國產(chǎn)化率認證：2024年中國電池測試設(shè)備行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、技術(shù)水平、技術(shù)特點分析及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析-中金企信發(fā)布

?

報告發(fā)布方：中金企信國際咨詢《品牌銷量認證-電池測試設(shè)備市場占有率申報證明（2024）-中金企信發(fā)布》

項目可行性報告&商業(yè)計劃書專業(yè)權(quán)威編制服務(wù)機構(gòu)（符合發(fā)改委印發(fā)項目可行性研究報告編制要求）-中金企信國際咨詢：集13年項目編制服務(wù)經(jīng)驗為各類項目立項、投融資、商業(yè)合作、貸款、批地、并購&合作、投資決策、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、境外投資、戰(zhàn)略規(guī)劃、風險評估等提供項目可行性報告&商業(yè)計劃書編制、設(shè)計、規(guī)劃、咨詢等一站式解決方案。助力項目實施落地、提升項目單位申報項目的通過效率。

中金企信國際咨詢相關(guān)報告推薦（2023-2024）

?

《2024-2030年中國電池測試設(shè)備行業(yè)市場概況分析及發(fā)展前景預(yù)測-中金企信發(fā)布》

《中金企信發(fā)布-預(yù)計全球電伴熱市場將于2027年達到43.60億美元》

《中金企信發(fā)布：2024年全球及中國電觸頭行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析》

《預(yù)計2025年全球薄膜電容市場規(guī)模將增長至52億美元-中金企信發(fā)布》

《2024年中國風電、風電裝機行業(yè)市場占比分析及發(fā)展態(tài)勢預(yù)測》

1、電池測試設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域分析：電池測試設(shè)備依靠軟硬件組合，通過對可充電電池的充放電管理，記錄分析電池各種模式下充放電過程中的性能指標，以實現(xiàn)對可充電電池或材料的電化學(xué)性能測試的功能。

在具備對電池充放電和檢測功能的各類電池測試設(shè)備中，因設(shè)備功能側(cè)重點、穩(wěn)定性要求、測試功能的多樣性差異、自動化設(shè)備配置程度的不同等，可大致分為面向研究、質(zhì)檢領(lǐng)域的電池測試設(shè)備，以及用于產(chǎn)線化成、分容的電池測試設(shè)備。

在研究及質(zhì)檢應(yīng)用方面，電池及材料測試指標多、測試精度要求髙，同時，測試周期可能較長，例如循環(huán)性能測試時間可長達數(shù)周，對電池測試設(shè)備的測試精度、穩(wěn)定性、軟硬件性能等要求更高。目前，該領(lǐng)域的主要設(shè)備廠商有美國Arbin儀器公司、美國Maccor公司、武漢藍電、深圳新威、瑞能股份等。

就生產(chǎn)領(lǐng)域來講，工業(yè)生產(chǎn)下的電池測試主要用于電池化成、分容?；墒侵鸽姵刂谱魍瓿珊螅仨毥?jīng)過至少一個充放電循環(huán)，使得電池電極表面生成有效的鈍化膜，并使電池內(nèi)部活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為具有正常電化學(xué)作用的物質(zhì)。分容是指電池按容量梯度分類，將性能相近的電池分組，以容量為標準進行電池配組，降低電池組內(nèi)各個電池的單體差異性，提高電池組的整體性能?；珊头秩葜饕獞?yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，測試電池數(shù)量大，測試設(shè)備專注于節(jié)能和電池測試大批量控制，對于測試精度和測量范圍要求相對較低，但對設(shè)備或其配套體系的自動化要求更高。

2、電池測試行業(yè)技術(shù)水平、技術(shù)特點：

（1）行業(yè)技術(shù)水平：從技術(shù)水平角度看，電池測試行業(yè)是以硬件為載體，融合嵌入式軟件、上位機軟件和數(shù)據(jù)庫等為一體，與電池應(yīng)用緊密相關(guān)的行業(yè)。本行業(yè)涉及的技術(shù)領(lǐng)域包括：電力電子技術(shù)、信息電子技術(shù)、自動控制理論、軟件編程技術(shù)等。

