2023年全球及中国电池测试设备行业技术发展趋势分析及重点企业竞争规模研究预测
（1）电池测试行业技术水平：从技术水平角度看，电池测试行业是以硬件为载体，融合嵌入式软件、上位机软件和数据库等为一体，与电池应用紧密相关的行业。本行业涉及的技术领域包括：电力电子技术、信息电子技术、自动控制理论、软件编程技术等。
电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，电池测试设备本质上也是一种电力电子装置，该装置通过控制输入侧与输出侧电压及电流，实现对电池的测试功能。在电池测试设备的制造过程中，涉及到电力电子器件的选型及相关驱动电路设计、常用功率变换电路（整流电路、双向直流变换电路、逆变电路）的设计，要应用功率因数校正技术、软开关技术、线性电源与开关电源等方面技术，这些都涉及电力电子技术的基本原理及应用。
信息电子技术包括模拟电子技术与数字电子技术，其实质是通过电子电路实现模拟信号和数字信号的相互转换。在进行电池充放电测试过程中：一方面，电池参数检测模块对检测到的模拟信号进行数字转换，传输到主控制器，系统对其进行数字化处理，即“模-数转换”；另一方面，计算机输出的数字信号需要转换为能够驱动电池进行充放电的模拟信号，即“数-模转换”。为了保证数据处理结果的准确性与及时性，必须设计合理的电路结构，包括信号调理电路、放大电路、滤波电路、信号转换电路等，才能保证足够的转换精度和速度，这些离不开信息电子技术的理论支持。
自动控制理论是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使设备自动按照预定的规律运行。在大规模电池测试过程中，由于检测时间较长、检测对象较多，检测方法多样，因此一般采用自动运行模式。与此同时，上位机监控软件需要对电池充放电测试过程进行自动控制，对电池的运行状态进行实时监控，包括网络状态、模块运行状态及电池参数进行实时反馈。为了达成上述控制目的，需要应用到自动控制相关理论，包括系统的闭环控制，传递函数等。
软件编程技术：电池测试系统软件一般分为上位机软件、下位机软件。上位机软件负责工艺流程的编写，下发，测试数据接收和测试数据分析，以及测试设备硬件参数的校准等。下位机软件负责执行各项流程、命令。软件系统的核心功能是要使电池检测参数最大程度的接近真实值。这是由于电池测试过程中，通过数模转换及放大器等元器件不可避免会带来固定偏差，同时也存在随机误差。为了降低这些误差对检测精度的干扰，需要在软件程序中加入校准程序和数字滤波程序来消除误差，实现高精度检测，使检测值最大程度的接近真实值。一般要通过反复试验建立数学模型，编写通道误差自校准程序，通过精选算法对数据进行处理，最大程度还原真实值。
中金企信国际咨询公布的《电池测试设备市场分析及发展策略研究预测报告（2023版）》
（2）电池测试设备行业技术特点：电池测试设备在对电池进行充电测试阶段，需要通过整流器，将交流电转换成稳定的直流电，再通过双向DC/DC变换器将电流降压，用于电池的充电测试。在对电池进行放电测试阶段，通过双向DC/DC变换器将电流升压，再通过逆变器，将直流电转化为交流电回馈电网。
对于小、微小功率的电池测试设备，主要技术原理是利用MOSFET管工作在线性工作区，通过调节MOSFET管的栅极驱动电压，实现恒流或恒压过程。小、微小功率电池测试设备技术难点在于既要保证电流信号的精度还要保证电池充放电的启动时间达到毫秒级，以及电池充电到放电或放电到充电时的快速切换，切换时间也要达到毫秒级。与此同时，数据记录上要求能够做到10ms记录或更高记录速度，控制也要做到实时响应，从而能够保证电池的容量、电压的准确记录。此外，由于电池测试时间较长，数据处理量大，要求设备做到连续数日稳定运行。并且电池测试过程中，对数据后处理能力要求较高，因为上位机软件要控制多个测试通道，大量数据要求上传服务器并进行数据库存储，同时支持多工艺文件统一下发和控制。因此需要一个稳定的软件架构和一个高精度、高稳定性、快速响应的硬件系统。
对于大功率的电池测试设备，由于功率较大，如果采用小功率设备的技术路线，则充电效率较低且散热较大。因此，大功率设备目前多采用开关型能量回馈型拓扑结构。大功率的电池测试设备技术难点在于既要满足较大的电流跨度和较小的电流纹波，也要达到毫秒级的电流响应速度和电流切换速度。同时，当电池处于过充、过放、过流、过压、反接状态时，要求硬件能够及时快速响应，做到安全防护。
