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BLDC电机的十大热门应用

2020-06-24 447

  随着全球工业自动化、智能化和人们生活水平的提高,电机在汽车、家用电器、电子音像、信息处理设备,以及工业自动化等领域的应用将越来越广泛。据统计,发达每个家庭平均拥有的电机数量是 80 到 130 台,而我国大城市家庭平均拥有的电机数量大约在 20 到 40 台之间,目前还远低于发达的平均水平,因此,国内的电机产业还有很大的发展空间。

  相对于电机200多年的历史,BLDC电机其实是相对来说比较年轻的,从发展至今也就50多年的历史。但是随着半导体技术的发展,MCU和驱动组件的普及,使得 BLDC电机的总体成本降低了很多,因此,这几年 BLDC 电机得到了发展,其总体成长率也高于电机的成长率。


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图 1:BLDC 电机市场规模预测。

  预计未来几年 BLDC 电机的年复合增长率将会是 6.5%左右。据统计,2019 年 BLDC 的市场规模约为 163 亿美元,预计到 2024 年将会达到 224.4 亿美元左右。

  市场规模摆在那里,那具体应用又有哪些呢?最近,在《电子发烧友网》举办的第三届 2020 年无刷直流电机控制技术研讨会上,其行业分析师程文智分享了“BLDC 电机的十大潜力应用市场分析”报告。在他看来,未来 BLDC 电机使用量比较大的应用市场主要有汽车、5G、无人机 / 水下机器人、电踏车 / 电动车、工业机器人、风机、压缩机、电动工具、泵类和个人保健护理等。



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汽车应用市场

  随着新能源汽车的崛起、智能驾驶的渗透,以及车联网的应用试点,汽车电子化的趋势越来越明显。

  未来汽车中,除了驱动电机外,电动助力转向系统、电子悬架系统、汽车稳定性控制系统、汽车巡航控制系统、ABS、车身系统(车窗、门锁、座椅、后视镜、雨刷、天窗等)都将会大量使用到电机。

  一般来说,经济型燃油车会配备 10 个左右的电机,普通的汽车会配备 20 到 30 台电机,而豪华型汽车则会配备 60 到 70 台,甚至上百台电机,而新能源汽车一般需要 130 到 200 台电机。


图2:汽车内使用的电机数量。.jpg
图 2:汽车内使用的电机数量

  随着人们对汽车使用性能的日益注重,特别是对汽车舒适性、安全性、燃油经济性,以及环境保护等要求越来越高,汽车上的电子控制装置和用电设备相应增加,各种电动装置的使用,使得汽车电机的装备数量上升。

  新能源汽车是这几年的发展趋势,现在全球政策都同时在推进新能源汽车发展。欧美等发达积极布局新能源汽车市场,通过各种补贴优惠政策和法案,推动新能源汽车的发展,促进传统燃油车到电动汽车的转变。

  国内 2019 年 7 月之后,由于补贴大幅退坡,增速有所下滑,但随着 2020 年各大车企的新能源车型不断推出,特别是 TESLA Model3,大众 ID.3 等车型的上市,行业有望由补贴驱动转向需求驱动,进入第二个快速增长期。


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5G

  2020 年时中国 5G 发展的关键之年,虽然受疫情影响,季度 5G 建设出现迟滞,但中国移动表示,力争 2020 年底,5G 基站数达到 30 万的目标不变,中国电信也将与中国联通力争在三季度完成新增共建 5G 基站 25 万站,追回受疫情影响。加上中国广电计划筹建的 5 万座基站,中国在今年将要建设 60 万座基站。


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图 3:四大运营商 2020 年计划建设的 5G 基站数量

  在 5G 基站中,需要用到电机的地方也不少,首先是基站天线。目前 5G 基站天线应用配套的含齿轮箱组件的控制电机产品,包括步进电机和无刷电机两种方案,每面电调天线配套使用一台加齿轮箱的控制电机。

  一般情况下,普通的通讯基站需要配置约 3 面天线,4G 基站需要配置 4 到 6 面天线,5G 基站的数量和天线数量将会进一步增加。

  除了基站天线,基站中的冷却系统也需要用到电机产品。比如散热风扇、空调压缩机等等。


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无人机 / 水下无人机

  无人机几年前就已经很火了,但并不是所有的无人机都是使用无刷电机的。现在很多无人机都在向无刷电机转换,以获得更长轻的机身,更长的续航时间。

  据 Droneii 报告,2018 年,全球无人机市场规模为 141 亿美元,预计到 2024 年,全球无人机市场规模将达到 431 亿美元,其中增速最快的是亚洲和北美地区。复合增长率为 20.5。

  根据民航局“民用无人机使命登记信息系统”统计,截至 2018 年底,中国共有 28.5 万架无人机注册,到 2019 年底,共有注册无人机超过 39.2 万架,无人机商业飞行 125 万小时。

  特别是在今年年初的疫情期间,无人机发挥了很大作用,比如它在医院和疾控中心间穿梭,实施疫情防控急救药品和标本的自动化转运;在公路上盘旋,代替人工进行空中指挥的工作;化身消毒神器,在全国各地广大农村乃至城区完成防疫消杀工作;化身宣传小能手,隔空喊话宣传劝导,让人们好好宅在家里等等。

  也正式由于疫情的影响,无接触配送再次被推上风口浪尖。国内,民航局在去年就开展了无人机物流配送服务试点。由于疫情的影响,国内的推进速度应该会加快;国外,物流巨头 UPS 与德国无人机制造商 Wingcopter 联手,将新型垂直起降无人机带入货运行业,以运送包裹。

  还有一个我们不太熟悉的水下无人机,也开始慢慢起量。记得我在 2017 年采访的一家水下无人机企业,当时他们刚好量产,通过众筹的出货也就几百来台,现在已经年出货量几万台了。


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电踏车 / 电动车

  电踏车既保留了原始骑行体验,又提供了智能化辅助动力。它是一种介于自行车与传统电动车之间的交通工具,电踏车主要通过传感器根据骑行信号提供相应动力辅助,减少骑行者出力,让用户骑行更加轻松。与自行车相比,电踏车增加了电机、电池、传感器、控制器、仪表等,使得骑行体验更加丰富。与传统电动车相比,电踏车不是通过手的转握来控制车速,而是通过传感器捕捉骑行的信号,进而理解骑行者的骑行意图,提供相应的动力辅助,使得骑行更加智能。


图4:自行车、电踏车和传统电动车对比。.jpg

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