Med förbättringen av global industriell automation, intelligens och människors levnadsstandard kommer tillämpningen av motorer inom områden som bilar, hushållsapparater, elektronisk ljud och video, informationsbehandlingsutrustning och industriell automation att bli allt mer utbredd.
Enligt statistik är det genomsnittliga antalet elmotorer som ägs av varje hushåll i utvecklade länder 80st till 130st, medan det genomsnittliga antalet elmotorer som ägs av hushåll i stora städer i Kina är cirka 20st till 40st, vilket fortfarande är långt under genomsnittet nivå i utvecklade länder. Därför finns det fortfarande stort utrymme för utveckling inom den inhemska elmotorindustrin.
Jämfört med motorer med en historia på över 200 år,BLDC-motorerär faktiskt relativt unga, med en historia på över 50 år sedan de utvecklades. Men med utvecklingen av halvledarteknik och populariseringen av MCU och drivrutinskomponenter, blir den totala kostnaden förBLDC-motorerhar minskat kraftigt. Därför har de senaste årenBLDC-motorerhar utvecklats, och deras totala tillväxttakt är också högre än för motorer.
Figur 1: Förutsägelse av BLDC-motormarknadens storlek
Det förväntas att den sammansatta årliga tillväxttakten påBLDC-motorerkommer att ligga på cirka 6,5 % de kommande åren. Enligt statistik var marknadsstorleken för BLDC 2019 cirka 16,3 miljarder dollar, och den förväntas uppgå till cirka 22,44 miljarder dollar 2024.
Var är marknadsstorleken? Vilka är de specifika tillämpningarna?
Applikationsmarknad för fordon
Med framväxten av nya energifordon, penetrationen av intelligent körning och pilotapplikationen av Vehicle-to-alling, blir trenden med bilelektronisering mer och mer uppenbar.
I framtida bilar, förutom drivmotorer, elektriska servostyrningssystem, elektroniska fjädringssystem, stabilitetskontrollsystem, farthållare, ABS och karosssystem (som fönster, dörrlås, säten, backspeglar, vindrutetorkare, taklucka, etc. .) kommer alla att användas flitigt med elmotorer.
Generellt sett kommer ekonomiska bränslefordon att vara utrustade med cirka 10 motorer, vanliga bilar kommer att vara utrustade med 20 till 30 motorer, lyxbilar kommer att vara utrustade med 60 till 70, eller till och med hundratals motorer, medan nya energifordon generellt kräver 130 till 200 motorer.
Figur 2: Antal motorer som används i bilar
Med den ökande uppmärksamheten på bilars prestanda, särskilt kraven på komfort, säkerhet, bränsleekonomi och miljöskydd, har antalet elektroniska styranordningar och elektrisk utrustning i bilar ökat i motsvarande grad. Användningen av olika elektriska apparater har lett till en ökning av antalet motorutrustning i bilar.
Nya energifordon har varit en utvecklingstrend de senaste åren, och global politik främjar samtidigt utvecklingen av nya energifordon. Utvecklade länder som Europa och Amerika utformar aktivt marknaden för nya energifordon, främjar utvecklingen av nya energifordon genom olika subventions- och förmånspolicyer och lagar, och främjar omvandlingen från traditionella bränslefordon till elfordon.
Efter juli 2019 i Kina, på grund av den kraftiga nedgången av subventioner, har tillväxttakten minskat. Men med den kontinuerliga introduktionen av nya energimodeller av stora bilföretag 2020, särskilt lanseringen av TESLA Model 3, Volkswagen ID. 3 och andra modeller förväntas branschen gå från subventionsdriven till efterfrågedriven, och gå in i den andra snabba tillväxtperioden.
5G
2020 var ett avgörande år för utvecklingen av 5G i Kina. Även om det var en försening i 5G-konstruktionen under det första kvartalet på grund av effekterna av epidemin, uppgav China Mobile att dess mål att nå 300 000 5G-basstationer i slutet av 2020 förblir oförändrat. China Telecom och China Unicom kommer också att sträva efter att slutföra konstruktionen av 250 000 nya 5G-basstationer under tredje kvartalet för att återhämta effekterna av epidemin. Utöver de 50000 basstationer som planeras av China Radio and Television, kommer Kina att bygga 600000 basstationer i år.
Figur 3: Antalet 5G-basstationer som planeras att byggas av de fyra stora operatörerna 2020
I 5G-basstationer finns det också många ställen där motorer behövs, först och främst basstationsantennen. För närvarande är 5G-basstationens antenn utrustad med styrmotorprodukter som innehåller växellådans komponenter, inklusive två alternativ: stegmotor och borstlös motor. Varje elektriskt justerbar antenn är utrustad med en styrmotor med växellåda.
