С подобряването на глобалната индустриална автоматизация, интелигентността и жизнения стандарт на хората, приложението на двигатели в области като автомобили, домакински уреди, електронно аудио и видео, оборудване за обработка на информация и индустриална автоматизация ще става все по-широко разпространено.
Според статистиката, средният брой електродвигатели, притежавани от всяко домакинство в развитите страни, е между 80 и 130 броя, докато средният брой електродвигатели, притежавани от домакинствата в големите градове на Китай, е около 20 до 40 броя, което все още е далеч под средното ниво в развитите страни. Следователно, все още има голям потенциал за развитие в производството на електрически двигатели в страната.
В сравнение с двигатели с история от над 200 години,BLDC двигателивсъщност са сравнително млади, с история от над 50 години от тяхното развитие. Въпреки това, с развитието на полупроводниковите технологии и популяризирането на микроконтролерите и драйверните компоненти, общата цена на...BLDC двигателие значително намален. Следователно, през последните години,BLDC двигателиса се развили и общият им темп на растеж също е по-висок от този на двигателите.
Фигура 1: Прогноза за размера на пазара на BLDC двигатели
Очаква се, че сложният годишен темп на растеж наBLDC двигателище бъде около 6,5% през следващите години. Според статистиката, размерът на пазара на BLDC през 2019 г. е бил приблизително 16,3 милиарда долара и се очаква да достигне около 22,44 милиарда долара до 2024 г.
Какъв е размерът на пазара? Какви са специфичните приложения?
Пазар на автомобилни приложения
С появата на превозните средства с нова енергия, навлизането на интелигентното шофиране и пилотното приложение на концепцията „Велосипед-към-всичко“, тенденцията за електронизация на автомобилите става все по-очевидна.
В бъдещите автомобили, освен задвижващите двигатели, електрическите двигатели ще бъдат широко използвани в системите за електрическо сервоуправление, електронното окачване, системата за контрол на стабилността, системата за круиз контрол, ABS и системите на каросерията (като прозорци, брави на вратите, седалки, огледала за обратно виждане, чистачки, люк на покрива и др.).
Най-общо казано, автомобилите с икономичен разход на гориво ще бъдат оборудвани с около 10 двигателя, обикновените автомобили ще бъдат оборудвани с 20 до 30 двигателя, луксозните автомобили ще бъдат оборудвани с 60 до 70 или дори стотици двигатели, докато превозните средства с нова енергия обикновено изискват 130 до 200 двигателя.
Фигура 2: Брой двигатели, използвани в автомобилите
С нарастващото внимание, което се обръща на характеристиките на автомобилите, особено на изискванията за комфорт, безопасност, икономия на гориво и опазване на околната среда, броят на електронните устройства за управление и електрическото оборудване в автомобилите съответно се е увеличил. Използването на различни електрически устройства е довело до увеличаване на броя на моторното оборудване в автомобилите.
Превозните средства с нова енергия са тенденция в развитието през последните години и глобалните политики едновременно насърчават развитието на превозни средства с нова енергия. Развитите страни като Европа и Америка активно оформят пазара на превозни средства с нова енергия, насърчават развитието на превозни средства с нова енергия чрез различни политики и закони за субсидиране и преференции и насърчават прехода от превозни средства с традиционно гориво към електрически превозни средства.
След юли 2019 г. в Китай, поради рязкото намаляване на субсидиите, темпът на растеж намаля. Въпреки това, с непрекъснатото въвеждане на нови енергийни модели от големите автомобилни предприятия през 2020 г., особено с пускането на пазара на TESLA Model 3, Volkswagen ID. 3 и други модели, се очаква индустрията да премине от ориентирана към субсидии към ориентирана към търсенето, навлизайки във втория период на бърз растеж.
5G
2020 г. беше ключова година за развитието на 5G в Китай. Въпреки че през първото тримесечие имаше забавяне в изграждането на 5G поради въздействието на епидемията, China Mobile заяви, че целта ѝ да достигне 300 000 5G базови станции до края на 2020 г. остава непроменена. China Telecom и China Unicom също ще се стремят да завършат изграждането на 250 000 нови 5G базови станции през третото тримесечие, за да се възстановят от последиците от епидемията. В допълнение към 50 000 базови станции, планирани от Китайското радио и телевизия, Китай ще построи 600 000 базови станции тази година.
Фигура 3: Брой 5G базови станции, планирани да бъдат построени от четирите основни оператора през 2020 г.