（3）衡量核心竞争力的关键指标：衡量电池测试设备核心竞争力的关键指标包括：（1）电流、电压的检测控制精度，控制精度越高测量结果越准确；（2）输出电压和电流范围，尤其是对于大功率设备，要求能够输出较高的电流、电压，用于满足更高功率的负载测试；（3）电池充放电的响应时间、电池充电与放电之间的切换速度，以及采样速率，速度越快测量结果越准确；（4）设备功能的完备性，是否支持复杂工艺编辑及多变量操作等，满足不同的实验或测试要求；（5）设备长时间运行的稳定性，在长时间运行状态下仍保持正常功能以及电流电压不发生漂移；（6）设备充放电的能量回收效率，对于大功率设备，由于能耗较大，需要提高能量回收效率实现节能降耗；（7）最小脉冲时间，是指脉冲持续期，可实现的脉冲时间越小，越便于研究电池瞬时充放电性能。
（4）技术发展趋势：从行业宏观层面来看，进口替代效应日趋明显，电池测试设备国产化率正逐步提升。一是国产设备的性能参数取得长足进步。近年来，在相关理论研究推动和产业政策支持背景下，我国电池测试行业技术上不断提升，相关产品的检测精度、响应速度、采样速率不断提高，产品创新能力持续提高，正逐步缩小与国外先进技术的差距；二是国产设备具备更强的产品适应性。虽然欧美设备研发起步早，设备精度高、性能优越，但其在电池型号适应性方面有较大的局限性，设备适用范围窄，难以适应国内型号众多的电池测试需求；三是国产设备商对于客户需求具备更强的快速反应能力，国产设备商凭借本土化的关系网络，已经建立成熟的客户服务体系，能够对客户存在的问题做出快速反应，面对客户的各项需求能及时满足。四是国产设备更具价格优势，当前国外电池测试设备售价十分昂贵，是国产设备的数倍甚至十倍以上，下游客户为降低成本，存在较为强烈的国产设备替代需求。
从具体技术层面来看，当前锂电池细分市场迅速拓展，船舶、轻型车、通讯后备电源、电动工具、ETC、TWS、48V微混等细分领域正在进入技术变革期，客观要求电池不断向体积小、重量轻、功率高、容量大、寿命长、安全性能好方向发展，对电池测试设备的要求也随之提高，行业技术呈现以下发展趋势：向高精度、高可靠性方向发展。随着电池应用领域的日益拓宽，一方面需要电池能够承受各种极端环境的考验，无论高温低温环境，均能保持正常能量密度、循环寿命。
另一方面，电动汽车、无人机、机器人、储能领域等新兴高端锂电池应用领域迅速发展，其对续航里程的估算等各项指标的精细化程度日益提高，对锂电池的电池容量、一致性、循环寿命及放电倍率等品质要求更为严格。因此行业对电池测试系统检测精度和稳定性的要求不断提升，目前武汉蓝电高精度电池测试设备的电压、电流测试精度可以达到万分之一，优于或持平于竞争对手同类产品。向高电压、大功率方向发展。随着电池在大容量储能电站、城市轨道列车以及混合动力动车组等大功率场合的应用，电池电压等级不断提高，行业对于电池测试设备的需求向高电压、单机大功率方向发展。如直流测试电源电压等级从几十伏向800V逐步发展到1,000V、1,500V、2,000V，有些领域达到4,500V甚至更高，单机功率也从几千瓦向几百千瓦转变，对电池测试设备在大功率环境下的输出稳定性、安全性提出了更高要求。
向多参数检测、多功能检测发展，需要电池测试设备能够检测电压、电流、温度、安时以外更多的电池参数，如电池荷电状态（SOC）、电池内阻等；同时检测功能多样化，从单一的电源输出功能向应用场景仿真和实际工况模拟输出转变。随着电池应用领域的扩展、各项电池材料技术的革新及制造工艺的进步，电池种类及其参数指标不断变化，下游应用领域对电池性能指标的要求愈发多样化。例如新能源汽车等动力领域较为注重电池的续航能力及安全性；智能电网等储能领域较为注重锂电池的循环寿命；航天航空等新领域较为注重锂电池在恶劣环境下或失重环境下使用的稳定性。行业内企业将根据电池品种和应用领域的检测要求进行针对性的产品研发，要求电池测试设备具备多参数、多功能的检测能力，满足各类企业的使用要求。
向低成本、节能方向发展，以满足充放电设备大规模检测的需要。目前，传统能耗式大功率充放电锂电池测试系统，在充放电过程中需消耗大量电能，随着动力电池、超级电容、大功率储能电池的推广应用，传统电池测试设备在实际检测中的高能耗问题日益凸显。在政府节能环保政策与企业降本增效的驱动之下，下游客户对低能耗电池测试设备的需求与日俱增。行业亟待提高检测设备在充放电过程中的能量利用效率，采用诸如能量回馈技术等技术以大幅度降低能量消耗，电池测试设备未来必须具有更高效充放电效率与能量回收功能。
向网络化、智能化方向发展。随着数字化测试技术的迅猛发展，数字化控制的电池测试装置迅猛发展，电池测试设备开始由计算机后台进行综合控制，构建起基于虚拟技术的自动测试系统。伴随下游锂电池制造环节自动化程度的提高以及智能制造体系的建立，企业对电池测试系统在数据收集、电池充放电程序编写、检测数据自动存储和管理功能等智能化方面有更加迫切的要求。
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