Coa mellora da automatización industrial global, a intelixencia e o nivel de vida das persoas, a aplicación de motores en campos como automóbiles, electrodomésticos, audio e vídeo electrónicos, equipos de procesamento de información e automatización industrial farase cada vez máis estendida.
Segundo as estatísticas, o número medio de motores eléctricos que posúe cada fogar nos países desenvolvidos é de 80 a 130 unidades, mentres que o número medio de motores eléctricos que posúen os fogares nas grandes cidades da China é de arredor de 20 a 40 unidades, o que aínda está moi por debaixo do nivel medio dos países desenvolvidos. Polo tanto, aínda hai un gran espazo para o desenvolvemento na industria nacional de motores eléctricos.
En comparación cos motores cunha historia de máis de 200 anos,Motores BLDCson en realidade relativamente novos, cunha historia de máis de 50 anos dende o seu desenvolvemento. Non obstante, co desenvolvemento da tecnoloxía de semicondutores e a popularización dos compoñentes de MCU e controlador, o custo total deMotores BLDCreduciuse moito. Polo tanto, nos últimos anos,Motores BLDCdesenvolveronse, e a súa taxa de crecemento global tamén é superior á dos motores.
Figura 1: Predición do tamaño do mercado de motores BLDC
Espérase que a taxa de crecemento anual composta deMotores BLDCestará arredor do 6,5 % nos próximos anos. Segundo as estatísticas, o tamaño do mercado de BLDC en 2019 foi de aproximadamente 16 300 millóns de dólares e espérase que alcance os 22 440 millóns de dólares en 2024.
Cal é o tamaño do mercado? Cales son as aplicacións específicas?
Mercado de aplicacións para a automoción
Co auxe dos vehículos de novas enerxías, a penetración da condución intelixente e a aplicación piloto do vehículo para todo, a tendencia á electronización do automóbil é cada vez máis evidente.
Nos automóbiles do futuro, ademais de impulsar os motores, os sistemas de dirección asistida eléctrica, os sistemas de suspensión electrónica, os sistemas de control de estabilidade, os sistemas de control de cruceiro, o ABS e os sistemas da carrozaría (como as ventás, as fechaduras das portas, os asentos, os espellos retrovisores, os limpaparabrisas, o teito solar, etc.) usaranse intensamente con motores eléctricos.
En xeral, os vehículos de combustible económico estarán equipados con uns 10 motores, os coches ordinarios estarán equipados con 20 a 30 motores, os coches de luxo estarán equipados con 60 a 70 ou incluso centos de motores, mentres que os vehículos de novas enerxías xeralmente requiren de 130 a 200 motores.
Figura 2: Número de motores empregados nos automóbiles
Coa crecente atención prestada ao rendemento dos automóbiles, especialmente aos requisitos de confort, seguridade, aforro de combustible e protección ambiental, o número de dispositivos de control electrónico e equipos eléctricos nos automóbiles aumentou en consecuencia. O uso de diversos dispositivos eléctricos levou a un aumento no número de equipos de motor nos automóbiles.
Os vehículos de novas enerxías foron unha tendencia de desenvolvemento nos últimos anos e, ao mesmo tempo, as políticas globais están a promover o desenvolvemento de vehículos de novas enerxías. Os países desenvolvidos como Europa e América están a deseñar activamente o mercado de vehículos de novas enerxías, a promover o desenvolvemento de vehículos de novas enerxías a través de diversas políticas e leis de subvencións e preferenciais, e a promover a transformación de vehículos de combustible tradicionais a vehículos eléctricos.
Despois de xullo de 2019 na China, debido ao forte descenso das subvencións, a taxa de crecemento diminuíu. Non obstante, coa continua introdución de novos modelos enerxéticos por parte das principais empresas automobilísticas en 2020, especialmente o lanzamento do TESLA Model 3, o Volkswagen ID. 3 e outros modelos, espérase que a industria pase de estar impulsada polas subvencións a estar impulsada pola demanda, entrando no segundo período de crecemento rápido.