В 5G базовите станции има и много места, където са необходими двигатели, на първо място и най-вече антената на базовата станция. В момента антената на 5G базовата станция е оборудвана с управляващи двигатели, съдържащи компоненти на скоростната кутия, включително две опции: стъпков двигател и безчетков двигател. Всяка електрически регулируема антена е оборудвана с управляващ двигател с скоростна кутия.
Като цяло, една обикновена комуникационна базова станция трябва да бъде оборудвана с около 3 антени, една 4G базова станция трябва да бъде оборудвана с 4 до 6 антени, а броят на 5G базовите станции и антени ще се увеличи допълнително.
В допълнение към антената на базовата станция, охладителната система в базовата станция изисква и двигателни продукти. Като например вентилатор за компютър, компресор за климатик и др.
Дронове/Подводни дронове
Дроновете са популярни от няколко години, но не всички дронове използват безчеткови мотори. В днешно време много дронове преминават към безчеткови мотори, за да постигнат по-дълго, по-леко тяло и по-голяма издръжливост.
Според доклада на Droneii, размерът на световния пазар на дронове е бил 14,1 милиарда долара през 2018 г. и се очаква до 2024 г. размерът на световния пазар на дронове да достигне 43,1 милиарда долара, като най-бързо развиващите се региони са Азия и Северна Америка. Средният темп на растеж е 20,5.
Според „Информационната система за регистрация на граждански мисии с дронове“ на Администрацията за гражданска авиация, към края на 2018 г. в Китай е имало 285 000 регистрирани дрона. До края на 2019 г. е имало над 392 000 регистрирани дрона и 1,25 милиона търговски летателни часа дронове.
Особено по време на епидемията в началото на тази година, дроновете изиграха значителна роля, като например при превоз между болници и центрове за контрол на заболяванията, внедряване на автоматизирано транспортиране на лекарства и проби за спешна помощ за превенция и контрол на епидемии; кръжене по магистрали, заместване на ръчната работа по въздушното командване; дезинфекция на артефакт „Аватар“, пълна превенция на епидемии, дезинфекция и стерилизация в селските райони и дори в градските райони в цялата страна; трансформиране в експерт по пропаганда, крещейки лозунги и убеждавайки хората да си останат вкъщи и т.н.
Поради въздействието на епидемията, безконтактната доставка отново е изведена на преден план. В Китай, Администрацията за гражданска авиация на Китай стартира пилотен проект за логистика и дистрибуция с дронове миналата година. Поради въздействието на епидемията, темпът на напредък в Китай би трябвало да се ускори; В чужбина, логистичният гигант UPS и немският производител на безпилотни летателни апарати Wingcopter обединиха усилия, за да въведат новия VTOL UAV в товарната индустрия за транспортиране на пакети.
Съществува и един подводен дрон, с който не сме много запознати и бавно започваме да го измерваме. Спомням си компанията за подводни дронове, която интервюирах през 2017 г., която беше в масово производство и беше доставила само стотици бройки чрез краудфъндинг. Сега годишният обем на доставките е десетки хиляди бройки.
Електрически скутер/електрическо превозно средство
Електрическият скутер не само запазва оригиналното изживяване при каране, но и осигурява интелигентно спомагателно захранване. Той е транспортно средство, което се намира между велосипедите и традиционните електрически превозни средства. Електрическите скутери осигуряват основно съответна помощ при каране, базирана на сигнали за каране чрез сензори, намалявайки мощността на велосипедистите и улеснявайки карането за потребителите. В сравнение с велосипедите, електрическите скутери имат добавени двигатели, батерии, сензори, контролери, инструменти и др., което прави карането по-разнообразно. В сравнение с традиционните електрически превозни средства, електрическите скутери не контролират скоростта на превозното средство чрез въртене на ръката, а чрез улавяне на сигнала за каране чрез сензори, за да разберат намерението на велосипедиста за каране, да осигурят съответна помощ при каране и да направят карането по-интелигентно.
Фигура 4: Сравнение на велосипеди, електрически скутери и традиционни електрически превозни средства
Продажната цена на електрическите скутери в Китай варира от 2000 до 10 000 юана. Европейските електрически скутери с главини на колелата са на цена между 500 и 1700 евро, докато електрическите скутери със средно разположени колела са на цена между 2300 и 3300 евро. Цената на електрическите скутери е много по-висока от тази на велосипедите и електрическите превозни средства.
