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, отечественная электродвигательная промышленность еще имеет большие возможности для развития.
По сравнению с двигателями с историей более 200 лет,Двигатели постоянного токана самом деле относительно молоды, их история развития насчитывает более 50 лет. Однако с развитием полупроводниковых технологий и популяризацией микроконтроллеров и компонентов драйверов общая стоимостьДвигатели постоянного токазначительно сократилось. Поэтому в последние годыДвигатели постоянного токаразработали, и их общие темпы роста также выше, чем у двигателей.
Рисунок 1: Прогноз размера рынка двигателей BLDC
Ожидается, что совокупный годовой темп ростаДвигатели постоянного токав 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 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. Несмотря на задержку строительства 5G в первом квартале 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, при этом 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 эксперта 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 грузов.
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, как правило, 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 отечественным производителям бесщеточных двигателей.
Помимо бытовых вентиляторов, существует еще оборудование Компьютерный вентилятор. Фактически, тепловые вентиляторы вентиляторов оборудования начали переходить на бесщеточные двигатели много лет назад. В этой области существует образцовое предприятие, а именно Ebm-papst, чья вентиляторная и моторная продукция 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, такие как Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita и т. д.
В настоящее время развитие электроинструментов в Китае также идет очень быстро, 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 личного здоровья, 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 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.
