С улучшением глобальной промышленной автоматизации, интеллекта и уровня жизни людей применение двигателей в таких областях, как автомобили, бытовая техника, электронное аудио и видео, оборудование для обработки информации и промышленная автоматизация, станет все более распространенным.
По статистике, среднее количество электродвигателей, принадлежащих каждому домохозяйству в развитых странах, составляет от 80 до 130 штук, в то время как среднее количество электродвигателей, принадлежащих домохозяйствам в крупных городах Китая, составляет от 20 до 40 штук, что все еще намного ниже среднего показателя. уровне в развитых странах.Таким образом, отечественному электромоторостроению еще есть большие возможности для развития.
По сравнению с двигателями с историей более 200 лет,Двигатели BLDCна самом деле относительно молоды, их история развития насчитывает более 50 лет.Однако с развитием полупроводниковых технологий и популяризацией микроконтроллеров и компонентов драйверов общая стоимостьДвигатели BLDCзначительно сократилось.Поэтому в последние годыДвигатели BLDCразработали, и их общие темпы роста также выше, чем у двигателей.
Рисунок 1: Прогноз размера рынка двигателей BLDC
Ожидается, что совокупный годовой темп ростаДвигатели BLDCв ближайшие годы составит около 6,5%.По статистике, объем рынка BLDC в 2019 году составил примерно 16,3 миллиарда долларов, а к 2024 году ожидается, что он достигнет примерно 22,44 миллиарда долларов.
Где размер рынка?Каковы конкретные приложения?
Рынок автомобильных приложений
С появлением новых транспортных средств на энергии, проникновением интеллектуального вождения и пилотным применением универсального автомобиля тенденция электронизации автомобилей становится все более и более очевидной.
В будущих автомобилях, помимо приводных двигателей, будут использоваться системы рулевого управления с электроусилителем, электронные системы подвески, системы контроля устойчивости, системы круиз-контроля, ABS и кузовные системы (такие как окна, дверные замки, сиденья, зеркала заднего вида, дворники, люк на крыше и т. д.). .) будут активно использоваться с электродвигателями.
Вообще говоря, автомобили с экономичным топливом будут оснащены примерно 10 двигателями, обычные автомобили будут оснащены от 20 до 30 двигателями, автомобили класса люкс будут оснащены от 60 до 70 или даже сотнями двигателей, в то время как транспортные средства на новых источниках энергии обычно требуют от 130 до 200 двигателей. моторы.
Рисунок 2. Количество двигателей, используемых в автомобилях.
С ростом внимания, уделяемого эксплуатационным характеристикам автомобилей, особенно требованиям к комфорту, безопасности, экономии топлива и защите окружающей среды, соответственно увеличилось количество электронных устройств управления и электрооборудования в автомобилях.Использование различных электрических устройств привело к увеличению количества моторного оборудования в автомобилях.
Транспортные средства на новой энергии стали тенденцией развития в последние годы, и глобальная политика одновременно способствует развитию транспортных средств на новой энергии.Развитые страны, такие как Европа и Америка, активно формируют рынок транспортных средств на новой энергии, способствуют развитию транспортных средств на новой энергии посредством различных политик и законов субсидий и преференций, а также способствуют переходу от традиционных транспортных средств, работающих на топливе, к электромобилям.
После июля 2019 года в Китае из-за резкого снижения субсидий темпы роста снизились.Однако с постоянным внедрением новых энергетических моделей крупными автомобильными предприятиями в 2020 году, особенно с выпуском TESLA Model 3, Volkswagen ID.3 и других моделей, ожидается, что отрасль перейдет от стимулирования субсидий к стимулированию спроса, вступая во второй период быстрого роста.
5G
2020 год стал решающим для развития 5G в Китае.Хотя в первом квартале строительство 5G было задержано из-за последствий эпидемии, China Mobile заявила, что ее цель по созданию 300 000 базовых станций 5G к концу 2020 года остается неизменной.China Telecom и China Unicom также будут стремиться завершить строительство 250 000 новых базовых станций 5G в третьем квартале, чтобы компенсировать последствия эпидемии.В дополнение к 50 000 базовым станциям, запланированным Китайским радио и телевидением, в этом году Китай построит 600 000 базовых станций.
Рисунок 3. Количество базовых станций 5G, которые четыре основных оператора планируют построить в 2020 году.