電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)，電池測試設(shè)備本質(zhì)上也是一種電力電子裝置，該裝置通過控制輸入側(cè)與輸出側(cè)電壓及電流，實現(xiàn)對電池的測試功能。在電池測試設(shè)備的制造過程中，涉及到電力電子器件的選型及相關(guān)驅(qū)動電路設(shè)計、常用功率變換電路（整流電路、雙向直流變換電路、逆變電路）的設(shè)計，要應(yīng)用功率因數(shù)校正技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)、線性電源與開關(guān)電源等方面技術(shù)，這些都涉及電力電子技術(shù)的基本原理及應(yīng)用。

信息電子技術(shù)包括模擬電子技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)，其實質(zhì)是通過電子電路實現(xiàn)模擬信號和數(shù)字信號的相互轉(zhuǎn)換。在進行電池充放電測試過程中：一方面，電池參數(shù)檢測模塊對檢測到的模擬信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，傳輸?shù)街骺刂破?，系統(tǒng)對其進行數(shù)字化處理，即“模-數(shù)轉(zhuǎn)換”；另一方面，計算機輸出的數(shù)字信號需要轉(zhuǎn)換為能夠驅(qū)動電池進行充放電的模擬信號，即“數(shù)-模轉(zhuǎn)換”。為了保證數(shù)據(jù)處理結(jié)果的準確性與及時性，必須設(shè)計合理的電路結(jié)構(gòu)，包括信號調(diào)理電路、放大電路、濾波電路、信號轉(zhuǎn)換電路等，才能保證足夠的轉(zhuǎn)換精度和速度，這些離不開信息電子技術(shù)的理論支持。

自動控制理論是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使設(shè)備自動按照預(yù)定的規(guī)律運行。在大規(guī)模電池測試過程中，由于檢測時間較長、檢測對象較多，檢測方法多樣，因此一般采用自動運行模式。與此同時，上位機監(jiān)控軟件需要對電池充放電測試過程進行自動控制，對電池的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，包括網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、模塊運行狀態(tài)及電池參數(shù)進行實時反饋。為了達成上述控制目的，需要應(yīng)用到自動控制相關(guān)理論，包括系統(tǒng)的閉環(huán)控制，傳遞函數(shù)等。

軟件編程技術(shù)：電池測試系統(tǒng)軟件一般分為上位機軟件、下位機軟件。上位機軟件負責工藝流程的編寫，下發(fā)，測試數(shù)據(jù)接收和測試數(shù)據(jù)分析，以及測試設(shè)備硬件參數(shù)的校準等。下位機軟件負責執(zhí)行各項流程、命令。軟件系統(tǒng)的核心功能是要使電池檢測參數(shù)最大程度的接近真實值。這是由于電池測試過程中，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大器等元器件不可避免會帶來固定偏差，同時也存在隨機誤差。為了降低這些誤差對檢測精度的干擾，需要在軟件程序中加入校準程序和數(shù)字濾波程序來消除誤差，實現(xiàn)高精度檢測，使檢測值最大程度的接近真實值。一般要通過反復(fù)試驗建立數(shù)學(xué)模型，編寫通道誤差自校準程序，通過精選算法對數(shù)據(jù)進行處理，最大程度還原真實值。

（2）行業(yè)技術(shù)特點：電池測試設(shè)備在對電池進行充電測試階段，需要通過整流器，將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，再通過雙向DC/DC變換器將電流降壓，用于電池的充電測試。在對電池進行放電測試階段，通過雙向DC/DC變換器將電流升壓，再通過逆變器，將直流電轉(zhuǎn)化為交流電回饋電網(wǎng)。