5G
2020 foi un ano crucial para o desenvolvemento do 5G na China. Malia que houbo un atraso na construción do 5G no primeiro trimestre debido ao impacto da epidemia, China Mobile afirmou que o seu obxectivo de alcanzar as 300.000 estacións base 5G para finais de 2020 segue sen cambios. China Telecom e China Unicom tamén se esforzarán por completar a construción de 250.000 novas estacións base 5G no terceiro trimestre para recuperar o impacto da epidemia. Ademais das 50.000 estacións base previstas pola Radio e Televisión de China, China construirá 600.000 estacións base este ano.
Figura 3: Número de estacións base 5G que os catro principais operadores teñen previsto construír en 2020
Nas estacións base 5G, tamén hai moitos lugares onde se necesitan motores, en primeiro lugar, a antena da estación base. Na actualidade, a antena da estación base 5G está equipada con produtos de motor de control que conteñen compoñentes de caixa de cambios, incluíndo dúas opcións: motor paso a paso e motor sen escobillas. Cada antena axustable electricamente está equipada cun motor de control cunha caixa de cambios.
En xeral, unha estación base de comunicacións normal necesita estar equipada con unhas 3 antenas, unha estación base 4G necesita estar equipada con 4 a 6 antenas e o número de estacións base e antenas 5G aumentará aínda máis.
Ademais da antena da estación base, o sistema de refrixeración da estación base tamén require produtos de motor. Como un ventilador do ordenador, un compresor do aire acondicionado, etc.
Drons/Drons subacuáticos
Os drons levan varios anos sendo populares, pero non todos os drons usan motores sen escobillas. Hoxe en día, moitos drons están a cambiar a motores sen escobillas para conseguir un corpo máis longo e lixeiro e unha maior resistencia.
Segundo o informe de Droneii, o tamaño do mercado global de drons foi de 14.100 millóns de dólares en 2018 e espérase que para 2024 o tamaño do mercado global de drons alcance os 43.100 millóns de dólares, sendo as rexións de máis rápido crecemento Asia e América do Norte. A taxa de crecemento composta é do 20,5.
Segundo o "Sistema de información de rexistro de misións de drons civís" da Administración de Aviación Civil, a finais de 2018 había 285.000 drons rexistrados na China. A finais de 2019, había máis de 392.000 drons rexistrados e 1,25 millóns de horas de voo comercial de drons.
Especialmente durante a epidemia de principios deste ano, os drons xogaron un papel importante, como o transporte entre hospitais e centros de control de enfermidades, a implementación do transporte automatizado de medicamentos e mostras de emerxencia para a prevención e o control de epidemias; a circulación nas autoestradas, substituíndo o traballo manual de mando aéreo; o artefacto de desinfección avatar, a prevención completa de epidemias, a desinfección e esterilización en zonas rurais e mesmo urbanas de todo o país; a transformación nun experto en propaganda, o berro de consignas e a persuasión da xente para que quede na casa, etc.
Debido ao impacto da epidemia, a entrega sen contacto volveu a ocupar un lugar destacado. Na China, a Administración de Aviación Civil da China lanzou un servizo piloto de loxística e distribución con drons o ano pasado. Debido ao impacto da epidemia, o ritmo de progreso na China debería acelerarse; en países estranxeiros, o xigante da loxística UPS e o fabricante alemán de UAV Wingcopter uníronse para introducir o novo UAV VTOL na industria do transporte de mercadorías para o transporte de paquetes.
Tamén hai un dron submarino co que non estamos moi familiarizados e que estamos empezando a medir pouco a pouco. Lembro a empresa de drons submarinos que entrevistei en 2017, que estaba en produción en masa e só enviara centos de unidades a través do financiamento colectivo. Agora, o volume de envío anual é de decenas de miles de unidades.