В базовых станциях 5G тоже много мест, где нужны двигатели, в первую очередь антенна базовой станции.В настоящее время антенна базовой станции 5G оснащена продуктами управления двигателем, содержащими компоненты коробки передач, включая два варианта: шаговый двигатель и бесщеточный двигатель.Каждая электрорегулируемая антенна оснащена управляющим двигателем с редуктором.
В общем, обычная базовая станция связи должна быть оснащена примерно 3 антеннами, базовая станция 4G должна быть оснащена от 4 до 6 антенн, а количество базовых станций и антенн 5G будет еще больше увеличиваться.
Помимо антенны базовой станции, для системы охлаждения базовой станции также требуются автомобильные изделия.Например, компьютерный вентилятор, компрессор кондиционера и т. д.
Дроны/Подводные дроны
Дроны популярны уже несколько лет, но не все дроны используют бесщеточные двигатели.В настоящее время многие дроны переходят на бесщеточные двигатели, чтобы получить более длинный, легкий корпус и большую выносливость.
Согласно отчету Droneii, объем мирового рынка дронов в 2018 году составил 14,1 миллиарда долларов, и ожидается, что к 2024 году объем мирового рынка дронов достигнет 43,1 миллиарда долларов, причем самыми быстрорастущими регионами будут Азия и Северная Америка.Совокупный коэффициент роста составляет 20,5.
По данным «Информационной системы регистрации миссий гражданских дронов» Управления гражданской авиации, по состоянию на конец 2018 года в Китае было зарегистрировано 285 000 дронов.К концу 2019 года было зарегистрировано более 392 000 дронов и 1,25 миллиона часов коммерческого налета дронов.
Особенно во время эпидемии в начале этого года дроны сыграли важную роль, например, осуществляя переброску между больницами и центрами контроля заболеваний, осуществляя автоматизированную транспортировку лекарств и образцов для предотвращения эпидемии и контроля неотложной помощи;Кружение по автомагистралям, заменяющее ручную работу воздушного управления;Артефакт дезинфекции Аватара, полная профилактика эпидемий, дезинфекция и стерилизация в сельской местности и даже в городских районах по всей стране;Превращаясь в специалиста по пропаганде, выкрикивая лозунги и уговаривая людей оставаться дома и так далее.
Из-за последствий эпидемии бесконтактная доставка вновь вышла на первый план.В прошлом году Управление гражданской авиации Китая запустило пилотную службу логистики и распределения с помощью дронов.Из-за воздействия эпидемии темпы прогресса в Китае должны ускориться;В зарубежных странах логистический гигант UPS и немецкий производитель БПЛА Wingcopter объединили усилия, чтобы внедрить новый БПЛА вертикального взлета и посадки в грузовую отрасль для перевозки посылок.
Еще есть подводный дрон, с которым мы не очень знакомы и потихоньку начинаем его измерять.Я помню компанию по производству подводных дронов, у которой я брал интервью в 2017 году, которая находилась в массовом производстве и отправила всего лишь сотни единиц через краудфандинг.Сейчас годовой объем отгрузки составляет десятки тысяч единиц.
Электрический скутер/электромобиль
Электрический самокат не только сохраняет первоначальные ощущения от езды, но и обеспечивает интеллектуальную вспомогательную мощность.Это средство передвижения, которое находится между велосипедами и традиционными электромобилями.Электрические скутеры в основном обеспечивают соответствующую помощь по мощности на основе сигналов от датчиков, снижая нагрузку велосипедистов и упрощая езду для пользователей.По сравнению с велосипедами, в электросамокатах добавлены двигатели, аккумуляторы, датчики, контроллеры, инструменты и т. д., что делает поездку более разнообразной.По сравнению с традиционными электромобилями, электрические скутеры не контролируют скорость транспортного средства путем вращения руки, а улавливают сигнал езды с помощью датчиков, чтобы понять намерение велосипедиста ехать, обеспечить соответствующую силовую помощь и сделать езду более умной. .
Рисунок 4. Сравнение велосипедов, электросамокатов и традиционных электромобилей.
Цена продажи электросамокатов в Китае колеблется от 2000 до 10 000 юаней.Европейские электросамокаты со ступицей колес стоят от 500 до 1700 евро, а электросамокаты со средней установкой — от 2300 до 3300 евро.Цена на электросамокаты значительно выше, чем на велосипеды и электромобили.