I allmänhet behöver en vanlig kommunikationsbasstation vara utrustad med cirka 3 antenner, en 4G-basstation behöver vara utrustad med 4 till 6 antenner, och antalet 5G-basstationer och antenner kommer att öka ytterligare.
Utöver basstationens antenn kräver kylsystemet i basstationen även motorprodukter. Såsom datorfläkt, luftkonditioneringskompressor, etc.
Drönare/Undervattensdrönare
Drönare har varit populära i flera år, men inte alla drönare använder borstlösa motorer. Nuförtiden går många drönare över till borstlösa motorer för att uppnå en längre, lättare kropp och längre uthållighet.
Enligt Droneiis rapport var den globala drönarmarknadens storlek 14,1 miljarder USD 2018, och det förväntas att 2024 kommer den globala drönarmarknaden att nå 43,1 miljarder USD, med de snabbast växande regionerna Asien och Nordamerika. Den sammansatta tillväxthastigheten är 20,5.
Enligt Civil Aviation Administrations "Civil Drone Mission Registration Information System" fanns det i slutet av 2018 285 000 registrerade drönare i Kina. I slutet av 2019 fanns det över 392 000 registrerade drönare och 1,25 miljoner kommersiella flygtimmar med drönare.
Särskilt under epidemin i början av detta år spelade drönare en betydande roll, såsom skytteltrafik mellan sjukhus och sjukdomskontrollcenter, implementering av automatiserad transport av epidemiförebyggande och kontroll av akuta läkemedel och prover; Cirklar på motorvägar, ersätter manuellt flygledningsarbete; Avatar-desinfektionsartefakt, komplett epidemiförebyggande och desinfektion och sterilisering på landsbygden och till och med stadsområden över hela landet; Att förvandlas till en propagandaexpert, ropa slagord och övertala folk att stanna hemma osv.
På grund av effekterna av epidemin har kontaktlös leverans återigen skjutits i förgrunden. I Kina lanserade Civil Aviation Administration of China en pilotlogistik- och distributionstjänst för drönare förra året. På grund av effekterna av epidemin bör framstegen i Kina accelerera; I främmande länder har logistikjätten UPS och den tyska UAV-tillverkaren Wingcopter gått samman för att föra in den nya VTOL UAV till fraktbranschen för att transportera paket.
Det finns också en undervattensdrönare som vi inte är så bekanta med, och vi börjar sakta mäta den. Jag minns undervattensdrönarföretaget jag intervjuade 2017, som råkade vara i massproduktion och bara hade skickat hundratals enheter genom crowdfunding. Nu är den årliga leveransvolymen tiotusentals enheter.
Elskoter/elfordon
Den elektriska skotern behåller inte bara den ursprungliga körupplevelsen, utan ger också intelligent hjälpkraft. Det är ett transportverktyg som ligger mellan cyklar och traditionella elfordon. Elektriska skotrar ger huvudsakligen motsvarande kraftassistans baserat på körsignaler genom sensorer, vilket minskar cyklisters effekt och gör körningen lättare för användarna. Jämfört med cyklar har elektriska skotrar lagt till motorer, batterier, sensorer, kontroller, instrument etc., vilket gör körupplevelsen mer mångsidig. Jämfört med traditionella elfordon kontrollerar elektriska skotrar inte fordonets hastighet genom att vrida handen, utan genom att fånga signalen från att åka genom sensorer, för att förstå cyklistens köravsikt, ge motsvarande kraftassistans och göra körningen mer intelligent .
Figur 4: Jämförelse av cyklar, elskotrar och traditionella elfordon
Försäljningspriset för elektriska skotrar i Kina varierar från 2000 till 10000 yuan. Europeiska elskotrar med hjulnav kostar mellan 500 och 1700 euro, medan mellanmonterade elskotrar kostar mellan 2300 och 3300 euro. Priset på elskotrar är mycket högre än på cyklar och elfordon.
Motorn är kärnkomponenten i elskoterns elektriska system. På grund av miniatyriseringen, lättvikten, driftseffektiviteten och utseendetillförlitligheten hos elektriska skotrar, bestäms prestandan hos elektriska skotrar direkt. Därför måste motorföretag i allmänhet anpassa utvecklingen av motorer efter behoven hos elektriska skotrar. Elmotorer står för 10% till 30% av kostnaden för elektriska skotrar.