Scooter eléctrico/vehículo eléctrico
O scooter eléctrico non só conserva a experiencia de condución orixinal, senón que tamén proporciona enerxía auxiliar intelixente. É unha ferramenta de transporte que se sitúa entre as bicicletas e os vehículos eléctricos tradicionais. Os scooters eléctricos proporcionan principalmente asistencia eléctrica correspondente baseada en sinais de condución a través de sensores, o que reduce a saída dos ciclistas e facilita a condución para os usuarios. En comparación coas bicicletas, os scooters eléctricos teñen motores, baterías, sensores, controladores, instrumentos, etc. engadidos, o que fai que a experiencia de condución sexa máis diversa. En comparación cos vehículos eléctricos tradicionais, os scooters eléctricos non controlan a velocidade do vehículo xirando a man, senón capturando o sinal da condución a través de sensores, para comprender a intención de condución do ciclista, proporcionar asistencia eléctrica correspondente e facer que a condución sexa máis intelixente.
Figura 4: Comparación de bicicletas, patinetes eléctricos e vehículos eléctricos tradicionais
O prezo de venda dos patinetes eléctricos na China oscila entre os 2000 e os 10 000 yuans. Os patinetes eléctricos europeos con cubo de roda teñen un prezo de entre 500 e 1700 euros, mentres que os patinetes eléctricos de montaxe intermedia teñen un prezo de entre 2300 e 3300 euros. O prezo dos patinetes eléctricos é moito maior que o das bicicletas e os vehículos eléctricos.
O motor é o compoñente central do sistema eléctrico do escúter eléctrico. Debido á miniaturización, ao peso lixeiro, á eficiencia operativa e á fiabilidade estética dos escúteres eléctricos, o rendemento destes está determinado directamente. Polo tanto, as empresas de automóbiles xeralmente necesitan personalizar o desenvolvemento de motores segundo as necesidades dos escúteres eléctricos. Os motores eléctricos representan entre o 10 % e o 30 % do custo dos escúteres eléctricos.
Existe unha forte demanda de patinetes eléctricos en Europa. Segundo datos da Asociación Europea da Industria da Bicicleta, de 2006 a 2018, as vendas de patinetes eléctricos no mercado europeo aumentaron de 98.000 unidades a 2,5 millóns de unidades. A taxa de crecemento composta anual alcanzou o 31 %.
O mercado xaponés tamén está a medrar de xeito constante. O Xapón foi o primeiro país en desenvolver, producir e vender patinetes eléctricos. Na década de 1980, desenvolveu con éxito a primeira xeración de patinetes eléctricos. Non obstante, debido ao terreo montañoso do Xapón, ás estradas accidentadas e ao seu grave envellecemento, os patinetes eléctricos convertéronse nunha opción necesaria.
O mercado nacional está nos seus inicios. Hai un espazo considerable para o crecemento futuro. Na actualidade, empresas como Mobi, Xiaomi, Harrow, Double Speed e Eternal comezaron a intentar promover os patinetes eléctricos na China.
Robot industrial
Os robots industriais son principalmente un mercado substitutivo na China e o seu espazo é bastante amplo. Aínda que a China é o maior mercado mundial de aplicacións de robots industriais, no campo dos robots industriais, os fabricantes máis famosos do mundo concéntranse principalmente en países desenvolvidos representados polos Estados Unidos, Xapón, Alemaña, etc., como ABB en Suecia, FANUC no Xapón, Yaskawa Electric Corporation e catro familias representadas por Kuka en Alemaña.
Figura 5: Vendas de robots industriais. (Fonte de datos: Federación Internacional de Robótica)
Segundo datos da Federación Internacional de Robótica, as vendas globais de robots industriais en 2018 foron de 422 000 unidades, das cales 154 000 se venderon na China, o que representa o 36,5 %. Ademais, segundo datos da Oficina Nacional de Estatística, a produción de robots industriais na China está a aumentar gradualmente, pasando de arredor de 33 000 conxuntos en 2015 a 187 000 conxuntos en 2018. A taxa de crecemento é rápida.
Ademais, nos últimos anos, coa continua introdución de apoio industrial por parte do goberno e o avance continuo das empresas nacionais, a taxa de localización de robots industriais nacionais aumentou continuamente. Na primeira metade de 2018, a proporción nacional de vendas de corpos de robots aumentou do 19,42 % en 2015 ao 28,48 %. Ao mesmo tempo, as vendas globais de robots industriais na China tamén mantiveron o crecemento.