Двигателят е основният компонент на електрическата система на електрическия скутер. Поради миниатюризацията, лекото тегло, оперативната ефективност и надеждността на външния вид на електрическите скутери, производителността на електрическите скутери е пряко определена. Следователно, автомобилните компании обикновено трябва да персонализират разработването на двигатели според нуждите на електрическите скутери. Електродвигателите представляват от 10% до 30% от цената на електрическите скутери.
В Европа има силно търсене на електрически скутери. Според данни на Европейската асоциация на велосипедната индустрия, от 2006 до 2018 г. продажбите на електрически скутери на европейския пазар са се увеличили от 98 000 бройки на 2,5 милиона бройки. Годишният среден темп на растеж достигна 31%.
Японският пазар също непрекъснато расте. Япония е най-ранната страна, която разработва, произвежда и продава електрически скутери. През 80-те години на миналия век тя успешно разработва първото поколение електрически скутери. Поради хълмистия терен на Япония, неравните пътища и сериозното остаряване обаче, електрическите скутери са се превърнали в необходим избор.
Вътрешният пазар е в начален стадий на развитие. Има значителен потенциал за бъдещ растеж. В момента компании като Mobi, Xiaomi, Harrow, Double Speed и Eternal започнаха да се опитват да промотират електрическите скутери в Китай.
Индустриален робот
Индустриалните роботи са предимно заместващ пазар в Китай и тяхното пространство е доста обширно. Въпреки че Китай е най-големият пазар за приложения на индустриални роботи в света, в областта на индустриалните роботи световноизвестните производители са концентрирани главно в развитите страни, представени от САЩ, Япония, Германия и др., като ABB в Швеция, FANUC в Япония, Yaskawa Electric Corporation и четири семейства, представени от Kuka в Германия.
Фигура 5: Продажби на промишлени роботи. (Източник на данни: Международна федерация по роботика)
Според данни на Международната федерация по роботика, глобалните продажби на промишлени роботи през 2018 г. са били 422 000 бройки, от които 154 000 бройки са продадени в Китай, което представлява 36,5%. Освен това, според данни на Националното статистическо бюро, производството на промишлени роботи в Китай постепенно се увеличава от около 33 000 комплекта през 2015 г. до 187 000 комплекта през 2018 г. Темпът на растеж е бърз.
Освен това, през последните години, с непрекъснатото въвеждане на индустриална подкрепа от страна на правителството и непрекъснатия пробив на местните предприятия, процентът на локализация на местните промишлени роботи непрекъснато се увеличава. През първата половина на 2018 г. делът на продажбите на роботи на вътрешния пазар се е увеличил от 19,42% през 2015 г. на 28,48%. В същото време общите продажби на промишлени роботи в Китай също са запазили растежа си.
Вентилатор
Вентилаторите включват: вентилатори, абсорбатори, сешоари, вентилатори за завеси, вентилатори за ОВК и др. Основните производители надолу по веригата включват Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss и т.н.
От гледна точка на битовите вентилатори, това е много голям пазар, а производството на битови вентилатори в Китай е много голямо. Според данни на Националното статистическо бюро, през 2018 г. производството на битови вентилатори в Китай е било 180 милиона бройки. Няма данни за декември 2017 г., но данните за 11 месеца са 160 милиона бройки. През 2016 г. те са били 160 милиона бройки, а се смята, че през 2019 г. са били около 190 милиона бройки.
Фигура 6: Производство на битови вентилатори в Китай. (Източник на данни: Национално статистическо бюро)
В момента основните производители на малки електроуреди в Китай, като Midea, Pioneer, Nichrome, Emmett и др., предлагат на пазара предимно продукти с безчеткови мотори. Сред тях Emmett предлага най-голямо количество, а Xiaomi - най-ниска цена.
С навлизането на трансгранични производители като Xiaomi, процентът на конверсия на безчеткови двигатели в областта на домакинските вентилатори започна да се ускорява. Сега, в областта на домакинските вентилатори, местните производители на безчеткови двигатели имат своето място.
В допълнение към битовите вентилатори, има и вентилатори за компютърно оборудване. Всъщност, вентилаторите за оборудване започнаха да преминават към безчеткови двигатели преди много години. В тази област съществува еталонно предприятие, а именно Ebm-papst, чиито вентилаторни и моторни продукти се използват широко в много индустрии като вентилация, климатизация, хладилна техника, домакински уреди, отопление и автомобилостроене.
В момента много компании в Китай произвеждат безчеткови компютърни вентилатори, подобни на EBM, и са заели много пазари на EBM.