Det finns en stark efterfrågan på elektriska skotrar i Europa. Enligt data från European Bicycle Industry Association, från 2006 till 2018, ökade försäljningen av elektriska skotrar på den europeiska marknaden från 98 000 enheter till 2,5 miljoner enheter. Den årliga sammansatta tillväxttakten nådde 31 %.
Den japanska marknaden växer också stadigt. Japan var det tidigaste landet att utveckla, producera och sälja elektriska skotrar. På 1980-talet utvecklade man framgångsrikt den första generationen elektriska skotrar. Men på grund av Japans kuperade terräng, oländiga vägar och svåra åldrande har elektriska skotrar blivit ett nödvändigt val.
Den inhemska marknaden är i sin linda. Det finns stort utrymme för framtida tillväxt. För närvarande har företag som Mobi, Xiaomi, Harrow, Double Speed och Eternal börjat försöka marknadsföra elektriska skotrar i Kina.
Industrirobot
Industrirobotar är främst en ersättningsmarknad i Kina, och deras utrymme är ganska stort. Även om Kina är världens största marknad för industrirobotapplikationer, inom området industrirobotar, är världens kända tillverkare huvudsakligen koncentrerade till utvecklade länder representerade av USA, Japan, Tyskland, etc., såsom ABB i Sverige, FANUC i Japan , Yaskawa Electric Corporation och fyra familjer representerade av Kuka i Tyskland.
Figur 5: Försäljning av industrirobotar. (Datakälla: International Federation of Robotics)
Enligt data från International Federation of Robotics var den globala försäljningen av industrirobotar 2018 422000 enheter, varav 154000 enheter såldes i Kina, vilket motsvarar 36,5%. Dessutom, enligt uppgifter från National Bureau of Statistics, ökar produktionen av industrirobotar i Kina gradvis, från cirka 33000 set 2015 till 187000 set 2018. Tillväxttakten är snabb.
Dessutom, under de senaste åren, med det kontinuerliga införandet av industristöd från regeringen och det kontinuerliga genombrottet för inhemska företag, har lokaliseringshastigheten för inhemska industrirobotar kontinuerligt ökat. Under första halvåret 2018 ökade den inhemska andelen av robotkarossförsäljningen från 19,42 % 2015 till 28,48 %. Samtidigt har den totala försäljningen av industrirobotar i Kina också bibehållit tillväxten.
Fläkt
Fläktar inkluderar: fläktar, spiskåpor, hårtorkar, gardinfläktar, HVAC-fläktar, etc. De viktigaste nedströmstillverkarna inkluderar Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss, och så vidare.
Ur hushållsfans perspektiv är detta en mycket stor marknad, och produktionen av hushållsfläktar i Kina är mycket stor. Enligt uppgifter från National Bureau of Statistics, 2018, var produktionen av hushållsfläktar i Kina 180 miljoner enheter. Det fanns inga uppgifter för december 2017, men uppgifterna för 11 månader var 160 miljoner enheter. 2016 var det 160 miljoner enheter, och det uppskattas att det fanns cirka 190 miljoner enheter 2019.
Figur 6: Produktion av hushållsfläktar i Kina. (Datakälla: National Bureau of Statistics)
För närvarande har de vanliga tillverkarna av små hushållsapparater i Kina, såsom Midea, Pioneer, Nichrome, Emmett, etc., i princip produkter med borstlösa motorer på marknaden. Bland dem har Emmett den största kvantiteten och Xiaomi har den lägsta kostnaden.
Med intåget av gränsöverskridande tillverkare som Xiaomi har omvandlingsfrekvensen för borstlösa motorer inom området för hushållsfläktar börjat accelerera. Nu, inom hushållsfläktar, har inhemska tillverkare av borstlösa motorer en plats.
Förutom hushållsfläktar finns det också utrustning Datorfläkt. Faktum är att värmefläktar för utrustningsfläktar började byta till borstlösa motorer för många år sedan. Det finns ett riktmärkeföretag inom detta område, nämligen Ebm-papst, vars fläkt- och motorprodukter används i stor utsträckning inom många industrier som ventilation, luftkonditionering, kylning, hushållsapparater, värme och bilar.
För närvarande tillverkar många företag i Kina borstlösa datorfläktar som liknar EBM och har ockuperat många EBM-marknader.
Speciellt med uppkomsten av inhemska Laddstation bör inhemska tillverkare ha stora möjligheter. Nu har landet även tagit med Laddstation i projektet ”Ny infrastruktur”, som borde ha en större utveckling i år.
