機構數據顯示,2022年全球電池包斷開單元(BDU)市場規(guī)模大約為15.33百萬美元,預計未來六年年復合增長率CAGR為22.1%,到2029年達到69.66億美元。亞太地區(qū)作為最大的市場,占有大約69%份額。而中國作為亞太最大的新能源乘用車市場,其對BDU市場的貢獻與影響不言而喻。
作為電池包重要部件,隨著中國市場乘用車往高壓化趨勢演化,以及動力電池走向高度集成化、極致降本、高安全等等,整車廠對于BDU部件的需求也有了新的變化。
NE時代研究發(fā)現,相關企業(yè)開始將BDU與其它部件集成、單獨液冷,并且進行模塊化、標準化設計,更加注重安全化,在800V趨勢下,對BDU電壓、電流等級,以及電氣工況復雜程度等指標有了更高的要求。
供應市場上,車企、電池企業(yè)、第三方供應商均參與其中,第三方供應商市場集中度較高。
什么是BDU?各部件成本構成
車載BDU(Battery Disconnect Unit),電池包斷開單元,是集成在電池包內,包含繼電器、熔斷器、預充電阻、電流傳感器等元器件,采用塑料殼體作為結構支撐,采用銅排作為大電流的通載媒介,采用電纜或PCB作為小電流和通訊控制信號的通載媒介。
BDU為新能源汽車PDU中一個模塊,在新能源汽車電池箱內保護電池模塊,是電動汽車高壓電路系統(tǒng)重要保護模塊,電動汽車的整車控制系統(tǒng)的重要組成部分。其作用協(xié)調驅動電機控制系統(tǒng),電池管理系統(tǒng),充電管理系統(tǒng),DC/DC,電空調,電助力轉向,制動系統(tǒng)等高壓附件的功能轉換和能量分配;此外,還可以實現短路過載的快速斷電保護,防漏電保護等安全保護功能。
BDU系統(tǒng)總成中,主繼電器的主要作用是打開/切斷電池包主路直流電流,預充繼電器可以保護高壓電路免受系統(tǒng)上電時的瞬時大電流沖擊,電流傳感器則是用來測量和計算電池包容量,熔斷器主要是在過電流時通過熔斷切斷電路進行保護。
BDU部件構成中,主繼電器、電流傳感器、熔斷器/保險絲、高低壓連接器等主要部件成本占比在70%-80%左右,其余busbar、外殼、電阻、密封圈等其余部件成本在20%-30%左右。
BDU技術趨勢:高度集成化、小型化、標準化、模塊化
由于動力電池系統(tǒng)整體往高集成、低成本、高性能的趨勢發(fā)展,作為其組成部分的BDU也緊隨其后。同樣,伴隨著800V方案得到應用,對BDU性能也提出了新要求。
武漢嘉晨汽車技術有限公司高壓安全系統(tǒng)技術路線
集成化
關于集成化,在蔚來的電氣化方案中,將BDU與BMU、高壓連接器、熱失控傳感器、DCDC等部件集成;還有方案將BDU和PDU,與OBC、DC-DC、BMS集成為高壓能源管理系統(tǒng),整合進PACK中,幫助簡化整車布置和EMC測試工作;與此同時,由于BDU本身集成了繼電器、熔斷器、電流傳感器這些器件,部分集成化方案中將不分部件的塑料件共用。
集成化方向上,還有一個比較明顯的趨勢是,BDU總成中,工作特性相近的部件傾向于共用接觸器,功率相近的部件最大程度上共用保險絲,BDU與其它可共用的部件的塑料件共用。
此外,電池包從最初的線束采樣,發(fā)展為PCB、FPC、FFC采樣,在BDU集成方案中也是一個大的方向,線束直接被替代,這對于簡化BDU設計來說至關重要。
無論是集成方案帶來的電氣接口數量、線束還是塑料件的減少,對于整車輕量化和降本以及空間最大化利用來說,都是不錯的方向。
安全化
還有一個明顯趨勢是,有關安全的設計更加嚴格,PACK廠或者整車企業(yè)在BDU設計上,更加注重安全。為了避免保險絲的檢修和更換影響Pack內部結構防護等級,部分方案中將BDU的保險絲盒與動力電池系統(tǒng)的內部結構隔離。動力電池有正極負極回路,負極不可直接車身接地,所以會設置高壓互鎖回路。
此外,由于整車高壓化趨勢明顯,BDU連接的高壓部件相應增加,散熱也相應成為一個重點,目前的方案有兩種,要么BDU單獨配液冷板,要么與整包共用。
小型化
PACK有一個重要方向是空間利用的最大化,從CTM、CTP到CTC,留給斷路單元的空間越來越小,這就意味著BDU總成中各部件的小型化、共用化、集成化程度也相應要求更高。
可維修、替換的便捷化
鑒于行業(yè)推CTC、CTB方案,電池包作為一個部件,與整車的融合程度將越來越高,承擔的角色也越來越多。此外,伴隨著換電模式的應用,電池包也經常被換來換去,勢必會新增一些損耗。同樣,電池包內部器件也會出現老化損壞。但是現有的電池包方案,上蓋、側板、端板、液冷板或者托盤等等與電芯或者模組多采用膠黏的方式,給后期維修拆卸帶來的阻礙較大,對于BDU來說,設計單獨的通道維修及其有必要。