Двигатель является основным компонентом электрической системы электросамоката.Благодаря миниатюризации, легкости, эффективности эксплуатации и надежности внешнего вида электросамокатов напрямую определяются эксплуатационные характеристики электросамокатов.Поэтому автомобильным компаниям обычно необходимо адаптировать разработку двигателей в соответствии с потребностями электросамокатов.Электродвигатели составляют от 10% до 30% стоимости электросамокатов.
В Европе существует большой спрос на электросамокаты.По данным Европейской ассоциации велосипедной индустрии, с 2006 по 2018 год продажи электросамокатов на европейском рынке выросли с 98 000 единиц до 2,5 миллионов единиц.Годовой совокупный темп роста достиг 31%.
Японский рынок также стабильно растет.Япония была первой страной, которая начала разрабатывать, производить и продавать электрические скутеры.В 1980-х годах компания успешно разработала первое поколение электросамокатов.Однако из-за холмистой местности Японии, неровных дорог и сильного старения электрические скутеры стали необходимым выбором.
Внутренний рынок находится в зачаточном состоянии.Существует значительный потенциал для будущего роста.В настоящее время такие компании, как Mobi, Xiaomi, Harrow, Double Speed и Eternal, начали попытки продвижения электросамокатов в Китае.
Промышленный робот
Промышленные роботы в Китае в основном являются рынком-заменителем, и их пространство довольно обширно.Хотя Китай является крупнейшим в мире рынком применения промышленных роботов, в области промышленных роботов известные мировые производители в основном сосредоточены в развитых странах, представленных США, Японией, Германией и т. д., таких как ABB в Швеции, FANUC в Японии. , Yaskawa Electric Corporation и четыре семьи, представленные Kuka в Германии.
Рисунок 5: Продажи промышленных роботов.(Источник данных: Международная федерация робототехники)
По данным Международной федерации робототехники, мировые продажи промышленных роботов в 2018 году составили 422 000 единиц, из них 154 000 единиц продано в Китае, что составляет 36,5%.Кроме того, по данным Национального бюро статистики, производство промышленных роботов в Китае постепенно увеличивается: примерно с 33 000 комплектов в 2015 году до 187 000 комплектов в 2018 году. Темпы роста быстрые.
Более того, в последние годы, благодаря постоянной поддержке промышленности со стороны правительства и постоянному прорыву отечественных предприятий, уровень локализации отечественных промышленных роботов постоянно растет.В первой половине 2018 года доля продаж корпусов роботов на внутреннем рынке выросла с 19,42% в 2015 году до 28,48%.В то же время общий объем продаж промышленных роботов в Китае также сохранил рост.
Вентилятор
К вентиляторам относятся: вентиляторы, вытяжки, фены, вентиляторы для штор, вентиляторы HVAC и т. д. К основным производителям вторичной продукции относятся Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss и т. д.
С точки зрения бытовых вентиляторов, это очень большой рынок, и производство бытовых вентиляторов в Китае очень велико.По данным Национального бюро статистики, в 2018 году производство бытовых вентиляторов в Китае составило 180 млн штук.Данных за декабрь 2017 года не было, но данные за 11 месяцев составили 160 млн единиц.В 2016 году это количество составляло 160 миллионов единиц, а в 2019 году, по оценкам, их было около 190 миллионов единиц.
Рисунок 6: Производство бытовых вентиляторов в Китае.(Источник данных: Национальное бюро статистики)
В настоящее время основные производители мелкой бытовой техники в Китае, такие как Midea, Pioneer, Nichrome, Emmett и т. д., в основном имеют на рынке продукцию с бесщеточными двигателями.Среди них у Emmett самое большое количество, а у Xiaomi самая низкая стоимость.
С появлением трансграничных производителей, таких как Xiaomi, темпы конверсии бесщеточных двигателей в сферу бытовых вентиляторов начали ускоряться.Теперь в сфере бытовых вентиляторов есть место и отечественным производителям бесщеточных двигателей.
Помимо бытовых вентиляторов, существует еще оборудование Компьютерный вентилятор.Фактически, тепловые вентиляторы оборудования начали переходить на бесщеточные двигатели много лет назад.В этой области существует образцовое предприятие, а именно Ebm-papst, чья продукция для вентиляторов и двигателей широко используется во многих отраслях, таких как вентиляция, кондиционирование воздуха, холодильное оборудование, бытовая техника, отопление и автомобилестроение.
В настоящее время многие компании в Китае производят бесщеточные компьютерные вентиляторы, аналогичные EBM, и заняли многие рынки EBM.