對于小、微小功率的電池測試設(shè)備，主要技術(shù)原理是利用MOSFET管工作在線性工作區(qū)，通過調(diào)節(jié)MOSFET管的柵極驅(qū)動電壓，實現(xiàn)恒流或恒壓過程。小、微小功率電池測試設(shè)備技術(shù)難點在于既要保證電流信號的精度還要保證電池充放電的啟動時間達到毫秒級，以及電池充電到放電或放電到充電時的快速切換，切換時間也要達到毫秒級。與此同時，數(shù)據(jù)記錄上要求能夠做到10ms記錄或更高記錄速度，控制也要做到實時響應(yīng)，從而能夠保證電池的容量、電壓的準確記錄。此外，由于電池測試時間較長，數(shù)據(jù)處理量大，要求設(shè)備做到連續(xù)數(shù)日穩(wěn)定運行。并且電池測試過程中，對數(shù)據(jù)后處理能力要求較高，因為上位機軟件要控制多個測試通道，大量數(shù)據(jù)要求上傳服務(wù)器并進行數(shù)據(jù)庫存儲，同時支持多工藝文件統(tǒng)一下發(fā)和控制。因此需要一個穩(wěn)定的軟件架構(gòu)和一個高精度、高穩(wěn)定性、快速響應(yīng)的硬件系統(tǒng)。對于大功率的電池測試設(shè)備，由于功率較大，如果采用小功率設(shè)備的技術(shù)路線，則充電效率較低且散熱較大。因此，大功率設(shè)備目前多采用開關(guān)型能量回饋型拓撲結(jié)構(gòu)。大功率的電池測試設(shè)備技術(shù)難點在于既要滿足較大的電流跨度和較小的電流紋波，也要達到毫秒級的電流響應(yīng)速度和電流切換速度。

同時，當電池處于過充、過放、過流、過壓、反接狀態(tài)時，要求硬件能夠及時快速響應(yīng)，做到安全防護。行業(yè)發(fā)展趨勢從行業(yè)宏觀層面來看，進口替代效應(yīng)日趨明顯，電池測試設(shè)備國產(chǎn)化率正逐步提升。一是國產(chǎn)設(shè)備的性能參數(shù)取得長足進步。近年來，在相關(guān)理論研究推動和產(chǎn)業(yè)政策支持背景下，我國電池測試行業(yè)技術(shù)上不斷提升，相關(guān)產(chǎn)品的檢測精度、響應(yīng)速度、采樣速率不斷提高，產(chǎn)品創(chuàng)新能力持續(xù)提高，正逐步縮小與國外先進技術(shù)的差距；二是國產(chǎn)設(shè)備具備更強的產(chǎn)品適應(yīng)性。雖然歐美設(shè)備研發(fā)起步早，設(shè)備精度高、性能優(yōu)越，但其在電池型號適應(yīng)性方面有較大的局限性，設(shè)備適用范圍窄，難以適應(yīng)國內(nèi)型號眾多的電池測試需求；三是國產(chǎn)設(shè)備商對于客戶需求具備更強的快速反應(yīng)能力，國產(chǎn)設(shè)備商憑借本土化的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)建立成熟的客戶服務(wù)體系，能夠?qū)蛻舸嬖诘膯栴}做出快速反應(yīng)，面對客戶的各項定制化需求能及時滿足。四是國產(chǎn)設(shè)備更具價格優(yōu)勢，當前國外電池測試設(shè)備售價十分昂貴，是國產(chǎn)設(shè)備的數(shù)倍甚至十倍以上，下游客戶為降低成本，存在較為強烈的國產(chǎn)設(shè)備替代需求。

3、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析：從國內(nèi)電池測設(shè)設(shè)備市場規(guī)模來看，在電池研發(fā)及質(zhì)檢領(lǐng)域，根據(jù)中金企信統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2023年中國研發(fā)及質(zhì)檢領(lǐng)域電池測試設(shè)備市場規(guī)模由2022年的36億元增加到45億元，預(yù)計2025年市場規(guī)模達到96億元?；杉胺秩萦秒姵貦z測設(shè)備方面，2023年中國化成分容領(lǐng)域電池檢測設(shè)備市場規(guī)模由2022年的153億元增加到156.0億元，預(yù)計2026年市場規(guī)模達到296.0億元。

從具體技術(shù)層面來看，當前鋰電池細分市場迅速拓展，船舶、輕型車、通訊后備電源、電動工具、ETC、TWS、48V微混等細分領(lǐng)域正在進入技術(shù)變革期，客觀要求電池不斷向體積小、重量輕、功率高、容量大、壽命長、安全性能好方向發(fā)展，對電池測試設(shè)備的要求也隨之提高，行業(yè)技術(shù)呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：向高精度、高可靠性方向發(fā)展。隨著電池應(yīng)用領(lǐng)域的日益拓寬，一方面需要電池能夠承受各種極端環(huán)境的考驗，無論高溫低溫環(huán)境，均能保持正常能量密度、循環(huán)壽命。