Ventilador
Os ventiladores inclúen: ventiladores, campás extractoras, secadores de pelo, ventiladores de cortina, ventiladores de climatización, etc. Os principais fabricantes derivados inclúen Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss, etc.
Desde a perspectiva dos ventiladores domésticos, este é un mercado moi grande e a produción de ventiladores domésticos na China é moi grande. Segundo os datos da Oficina Nacional de Estatística, en 2018, a produción de ventiladores domésticos na China foi de 180 millóns de unidades. Non houbo datos para decembro de 2017, pero os datos de 11 meses foron de 160 millóns de unidades. En 2016, foron de 160 millóns de unidades e estímase que houbo arredor de 190 millóns de unidades en 2019.
Figura 6: Produción de ventiladores domésticos na China. (Fonte de datos: Oficina Nacional de Estatística)
Na actualidade, os principais fabricantes de pequenos electrodomésticos da China, como Midea, Pioneer, Nichrome, Emmett, etc., basicamente teñen produtos con motores sen escobillas no mercado. Entre eles, Emmett ten a maior cantidade e Xiaomi o de menor custo.
Coa entrada de fabricantes transfronteirizos como Xiaomi, a taxa de conversión de motores sen escobillas no campo dos ventiladores domésticos comezou a acelerar. Agora, no campo dos ventiladores domésticos, os fabricantes nacionais de motores sen escobillas teñen un lugar.
Ademais dos ventiladores domésticos, tamén hai ventiladores para ordenadores. De feito, os ventiladores térmicos dos equipos comezaron a cambiar a motores sen escobillas hai moitos anos. Existe unha empresa de referencia neste campo, concretamente Ebm-papst, cuxos produtos de ventiladores e motores se utilizan amplamente en moitas industrias como a ventilación, o aire acondicionado, a refrixeración, os electrodomésticos, a calefacción e a automoción.
Na actualidade, moitas empresas chinesas están a fabricar ventiladores de ordenador sen escobillas similares aos EBM e ocuparon moitos mercados de EBM.
Especialmente co auxe das estacións de carga domésticas, os fabricantes nacionais deberían ter grandes oportunidades. Agora o país tamén incluíu as estacións de carga no proxecto "Nova Infraestrutura", que debería ter un maior desenvolvemento este ano.
Tamén hai ventiladores de refrixeración para conxeladores. Debido á influencia dos estándares da industria e dos estándares nacionais de eficiencia enerxética, os ventiladores de refrixeración para conxeladores comezaron a cambiar a motores BLDC, e a velocidade de conversión é relativamente rápida, o que resulta nun número relativamente grande de produtos. Espérase que o 60 % das máquinas de refrixeración para conxeladores sexan substituídas por motores de frecuencia variable para 2022. Na actualidade, os fabricantes nacionais de máquinas de refrixeración para conxeladores concéntranse principalmente nas rexións do delta do río Yangtsé e do delta do río Pearl.
En canto aos ventiladores, tamén hai unha campá extractora, que é un compoñente importante dos electrodomésticos de cociña. Non obstante, debido a razóns de custo, a taxa de conversión sen escobillas da campá extractora aínda non é alta. Na actualidade, o esquema de conversión de frecuencia é duns 150 yuans, pero os esquemas de motor sen escobillas pódense completar en cen yuans, e os de baixo custo poden incluso custar uns 30 yuans.
Moitos ventiladores e purificadores de aire novos tamén empregan solucións de motores sen escobillas. Na actualidade, os produtos pequenos do mercado adoitan empregar os motores de rotor externo de Nedic, mentres que os purificadores de aire grandes adoitan empregar ventiladores EBM.
Ademais, hai un ventilador de circulación de aire que leva en produción desde os últimos dous anos e o seu valor actual é relativamente alto. En xeral, o produto acabado custa 781 unidades e tamén hai algúns máis caros, que van dende as 2000 ata as 3000 unidades.