模塊化和標準化
BDU系統(tǒng)還有一個重要的趨勢是模塊化和標準化,目的就是讓一種方案適配更多的車型平臺,目前的方案主要有兩種,一種是以大眾MEB平臺為例的主正模塊和主負模塊化,一種是比亞迪給出的BDU總成的模塊化方案。
800V趨勢下 對BDU性能的新要求
部分車型開始應用800V系統(tǒng),對應的高壓部件升級至800V之后,對BDU電壓、電流等級,以及電氣工況復雜程度等指標有了更高的要求。此外,由于電氣器件增加,抗EMC干擾能力也成為一個新的重點。
供應格局:車企、電池企業(yè)、第三方供應商瓜分市場
目前,BDU市場供應分為三種類型,一部分由PACK企業(yè)配套供應,一部分由車企自制,此外還有部分獨立的第三方供應商,第三方供應商以部件外采+自制的方式,提供整套的BDU產品給下游。
本文主要匯總第三方供應商及部分有BDU產品布局的企業(yè):
1、武漢嘉晨
武漢嘉晨汽車技術有限公司成立于2015年11月,主要產品有BDU和PDU。客戶主要有弗迪電池、寧德時代、廣汽乘用車、蜂巢能源、中創(chuàng)新航等等,客戶覆蓋整車廠、電池企業(yè)、PACK總成企業(yè)。嘉晨目前在武漢、海寧均有工廠。供應模式為自制外殼、低壓線束、PCBA,其余部分以外購為主。
按照嘉晨汽車母公司嘉晨電子透露,公司動力電池高壓安全系統(tǒng)產品已經覆蓋國內八成新能源車企,連續(xù)三年獨立第三方市場占有率全國第一,預計2023年總營業(yè)收入突破8億元。位于武漢經開區(qū)建設的新能源汽車智能高壓控制安全系統(tǒng)生產基地和研發(fā)中心新產線預計今年年底正式投產,一期投產后可實現整體200萬套新能源汽車關鍵核心零部件的生產能力。
以下為武漢嘉晨主要產品:
嘉晨BDU系統(tǒng)從電氣功能模塊,到電氣電子功能集成,發(fā)展到第三代將智能檢測與控制做集成,追求系統(tǒng)層級的模塊化、輕量化和智能化。
2、由甲申田
江蘇由甲申田新能源科技有限公司(江蘇是為科技有限公司 )成立于2012年5月,主要產品有車載電源開關和高壓配電兩大類產品,車載電源開關包含DCDC、OBC、PDU及其組合產品、CCU(高低壓充電集成模塊),高壓配電目前有5種產品:
由甲申田在上海和南京均設置有研發(fā)中心,現有南京六合、常州溧陽兩大基地,自制外殼、高壓連接器、PCBA,其余以外購為主。
客戶方面,PDU產品目前在小鵬P7、領克05 PHEV、榮威ei6、高合Hiphi X等車型上均有應用。
3、安波福
安波福中央電氣(上海)有限公司成立于2008年9月,主要產品有BDU、PDU、高壓連接器和高速數據線纜。目前在安亭有研發(fā)和生產基地,南通和鹽城還布局連接器基地。BDU產品中,自制外殼、高低壓線束、高壓連接器,其余以外購為主,主要優(yōu)勢集中在整車電子電氣架構上。
目前,安波福在BDU相關產品上的客戶有正力新能源、上汽時代等。
4、凱納特
合肥凱納特光電科技有限公司成立于2015年3月,公司布局有BDU、PDU、高低壓線束、高低壓連接器,客戶有國軒高科、上汽、北汽新能源、陽光電源等。目前在合肥有研發(fā)和生產基地,唐山也有生產基地。BDU產品上,自制線束和高壓連接器,其余以外購為主。
凱納特高壓線束
5、銳能
安徽銳能科技有限公司成立于2015年5月,目前在合肥設有研發(fā)和生產基地。銳能的優(yōu)勢主要在BMS上。
6、伊頓
伊頓車輛集團eMobility業(yè)務部門于2022年推出一款BDU產品,據其資料顯示,改款產品相比傳統(tǒng)系統(tǒng)架構需要爆炸保險、熱熔斷器和接觸器等器件/零件的組合,可在系統(tǒng)層面減少15個零件以上。
伊頓表示,Breaktor電路保護技術加持,使得BDU可以用單一器件實現主動和被動控制、各種故障條件下切換到安全狀態(tài)(斷開狀態(tài))、大過載電流(如短路)等嚴重故障后復位,同時,可替代多達四個高壓電氣元件的能力,這種能力可幫助降低復雜度和系統(tǒng)級成本。
據悉,2023年5月,伊頓已經拿到某跨國車企400V和800V的BDU訂單,將在乘用車領域開啟供應。
來源:第一電動網
作者:NE時代
本文地址:http://m.155ck.com/kol/213297
文中圖片源自互聯(lián)網,如有侵權請聯(lián)系admin#d1ev.com(#替換成@)刪除。