Det finns även frysfläktar. På grund av påverkan av industristandarder och nationella energieffektivitetsstandarder har kylfläktarna börjat byta till BLDC-motorer, och omvandlingshastigheten är relativt snabb, vilket resulterar i ett relativt stort antal produkter. Det förväntas att 60 % av fryskylmaskinerna kommer att ersättas med motorer med variabel frekvens 2022. För närvarande är de inhemska stödtillverkarna av fryskylmaskiner huvudsakligen koncentrerade till Yangtze River Delta och Pearl River Delta-regionerna.
Vad gäller fläktar finns det även en spiskåpa som är en viktig komponent i köksmaskiner. Men på grund av kostnadsskäl är den borstlösa konverteringsfrekvensen för spiskåpan fortfarande inte hög. För närvarande är frekvensomvandlingsschemat cirka 150 yuan, men icke-borstlösa motorscheman kan genomföras inom hundra yuan, och billiga kan till och med kosta cirka 30 yuan.
Många nya fläktar och luftrenare använder också borstlösa motorlösningar. För närvarande använder små produkter på marknaden i allmänhet Nedics externa rotormotorer, medan stora luftrenare i allmänhet använder EBM-fläktar.
Dessutom finns en luftcirkulationsfläkt som har varit i produktion sedan de senaste två åren, och dess nuvarande värde är relativt högt. Generellt kostar den färdiga produkten 781 enheter, och det finns även några dyrare, från 2000 till 3000 enheter.
Kompressor
På grund av det faktum att hastigheten på kylkompressorn bestämmer temperaturen inuti kylskåpet, kan hastigheten på kylkompressorn med variabel frekvens ändras baserat på temperaturen, vilket gör att kylskåpet kan göra justeringar baserat på den aktuella temperatursituationen och bättre upprätthålla en konstant temperatur inne i kylskåpet. På så sätt blir matens konserveringseffekt bättre. De flesta kylkompressorer med variabel frekvens väljer BLDC-motorer, vilket resulterar i högre effektivitet, lägre ljud och längre livslängd vid arbete.
Figur 7: Försäljning av kylskåp och kylar med variabel frekvens i Kina. (Datakälla: National Bureau of Statistics)
Detta område dominerades tidigare av produkter från japanska, koreanska och taiwanesiska tillverkare, men efter 2010 har inhemska tillverkare kommit igång snabbt. Det sägs att en tillverkare i Shanghai har en årlig leveransvolym på nästan 30 miljoner enheter.
Med utvecklingen av inhemska halvledartillverkare, oavsett om det är huvud-MCU-tillverkarna, pre-drive Gate Driver eller Power MOSFET, kan inhemska tillverkare i princip tillhandahålla.
Det finns också luftkonditioneringskompressorn. För närvarande har luftkonditionering med variabel frekvens blivit allmänt accepterad, och luftkonditionering med variabel frekvens har blivit trenden. Produktionen av luftkonditioneringsapparater i Kina är också ganska stor. Enligt National Bureau of Statistics var produktionen av luftkonditioneringsmotorer 2018 360 miljoner enheter, och produktionen av BLDC-motorer för luftkonditionering var cirka 96 miljoner enheter. Dessutom ökar produktionen av BLDC-motorer för luftkonditionering i princip varje år.
Elverktyg
Elverktyg är en av de mest använda hårdvaru- och elektromekaniska produkterna. På grund av sin lätta struktur, bekväma bärbarhet, höga produktionseffektivitet och låga energiförbrukning används den i stor utsträckning i borr-, skär- och slipprocesser i olika applikationsindustrier som konstruktion, dekoration, träbearbetning, metallbearbetning och annan tillverkningsindustri. .
Med den kontinuerliga utvecklingen av teknik och den gradvisa acceptansen av DIY-konceptet, utökas också applikationsområdet för elektriska verktyg ständigt. Många traditionella manuella verktygsoperationer börjar ersättas av elektriska verktyg, och elektriska verktyg expanderar också från industriella tillämpningar till familjeliv. Efterfrågan på elverktyg ökar år för år.
Borstlösa elverktyg har faktiskt börjat för länge sedan. Under 2010 introducerade vissa utländska märken elektriska verktyg med borstlösa motorer. Med mognad av litiumjonbatteriteknik blir priserna mer överkomliga och storleken på handhållna verktyg ökar år för år. De kan nu delas lika med plug-in-verktyg.