Compresor
Debido a que a velocidade do compresor do frigorífico determina a temperatura dentro do frigorífico, a velocidade do compresor de frecuencia variable pódese modificar en función da temperatura, o que permite que o frigorífico realice axustes en función da situación actual da temperatura e manteña mellor unha temperatura constante dentro do frigorífico. Deste xeito, o efecto de conservación dos alimentos será mellor. A maioría dos compresores de frigorífico de frecuencia variable escollen motores BLDC, o que resulta nunha maior eficiencia, menos ruído e unha maior vida útil durante o funcionamento.
Figura 7: Vendas de frigoríficos e frigoríficos de frecuencia variable na China. (Fonte de datos: Oficina Nacional de Estatística)
Este campo adoitaba estar dominado por produtos de fabricantes xaponeses, coreanos e taiwaneses, pero despois de 2010, os fabricantes nacionais comezaron rapidamente. Dise que un fabricante de Shanghai ten un volume de envíos anual de case 30 millóns de unidades.
Co progreso dos fabricantes nacionais de semicondutores, xa sexan os fabricantes de MCU mestres, o controlador de porta preaccionador ou o MOSFET de potencia, os fabricantes nacionais basicamente poden proporcionar.
Ademais, existe o compresor do aire acondicionado. Na actualidade, o aire acondicionado de frecuencia variable ten unha ampla aceptación e converteuse na tendencia. A produción de aparellos de aire acondicionado na China tamén é bastante grande. Segundo a Oficina Nacional de Estatística, a produción de motores de aire acondicionado en 2018 foi de 360 millóns de unidades e a produción de motores BLDC para aire acondicionado foi duns 96 millóns de unidades. Ademais, a produción de motores BLDC para aire acondicionado está a aumentar basicamente cada ano.
ferramentas eléctricas
As ferramentas eléctricas son un dos produtos de hardware e electromecánicos máis empregados. Debido á súa estrutura lixeira, á súa cómoda portabilidade, á súa alta eficiencia de produción e ao seu baixo consumo de enerxía, utilízanse amplamente en procesos de perforación, corte e moenda en diversas industrias de aplicación como a construción, a decoración, o procesamento da madeira, o procesamento de metais e outras industrias manufactureiras.
Co desenvolvemento continuo da tecnoloxía e a aceptación gradual do concepto de bricolaxe, a gama de aplicacións das ferramentas eléctricas tamén se está a expandir constantemente. Moitas operacións tradicionais con ferramentas manuais están a comezar a ser substituídas por ferramentas eléctricas, e as ferramentas eléctricas tamén se están a expandir das aplicacións industriais á vida familiar. A demanda de ferramentas eléctricas aumenta ano tras ano.
As ferramentas eléctricas sen escobillas comezaron a existir hai moito tempo. En 2010, algunhas marcas estranxeiras introduciron ferramentas eléctricas con motores sen escobillas. Coa madurez da tecnoloxía de baterías de ións de litio, os prezos son cada vez máis accesibles e o tamaño das ferramentas portátiles aumenta ano tras ano. Agora pódense dividir por igual coas ferramentas enchufables.
Segundo as estatísticas, as chaves eléctricas domésticas basicamente non funcionan con escobillas, mentres que os berbiquís eléctricos, as ferramentas de alta tensión e as ferramentas de xardinería aínda non o fan completamente, pero tamén están en proceso de conversión.
Isto débese principalmente ao aforro de enerxía e á alta eficiencia dos motores sen escobillas, que permiten que as ferramentas eléctricas manuais funcionen durante períodos de tempo máis longos. Hoxe en día, moitos fabricantes internacionais e nacionais investiron moitos recursos no desenvolvemento de produtos, como Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita, etc.
Na actualidade, o desenvolvemento de ferramentas eléctricas na China tamén é moi rápido, especialmente nas rexións de Jiangsu e Zhejiang, onde se concentran moitos fabricantes de ferramentas eléctricas. Nos últimos anos, o custo das solucións de control de motores sen escobillas nas rexións de Jiangsu e Zhejiang diminuíu rapidamente e moitos fabricantes lanzaron guerras de prezos. Dise que unha solución de control de motor sen escobillas para unha ferramenta eléctrica custa só uns 6 a 7 yuans, e algúns incluso só custan de 4 a 5 yuans.
