目前最主要的產(chǎn)品。作為全球領(lǐng)先的高端汽車電子控制面板及模塊供應(yīng)商，德國普瑞的客戶涵蓋全球所有的高端車型生產(chǎn)廠商，包括奔馳、奧迪、寶馬、通用、福特等

同時，德國普瑞向?qū)汃Ri3純電動汽車提供電池管理系統(tǒng)，是國內(nèi)第一家向?qū)汃R公司提供電池管理系統(tǒng)的汽車零部件企業(yè)。普瑞為寶馬i3純電動汽車研制了兩種電子控制器～～電池管理單元和電芯監(jiān)控傳感單元。這兩種控制器的任務(wù)是通過給高壓電池進行均勻的充電來保證電池的最佳性能。駕駛過程中，電力下降以及由制動和充電引起的電力上升，使電池處理處于持續(xù)工作狀態(tài)。同時，電池單體通常會因老化程度和容量的差異在充電中顯示出不同的電壓水平。因此，電芯監(jiān)控傳感器對每一個電池單體的電壓和溫度都會進行實時監(jiān)控。電池管理單元對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行處理，從而對不同的電荷狀態(tài)進行調(diào)節(jié)，以此保證電池的最佳性能。除了寶馬i3外，純電動寶馬ActiveE、像寶馬新混合動力5系列和電動摩托車BMWCevolution也采用了普瑞的技術(shù)。

目前電池管理系統(tǒng)占德國普瑞的收入比重較小，我們認為由于公司在電動汽車電池管理系統(tǒng)上具有先發(fā)優(yōu)勢，隨著電動汽車的推廣，公司電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域擁有廣闊的市場空間。預(yù)計公司2013～2015年EPS分別為0.47、0.68和0.79元，維持“增持”評級。

不確定性分析：下游訂單疲弱。

德賽電池：全球?qū)I(yè)的鋰電池電源管理系統(tǒng)（BMS）解決方案服務(wù)商，成長潛力巨大。

1、產(chǎn)品和技術(shù)（BMS）：BMS（BATTERYMANAGEMENTSYSTEM）電池管理系統(tǒng)是電池與用戶之間的紐帶，為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。隨著電池管理系統(tǒng)的發(fā)展，也會增添其它的功能。核心針對不同類型的電池特性差異、串并聯(lián)、存儲能量差異、壽命差異、電池電量估算困難等安全性問題。除了專業(yè)技術(shù)之外，也對產(chǎn)品的生產(chǎn)品質(zhì)管控要求非常高，也代表了公司的壁壘。

2、公司下游應(yīng)用廣泛，擁有小中大的完整BMS解決方案。公司是鋰電池BMS系統(tǒng)和封裝市場龍頭，產(chǎn)品包括電源管理系統(tǒng)和電池封裝業(yè)務(wù)兩大塊，下游應(yīng)用分三類：

2.1、微小型（藍微電子）BMS及封裝主要應(yīng)用在消費電子電源應(yīng)，屬于高端領(lǐng)域市場占有率全球領(lǐng)先；致力于成為全球鋰電池電源管理解決方案服務(wù)商，與三星、索尼、蘋果、百得、寶時得等國際一流消費電子企業(yè)建立穩(wěn)固合作關(guān)系。

2.2、中型主要是電動工具電池模組，電動工具分兩類，一是室內(nèi)，一般為3～5個電芯；另一個是戶外，一般為10～30個電芯。公司是三星SDI電動業(yè)務(wù)的核心供應(yīng)商；2.3、大型領(lǐng)域（參股公司億能電子）主要針對新能源汽車領(lǐng)域，公司BMS產(chǎn)品性能領(lǐng)先、可靠性高，已經(jīng)批量生產(chǎn)。產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會、天津達沃斯論壇等國際性重大活動的純電動公交大巴，北汽、長安、東風(fēng)、福田、廣汽、江淮、金龍等國內(nèi)汽車廠的商用車、乘用車中，與中信國安盟固利、中航鋰電、普萊德、天津力神等知名電芯廠開展了廣泛合作，產(chǎn)品已經(jīng)通過嚴格測試和汽車廠的試用，實現(xiàn)批量供貨。

3、公司成長性。公司在高端消費電子領(lǐng)域牢牢的占據(jù)龍頭地位，產(chǎn)品有從手機向平板、筆記本電腦的品類擴張潛力，也有從國際一線廠商向二三線消費電子廠商擴張的潛力；在電動工具領(lǐng)域，鋰電芯的使用目前在全部鋰電芯市場份額中排在第三位，僅次于智能手機和移動電腦，市場足夠大；在電動車領(lǐng)域，伴隨國內(nèi)霧霾成為常態(tài)，國內(nèi)環(huán)保意識的興起，未來電動車市場將飛速發(fā)展，目前僅僅是導(dǎo)入期，而且汽車市場的單品價值更大。

4、業(yè)績分析。我們預(yù)測未來2年公司銷售收入成長性在35%左右，考慮到公司毛利率的下滑，我們穩(wěn)健預(yù)測公司2014和2015年每股收益分別為1.95和2.64元，考慮到公司在中大型BMS解決方案的滲透能力，我們認為可以給予2014年動態(tài)33倍左右的PE水平，給予64元的目標價，“買入”評級。