Enligt statistiken har inhemska elektriska skiftnycklar i princip varit borstlösa, medan elektriska borrar, högspänningsverktyg och trädgårdsredskap ännu inte har varit helt borstlösa, men de håller också på att konverteras.
Detta beror främst på den energibesparande och höga effektiviteten hos borstlösa motorer, vilket gör att handhållna elverktyg kan köras under längre perioder. Nuförtiden har många internationella och inhemska tillverkare satsat mycket resurser på produktutveckling, som Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita, etc.
För närvarande är utvecklingen av elverktyg i Kina också mycket snabb, särskilt i Jiangsu- och Zhejiang-regionerna, där många elverktygstillverkare är koncentrerade. Under de senaste åren har kostnaden för borstlösa motorstyrningslösningar i Jiangsu- och Zhejiang-regionerna minskat snabbt, och många tillverkare har inlett priskrig. Det sägs att en borstlös motorstyrningslösning för ett elverktyg endast kostar cirka 6 till 7 yuan, och vissa kostar till och med bara 4 till 5 yuan.
Pump
Vattenpumpar är en relativt traditionell industri med en mängd olika typer och lösningar. Även för drivkort med samma kraft finns det för närvarande olika typer tillgängliga på marknaden, med priser som sträcker sig från mindre än två yuan till mellan fyrtio och femtio yuan.
Vid tillämpning av vattenpumpar används trefas asynkronmotorer huvudsakligen för medelstor till stor effekt, medan bipolära AC-pumpar huvudsakligen används för små och mikrovattenpumpar. Den nuvarande norra värmerenoveringen är ett bra tillfälle för teknisk innovation inom pumplösningar.
Om bara ur ett tekniskt perspektiv är borstlösa motorer mer lämpade för användning inom pumpområdet, eftersom de har vissa fördelar i volym, effekttäthet och till och med kostnad.
Personlig hälsovård
När det gäller personlig hälsovård finns det två representativa produkter, den ena är Dysons populära internetprodukt, luftkanalen, och den andra är fasciapistolen.
Sedan Dyson lanserade vindkanalprodukten med digitala höghastighetsmotorer, har det fått hela vindkanalmarknaden igång.
Enligt introduktionen av Qian Zhicun från Jingfeng Mingyuan i det förflutna, finns det för närvarande tre huvudriktningar för inhemska vindtunnelscheman: en är baserad på Dyson som riktmärke, med hjälp av ett ultrahöghastighets borstlöst motorschema, med en generell hastighet på cirka 100 000 varv per minut, där den högsta är 160 000 varv per minut; Det andra alternativet är att ersätta U-motorn, som har en hastighet som liknar U-motorns, men har fördelarna med låg vikt och högt lufttryck; Den tredje är den externa rotorns högspänningsschema, där motorn huvudsakligen imiterar Nedics schema.
För närvarande kopieras inte inhemska imitationer bara tidigare, utan har i princip uppnått patentundvikande och gjort vissa innovationer.
Leveransvolymen av fascia guns har börjat öka de senaste åren. Det sägs att gymtränare och sportentusiaster nu är utrustade med fascia guns. Fasciapistolen använder de mekaniska vibrationsprinciperna för att överföra vibrationerna till de djupa fasciamusklerna, vilket uppnår effekten av att avslappna fascia och minska muskelspänningen. Vissa människor använder fascia pistolen som ett avslappningsverktyg efter träning.
Men vattnet i fasciapistolen är också väldigt djupt nu. Även om utseendet ser likadant ut varierar priserna från över 100 yuan till över 3000 yuan. Marknadspriset på BLDC-motorstyrkortet som används i fasciapistolen har nu sjunkit till 8, x yuan, och till och med ett styrkort på cirka 6 yuan har dykt upp. Priset på fasciapistolen har snabbt minskat.
Det sägs att en motortillverkare var på väg att gå i konkurs, men med hjälp av en fascial gun-produkt vaknade den genast till liv igen. Och det var ganska närande.
Utöver dessa två produkter finns det förstås också en trend mot borstlösa motorer i produkter som rakapparater för pojkar och skönhetsmaskiner för tjejer.
Slutsats
Sammantaget är BLDC-motorer fortfarande i ett tidigt skede och deras tillämpningar blomstrar nu. Utöver de jag nämnde här så finns det även många, som servicerobotar, AGV:er, soprobotar, väggbrytare, fritöser, diskmaskiner och så vidare. Faktum är att det finns många platser i våra liv där vi använder elmotorer, och det finns fortfarande många applikationer som väntar på oss att utforska i framtiden.
Posttid: 15 juli 2023