Особено с нарастването на броя на зарядните станции за дома, местните производители би трябвало да имат големи възможности. Сега страната е включила зарядните станции и в проекта „Нова инфраструктура“, който би трябвало да има по-голямо развитие тази година.
Съществуват и вентилатори за охлаждане на фризери. Поради влиянието на индустриалните стандарти и националните стандарти за енергийна ефективност, вентилаторите за охлаждане на фризери започнаха да преминават към BLDC двигатели, а скоростта на преобразуване е сравнително висока, което води до сравнително голям брой продукти. Очаква се до 2022 г. 60% от машините за охлаждане на фризери да бъдат заменени с двигатели с променлива честота. В момента местните производители на машини за охлаждане на фризери са концентрирани главно в районите на делтата на река Яндзъ и делтата на Перлената река.
Що се отнася до вентилаторите, има и абсорбатор, който е важен компонент на кухненските уреди. Поради причини, свързани с цената, обаче, коефициентът на преобразуване на безчетковите двигатели все още не е висок. В момента схемата за честотно преобразуване струва около 150 юана, но схеми с нечеткови двигатели могат да бъдат реализирани в рамките на сто юана, а евтините могат да струват дори около 30 юана.
Много нови вентилатори и пречистватели на въздух също използват безчеткови мотори. В момента малките продукти на пазара обикновено използват двигатели с външен ротор на Nedic, докато големите пречистватели на въздух обикновено използват вентилатори с EBM.
Освен това има вентилатор за циркулация на въздуха, който се произвежда от последните две години и текущата му стойност е сравнително висока. Като цяло, крайният продукт струва 781 бройки, а има и няколко по-скъпи, вариращи от 2000 до 3000 бройки.
Компресор
Поради факта, че скоростта на компресора на хладилника определя температурата вътре в хладилника, скоростта на компресора с променлива честота на хладилника може да се променя в зависимост от температурата, което позволява на хладилника да прави корекции въз основа на текущата температурна ситуация и по-добре да поддържа постоянна температура вътре. По този начин ефектът на съхранение на храната ще бъде по-добър. Повечето компресори за хладилници с променлива честота избират BLDC двигатели, което води до по-висока ефективност, по-нисък шум и по-дълъг експлоатационен живот по време на работа.
Фигура 7: Продажби на хладилници и хладилници с променлива честота в Китай. (Източник на данни: Национално статистическо бюро)
Тази област преди беше доминирана от продукти на японски, корейски и тайвански производители, но след 2010 г. местните производители започнаха бързо. Твърди се, че един производител в Шанхай има годишен обем на доставките от близо 30 милиона бройки.
С напредъка на местните производители на полупроводници, независимо дали става въпрос за производители на главни микроконтролери, драйвери за предварително задвижване на гейтове или мощни MOSFET транзистори, местните производители могат основно да осигурят.
Също така, има и компресор за климатик. В момента климатиците с променлива честота са широко приети и климатиците с променлива честота са се превърнали в тенденция. Производството на климатици в Китай също е доста голямо. Според Националното статистическо бюро, производството на климатични двигатели през 2018 г. е било 360 милиона бройки, а производството на BLDC двигатели за климатизация е било около 96 милиона бройки. Освен това, производството на BLDC двигатели за климатизация се увеличава всяка година.
Електрически инструменти
Електрическите инструменти са едни от най-широко използваните хардуерни и електромеханични продукти. Благодарение на леката си конструкция, удобната преносимост, високата производствена ефективност и ниската консумация на енергия, те се използват широко в процесите на пробиване, рязане и шлайфане в различни приложни индустрии, като строителство, декорация, дървообработване, металообработване и други производствени индустрии.
С непрекъснатото развитие на технологиите и постепенното приемане на концепцията „Направи си сам“, обхватът на приложение на електрическите инструменти също непрекъснато се разширява. Много от традиционните ръчни операции с инструменти започват да се заменят с електрически инструменти, а електрическите инструменти също се разширяват от промишлените приложения до домашното ползване. Търсенето на електрически инструменти се увеличава с всяка изминала година.
Безчетковите електрически инструменти всъщност са се появили отдавна. През 2010 г. някои чуждестранни марки представиха електрически инструменти, използващи безчеткови двигатели. С развитието на технологията на литиево-йонните батерии цените стават все по-достъпни, а размерът на ръчните инструменти се увеличава всяка година. Сега те могат да бъдат разделени по равно с инструменти с щепсел.