Особенно с появлением отечественных зарядных станций у отечественных производителей должны появиться большие возможности.Теперь страна также включила зарядную станцию в проект «Новая инфраструктура», который в этом году должен получить большее развитие.
Есть также вентиляторы охлаждения морозильной камеры.Из-за влияния отраслевых стандартов и национальных стандартов энергоэффективности вентиляторы охлаждения морозильной камеры начали переключаться на двигатели BLDC, а скорость преобразования является относительно высокой, что приводит к относительно большому количеству продуктов.Ожидается, что к 2022 году 60% холодильных машин с морозильной камерой будут заменены двигателями с регулируемой частотой. В настоящее время отечественные производители холодильных машин с морозильной камерой в основном сосредоточены в регионах дельты реки Янцзы и дельты Жемчужной реки.
Среди любителей есть еще вытяжка, которая является важным компонентом кухонной техники.Однако из соображений стоимости степень перехода на бесщеточную вытяжку все еще не высока.В настоящее время схема преобразования частоты стоит около 150 юаней, но схемы без бесщеточных двигателей могут быть выполнены в пределах ста юаней, а недорогие могут даже стоить около 30 юаней.
Многие новые вентиляторы и очистители воздуха также используют бесщеточные двигатели.В настоящее время в небольших продуктах на рынке обычно используются двигатели Nedic с внешним ротором, тогда как в крупных воздухоочистителях обычно используются вентиляторы EBM.
Кроме того, имеется вентилятор для циркуляции воздуха, который находится в производстве уже два года, и его текущая стоимость относительно высока.В целом готовое изделие стоит 781 единицу, но есть и несколько дороже, от 2000 до 3000 единиц.
Компрессор
Поскольку скорость компрессора холодильника определяет температуру внутри холодильника, скорость компрессора холодильника с переменной частотой можно изменять в зависимости от температуры, что позволяет холодильнику вносить коррективы в зависимости от текущей температурной ситуации и лучше поддерживать температуру. постоянная температура внутри холодильника.Таким образом, эффект сохранения продуктов питания будет лучше.В большинстве компрессоров холодильников с регулируемой частотой используются двигатели BLDC, что обеспечивает более высокую эффективность, низкий уровень шума и более длительный срок службы при работе.
Рисунок 7: Продажи холодильников и холодильников с регулируемой частотой вращения в Китае.(Источник данных: Национальное бюро статистики)
Раньше в этой области доминировала продукция японских, корейских и тайваньских производителей, но после 2010 года быстро начали развиваться отечественные производители.Говорят, что годовой объем поставок одного производителя в Шанхае составляет около 30 миллионов единиц.
Благодаря прогрессу отечественных производителей полупроводников, будь то ведущие производители микроконтроллеров, драйверы предварительного привода или силовые МОП-транзисторы, отечественные производители в основном могут их предоставить.
Еще есть компрессор кондиционера.В настоящее время кондиционирование воздуха с переменной частотой получило широкое распространение, и кондиционирование воздуха с переменной частотой стало тенденцией.Производство кондиционеров в Китае также достаточно велико.По данным Национального бюро статистики, производство двигателей для кондиционеров в 2018 году составило 360 миллионов единиц, а производство двигателей BLDC для кондиционеров — около 96 миллионов единиц.Более того, производство BLDC-двигателей для кондиционирования воздуха в основном увеличивается с каждым годом.
Электрические инструменты
Электроинструменты являются одним из наиболее широко используемых метизов и электромеханических изделий.Благодаря своей легкой конструкции, удобной портативности, высокой эффективности производства и низкому энергопотреблению он широко используется в процессах сверления, резки и шлифования в различных отраслях промышленности, таких как строительство, отделка, деревообработка, металлообработка и другие обрабатывающие отрасли. .
Благодаря постоянному развитию технологий и постепенному принятию концепции «сделай сам», область применения электроинструментов также постоянно расширяется.Многие традиционные ручные операции с инструментами начинают заменяться электрическими инструментами, а электрические инструменты также распространяются из промышленного применения в семейную жизнь.Спрос на электроинструменты растет с каждым годом.
Бесщеточные электрические инструменты появились уже давно.В 2010 году некоторые зарубежные бренды представили электроинструменты с бесщеточными двигателями.С развитием технологии литий-ионных аккумуляторов цены становятся все более доступными, а размер портативных инструментов увеличивается с каждым годом.Теперь их можно разделить поровну с помощью подключаемых инструментов.