Bomba
As bombas de auga son unha industria relativamente tradicional cunha ampla variedade de tipos e solucións. Mesmo para placas de accionamento coa mesma potencia, actualmente hai varios tipos dispoñibles no mercado, con prezos que van desde menos de dous yuans ata entre corenta e cincuenta yuans.
Na aplicación de bombas de auga, os motores asíncronos trifásicos úsanse principalmente para potencias medias e grandes, mentres que as bombas bipolares de CA se empregan principalmente para bombas de auga pequenas e micro. A actual renovación da calefacción no norte é unha boa oportunidade para a innovación tecnolóxica nas solucións de bombeo.
Aínda que só sexa desde unha perspectiva técnica, os motores sen escobillas son máis axeitados para a súa aplicación no campo das bombas, xa que teñen certas vantaxes en volume, densidade de potencia e mesmo custo.
Coidado da saúde persoal
En termos de coidado da saúde persoal, hai dous produtos representativos, un é o popular produto de internet de Dyson, o conduto de aire, e o outro é a pistola de fascia.
Desde que Dyson lanzou o produto de condutos de vento con motores dixitais de alta velocidade, impulsou todo o mercado de condutos de vento.
Segundo a introdución de Qian Zhicun de Jingfeng Mingyuan no pasado, actualmente existen tres direccións principais para os esquemas de túneles de vento domésticos: unha baséase en Dyson como punto de referencia, utilizando un esquema de motor sen escobillas de velocidade ultra alta, cunha velocidade xeral duns 100.000 revolucións por minuto, sendo a máis alta de 160.000 revolucións por minuto; a segunda opción é substituír o motor en U, que ten unha velocidade similar á do motor en U, pero ten as vantaxes do peso lixeiro e a alta presión de aire; a terceira é o esquema de alta tensión de rotor externo, co motor imitando principalmente o esquema de Nedic.
Na actualidade, os produtos de imitación nacionais non se limitan a copiar no pasado, senón que basicamente lograron evitar as patentes e introduciron certas innovacións.
O volume de envíos de pistolas de fascia comezou a aumentar nos últimos anos. Dise que os adestradores de ximnasio e os entusiastas dos deportes agora están equipados con pistolas de fascia. A pistola de fascia utiliza os principios mecánicos da vibración para transmitir a vibración aos músculos profundos da fascia, conseguindo o efecto de relaxar a fascia e reducir a tensión muscular. Algunhas persoas usan a pistola de fascia como ferramenta de relaxación despois do exercicio.
Non obstante, a auga na pistola de fascia tamén é moi profunda agora. Aínda que a aparencia semellante, os prezos oscilan entre os 100 yuans e os 3000 yuans. O prezo de mercado da placa de accionamento de control do motor BLDC utilizada na pistola de fascia agora baixou a 8, x yuans, e incluso apareceu unha placa de accionamento de control duns 6 yuans. O prezo da pistola de fascia diminuíu rapidamente.
Dícese que un fabricante de automóbiles estaba a piques de quebrar, pero coa axuda dun produto de pistola fascial, volveu á vida de inmediato. E era bastante nutritivo.
Por suposto, ademais destes dous produtos, tamén existe unha tendencia cara aos motores sen escobillas en produtos como as máquinas de afeitar para nenos e as máquinas de beleza para nenas.
Conclusión
En xeral, os motores BLDC aínda están nas súas fases iniciais e as súas aplicacións están a florecer. Ademais dos que mencionei aquí, tamén hai moitos, como robots de servizo, AGV, robots de varredura, interruptores de parede, fritadeiras, lavalouzas, etc. De feito, hai moitos lugares nas nosas vidas onde usamos motores eléctricos e aínda hai moitas aplicacións que agardan a que as exploremos no futuro.
Data de publicación: 15 de xullo de 2023