Според статистиката, битовите електрически гаечни ключове са основно безчеткови, докато електрическите бормашини, инструментите с високо напрежение и градинските инструменти все още не са напълно безчеткови, но също са в процес на преобразуване.
Това се дължи главно на енергоспестяващите и високоефективни безчеткови двигатели, което позволява на ръчните електрически инструменти да работят за по-дълги периоди от време. В днешно време много международни и местни производители са инвестирали много ресурси в разработването на продукти, като например Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita и др.
В момента развитието на електрическите инструменти в Китай също е много бързо, особено в регионите Дзянсу и Джъдзян, където са концентрирани много производители на електрически инструменти. През последните години цената на решенията за управление на безчеткови двигатели в регионите Дзянсу и Джъдзян намаля бързо и много производители започнаха ценови войни. Твърди се, че решение за управление на безчетков двигател за електрически инструмент струва само около 6 до 7 юана, а някои дори струват само 4 до 5 юана.
Помпа
Водните помпи са сравнително традиционна индустрия с голямо разнообразие от видове и решения. Дори за задвижващи платки с еднаква мощност, в момента на пазара се предлагат различни видове, като цените варират от по-малко от два юана до между четиридесет и петдесет юана.
При прилагането на водни помпи, трифазните асинхронни двигатели се използват главно за средна до голяма мощност, докато променливотоковите биполярни помпи се използват главно за малки и микро водни помпи. Настоящото обновяване на северното отопление е добра възможност за технологични иновации в помпените решения.
Дори само от техническа гледна точка, безчетковите двигатели са по-подходящи за приложение в областта на помпите, тъй като имат определени предимства по отношение на обем, плътност на мощността и дори цена.
Лична здравна грижа
По отношение на личната грижа за здравето, има два представителни продукта, единият е популярният интернет продукт на Dyson, въздуховодът, а другият е пистолетът за фасция.
Откакто Dyson пусна на пазара продукта за вятърни канали, използващ високоскоростни цифрови двигатели, той даде тласък на целия пазар на вятърни канали.
Според представянето на Циен Джицун от Jingfeng Mingyuan в миналото, в момента има три основни направления за схеми за битови аеродинамични тунели: едното е базирано на Dyson като еталон, използвайки схема с ултрависокоскоростен безчетков двигател с обща скорост от около 100 000 оборота в минута, като най-високата е 160 000 оборота в минута; вторият вариант е да се замени U двигателя, който има скорост, подобна на тази на U двигателя, но има предимствата на леко тегло и високо въздушно налягане; третият е схема с високо напрежение с външен ротор, като двигателят основно имитира схемата на Недич.
В момента имитациите на местни продукти не просто се копират в миналото, а по същество са постигнали избягване на патенти и са направили определени иновации.
Обемът на доставките на фасциални пистолети започна да се увеличава рязко през последните години. Твърди се, че треньорите във фитнес залите и спортните ентусиасти вече са оборудвани с фасциални пистолети. Фасциалният пистолет използва механичните принципи на вибрациите, за да предаде вибрациите към дълбоките фасциални мускули, постигайки ефект на отпускане на фасцията и намаляване на мускулното напрежение. Някои хора използват фасциалния пистолет като инструмент за релаксация след тренировка.
Въпреки това, водата в обшивката на пистолета също е много дълбока сега. Въпреки че външният вид изглежда подобен, цените варират от над 100 юана до над 3000 юана. Пазарната цена на платката за управление на BLDC мотора, използвана в обшивката на пистолета, вече е паднала до 8. x юана и дори се е появила платка за управление на цена от около 6 юана. Цената на обшивката на пистолета рязко е намаляла.
Говори се, че производител на автомобили е бил на път да фалира, но с помощта на продукт за фасциален пистолет, той веднага се е върнал към живот. И е било доста питателно.
Разбира се, освен тези два продукта, има и тенденция към безчеткови мотори при продукти като самобръсначки за момчета и козметични машини за момичета.
Заключение
Като цяло, BLDC двигателите все още са в ранен етап на развитие и приложенията им вече процъфтяват. В допълнение към споменатите тук, има и много други, като например сервизни роботи, AGV, роботи за почистване, стенни чучури, фритюрници, съдомиялни машини и т.н. Всъщност има много области в живота ни, където използваме електрически двигатели, и все още има много приложения, които чакат да проучим в бъдеще.
Време на публикуване: 15 юли 2023 г.