По статистике, отечественные электрогайковерты в основном были бесщеточными, а электродрели, высоковольтные инструменты и садовые инструменты еще не полностью бесщеточные, но они также находятся в процессе конверсии.
В основном это связано с энергосбережением и высоким КПД бесщеточных двигателей, позволяющих ручным электроинструментам работать в течение более длительных периодов времени.В настоящее время многие международные и отечественные производители вложили много ресурсов в разработку продукции, например, Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita и т. д.
В настоящее время развитие электроинструментов в Китае также идет очень быстрыми темпами, особенно в регионах Цзянсу и Чжэцзян, где сосредоточено множество производителей электроинструментов.В последние годы стоимость решений по управлению бесщеточными двигателями в регионах Цзянсу и Чжэцзян быстро снизилась, и многие производители начали ценовые войны.Говорят, что решение для управления бесщеточным двигателем электроинструмента стоит всего от 6 до 7 юаней, а некоторые даже стоят всего от 4 до 5 юаней.
Насос
Водяные насосы — относительно традиционная отрасль, имеющая большое разнообразие типов и решений.Даже для плат привода одинаковой мощности в настоящее время на рынке доступны различные типы, цены которых варьируются от менее двух юаней до сорока-пятидесяти юаней.
В водяных насосах трехфазные асинхронные двигатели в основном используются для средней и большой мощности, а биполярные насосы переменного тока в основном используются для небольших и микроводяных насосов.Текущая реконструкция северного теплоснабжения представляет собой хорошую возможность для технологических инноваций в насосных решениях.
Хотя бы с технической точки зрения бесщеточные двигатели больше подходят для применения в области насосов, так как имеют определенные преимущества по объему, удельной мощности и даже стоимости.
Личное здравоохранение
Что касается личной гигиены, есть два репрезентативных продукта: один — популярный интернет-продукт Дайсона, воздуховод, а другой — фасциальный пистолет.
С тех пор, как компания Dyson выпустила на рынок воздуховоды с высокоскоростными цифровыми двигателями, это вызвало толчок развитию всего рынка воздуховодов.
Согласно представлению Цянь Чжицуня из Цзинфэн Минъюань в прошлом, в настоящее время существует три основных направления для отечественных схем аэродинамических труб: одно основано на Дайсоне в качестве эталона, с использованием схемы сверхвысокоскоростного бесщеточного двигателя с общей скоростью около 100 000 оборотов в минуту, максимальная — 160 000 оборотов в минуту;Второй вариант — заменить двигатель U, который имеет скорость, аналогичную скорости двигателя U, но имеет такие преимущества, как малый вес и высокое давление воздуха;Третья — высоковольтная схема с внешним ротором, при этом двигатель во многом имитирует схему Недича.
В настоящее время отечественные имитационные продукты не просто копируются в прошлом, но в основном обходятся патентами и вносят определенные инновации.
В последние годы объемы поставок фасциального оружия начали расти.Говорят, что тренеры тренажерного зала и любители спорта теперь оснащены фасциальными пистолетами.Фасциальный пистолет использует механические принципы вибрации для передачи вибрации глубоким мышцам фасции, достигая эффекта расслабления фасции и снижения мышечного напряжения.Некоторые люди используют фасциальный пистолет как средство релаксации после тренировки.
Однако вода в приборной панели теперь тоже очень глубока.Хотя внешний вид выглядит одинаково, цены варьируются от более 100 до более 3000 юаней.Рыночная цена платы управления двигателем BLDC, используемой в фасциальном пистолете, теперь упала до 8 х юаней, и даже появилась плата управления двигателем стоимостью около 6 юаней.Цена на фасциальный пистолет резко снизилась.
Говорят, что производитель двигателей был на грани банкротства, но с помощью фасциального пистолета он тут же вернулся к жизни.И это было весьма сытно.
Конечно, помимо этих двух продуктов, существует также тенденция к использованию бесщеточных двигателей в таких продуктах, как бритвы для мальчиков и косметические машины для девочек.
Заключение
В целом, двигатели BLDC все еще находятся на ранней стадии своего развития, и их применение сейчас процветает.Помимо тех, которые я здесь упомянул, их также много, например, сервисные роботы, AGV, подметальные роботы, настенные выключатели, фритюрницы, посудомоечные машины и так далее.На самом деле, в нашей жизни есть много мест, где мы используем электродвигатели, и есть еще много применений, которые нам предстоит изучить в будущем.
Время публикации: 15 июля 2023 г.