另一方面，電動汽車、無人機、機器人、儲能領(lǐng)域等新興高端鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域迅速發(fā)展，其對續(xù)航里程的估算等各項指標的精細化程度日益提高，對鋰電池的電池容量、一致性、循環(huán)壽命及放電倍率等品質(zhì)要求更為嚴格。因此行業(yè)對電池測試系統(tǒng)檢測精度和穩(wěn)定性的要求不斷提升，目前武漢藍電高精度電池測試設(shè)備的電壓、電流測試精度可以達到萬分之一，已經(jīng)為行業(yè)領(lǐng)先水平。

1）向高電壓、大功率方向發(fā)展。隨著電池在大容量儲能電站、城市軌道列車以及混合動力動車組等大功率場合的應(yīng)用，電池電壓等級不斷提高，行業(yè)對于電池測試設(shè)備的需求向高電壓、單機大功率方向發(fā)展。如直流測試電源電壓等級從幾十伏向800V逐步發(fā)展到1000V、1500V、2000V，有些領(lǐng)域達到4500V甚至更高，單機功率也從幾千瓦向幾百千瓦轉(zhuǎn)變，對電池測試設(shè)備在大功率環(huán)境下的輸出穩(wěn)定性、安全性提出了更高要求。

2）向多參數(shù)檢測、多功能檢測發(fā)展，需要電池測試設(shè)備能夠檢測電壓、電流、溫度、安時以外更多的電池參數(shù)，如電池荷電狀態(tài)（SOC）、電池內(nèi)阻等；同時檢測功能多樣化，從單一的電源輸出功能向應(yīng)用場景仿真和實際工況模擬輸出轉(zhuǎn)變。隨著電池應(yīng)用領(lǐng)域的擴展、各項電池材料技術(shù)的革新及制造工藝的進步，電池種類及其參數(shù)指標不斷變化，下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)﹄姵匦阅苤笜说囊笥l(fā)多樣化。例如新能源汽車等動力領(lǐng)域較為注重電池的續(xù)航能力及安全性；智能電網(wǎng)等儲能領(lǐng)域較為注重鋰電池的循環(huán)壽命；航天航空等新領(lǐng)域較為注重鋰電池在惡劣環(huán)境下或失重環(huán)境下使用的穩(wěn)定性。行業(yè)內(nèi)企業(yè)將根據(jù)電池品種和應(yīng)用領(lǐng)域的檢測要求進行針對性的產(chǎn)品研發(fā)，要求電池測試設(shè)備具備多參數(shù)、多功能的檢測能力，滿足各類企業(yè)的使用要求。

3）向低成本、節(jié)能方向發(fā)展，以滿足充放電設(shè)備大規(guī)模檢測的需要。目前，傳統(tǒng)能耗式大功率充放電鋰電池測試系統(tǒng)，在充放電過程中需消耗大量電能，隨著動力電池、超級電容、大功率儲能電池的推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)電池測試設(shè)備在實際檢測中的高能耗問題日益凸顯。在政府節(jié)能環(huán)保政策與企業(yè)降本增效的驅(qū)動之下，下游客戶對低能耗電池測試設(shè)備的需求與日俱增。行業(yè)亟待提高檢測設(shè)備在充放電過程中的能量利用效率，采用諸如能量回饋技術(shù)等技術(shù)以大幅度降低能量消耗，電池測試設(shè)備未來必須具有更高效充放電效率與能量回收功能。

4）向網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。隨著數(shù)字化測試技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字化控制的電池測試裝置迅猛發(fā)展，電池測試設(shè)備開始由計算機后臺進行綜合控制，構(gòu)建起基于虛擬技術(shù)的自動測試系統(tǒng)。伴隨下游鋰電池制造環(huán)節(jié)自動化程度的提高以及智能制造體系的建立，企業(yè)對電池測試系統(tǒng)在數(shù)據(jù)收集、電池充放電程序編寫、檢測數(shù)據(jù)自動存儲和管理功能等智能化方面有更加迫切的要求。