Con il miglioramento dell'automazione industriale globale, dell'intelligenza e degli standard di vita delle persone, l'applicazione dei motori in settori quali automobili, elettrodomestici, audio e video elettronici, apparecchiature per l'elaborazione delle informazioni e automazione industriale diventerà sempre più diffusa.
Secondo le statistiche, il numero medio di motori elettrici posseduti da ciascuna famiglia nei paesi sviluppati è compreso tra 80 e 130 pezzi, mentre il numero medio di motori elettrici posseduti dalle famiglie nelle grandi città cinesi è compreso tra 20 e 40 pezzi, un valore ancora molto inferiore alla media. livello nei paesi sviluppati. Pertanto, c'è ancora un ampio spazio di sviluppo nell'industria nazionale dei motori elettrici.
Rispetto ai motori con una storia di oltre 200 anni,Motori BLDCsono in realtà relativamente giovani, con una storia di oltre 50 anni dal loro sviluppo. Tuttavia, con lo sviluppo della tecnologia dei semiconduttori e la diffusione dei componenti MCU e driver, il costo complessivo diMotori BLDCè stato notevolmente ridotto. Pertanto, negli ultimi anni,Motori BLDCsi sono sviluppati, e anche il loro tasso di crescita complessivo è superiore a quello dei motori.
Figura 1: Previsione delle dimensioni del mercato dei motori BLDC
Si prevede che il tasso di crescita annuo composto diMotori BLDCsarà intorno al 6,5% nei prossimi anni. Secondo le statistiche, la dimensione del mercato del BLDC nel 2019 era di circa 16,3 miliardi di dollari e si prevede che raggiungerà circa 22,44 miliardi di dollari entro il 2024.
Dov’è la dimensione del mercato? Quali sono le applicazioni specifiche?
Mercato delle applicazioni automobilistiche
Con l’avvento dei nuovi veicoli energetici, la penetrazione della guida intelligente e l’applicazione pilota del Vehicle-to-everything, la tendenza all’elettronizzazione delle automobili sta diventando sempre più evidente.
Nelle auto del futuro, oltre ai motori di guida, ai sistemi di servosterzo elettrico, ai sistemi di sospensione elettronica, ai sistemi di controllo della stabilità, ai sistemi di controllo della velocità, all'ABS e ai sistemi della carrozzeria (come finestrini, serrature delle porte, sedili, specchietti retrovisori, tergicristalli, tettuccio apribile, ecc.) .) saranno tutti ampiamente utilizzati con i motori elettrici.
In generale, i veicoli a basso consumo saranno dotati di circa 10 motori, le auto normali saranno dotate di 20-30 motori, le auto di lusso saranno dotate di 60-70 o addirittura centinaia di motori, mentre i veicoli a nuova energia generalmente ne richiederanno 130-200. motori.
Figura 2: Numero di motori utilizzati nelle automobili
Con la crescente attenzione prestata alle prestazioni delle automobili, in particolare ai requisiti di comfort, sicurezza, risparmio di carburante e protezione ambientale, il numero di dispositivi di controllo elettronico e di apparecchiature elettriche nelle automobili è aumentato di conseguenza. L'uso di vari dispositivi elettrici ha portato ad un aumento del numero di equipaggiamenti motori nelle automobili.
I veicoli a nuova energia hanno rappresentato una tendenza di sviluppo negli ultimi anni e le politiche globali stanno contemporaneamente promuovendo lo sviluppo di veicoli a nuova energia. Paesi sviluppati come Europa e America strutturano attivamente il mercato dei nuovi veicoli energetici, promuovono lo sviluppo di nuovi veicoli energetici attraverso vari sussidi e politiche e leggi preferenziali e promuovono la trasformazione dai tradizionali veicoli a carburante ai veicoli elettrici.
Dopo luglio 2019 in Cina, a causa del forte calo dei sussidi, il tasso di crescita è diminuito. Tuttavia, con la continua introduzione di nuovi modelli energetici da parte delle principali case automobilistiche nel 2020, in particolare il lancio di TESLA Model 3, Volkswagen ID. 3 e altri modelli, si prevede che il settore passerà da una situazione guidata dai sussidi a una guidata dalla domanda, entrando nel secondo periodo di rapida crescita.
5G
Il 2020 è stato un anno cruciale per lo sviluppo del 5G in Cina. Nonostante ci sia stato un ritardo nella costruzione del 5G nel primo trimestre a causa dell’impatto dell’epidemia, China Mobile ha dichiarato che il suo obiettivo di raggiungere 300.000 stazioni base 5G entro la fine del 2020 rimane invariato. China Telecom e China Unicom si impegneranno inoltre a completare la costruzione di 250.000 nuove stazioni base 5G nel terzo trimestre per recuperare l’impatto dell’epidemia. Oltre alle 50.000 stazioni base previste dalla China Radio and Television, quest'anno la Cina ne costruirà 600.000.
Figura 3: Numero di stazioni base 5G previste per la costruzione da parte dei quattro principali operatori nel 2020
Anche nelle stazioni base 5G ci sono molti punti in cui sono necessari i motori, in primo luogo l’antenna della stazione base. Allo stato attuale, l'antenna della stazione base 5G è dotata di motori di controllo contenenti componenti del cambio, comprese due opzioni: motore passo-passo e motore brushless. Ogni antenna regolabile elettricamente è dotata di un motore di controllo con riduttore.
In generale, una normale stazione base di comunicazione deve essere dotata di circa 3 antenne, una stazione base 4G deve essere dotata da 4 a 6 antenne e il numero di stazioni base e antenne 5G aumenterà ulteriormente.
Oltre all'antenna della stazione base, anche il sistema di raffreddamento della stazione base necessita di prodotti motori. Come la ventola del computer, il compressore dell'aria condizionata, ecc.
Droni/Droni subacquei
I droni sono popolari da diversi anni, ma non tutti i droni utilizzano motori brushless. Al giorno d’oggi, molti droni stanno passando ai motori brushless per ottenere un corpo più lungo, più leggero e una maggiore resistenza.
Secondo il rapporto di Droneii, la dimensione del mercato globale dei droni era di 14,1 miliardi di dollari nel 2018 e si prevede che entro il 2024 la dimensione del mercato globale dei droni raggiungerà i 43,1 miliardi di dollari, con le regioni in più rapida crescita in Asia e Nord America. Il tasso di crescita composto è 20,5.
Secondo il “Civil Drone Mission Registration Information System” dell’Amministrazione dell’aviazione civile, alla fine del 2018 in Cina erano registrati 285.000 droni. Alla fine del 2019 c’erano oltre 392.000 droni registrati e 1,25 milioni di ore di volo commerciale di droni.
Soprattutto durante l’epidemia dell’inizio di quest’anno, i droni hanno svolto un ruolo significativo, come la spola tra ospedali e centri di controllo delle malattie, implementando il trasporto automatizzato di farmaci e campioni di emergenza per la prevenzione e il controllo dell’epidemia; Circolare sulle autostrade, sostituendo il lavoro di comando aereo manuale; Artefatto per la disinfezione dell'avatar, prevenzione completa dell'epidemia, disinfezione e sterilizzazione nelle aree rurali e persino nelle aree urbane di tutto il paese; Trasformarsi in un esperto di propaganda, gridare slogan e convincere la gente a restare a casa, e così via.
A causa dell’impatto dell’epidemia, la consegna senza contatto è stata nuovamente messa in primo piano. In Cina, l’anno scorso l’Amministrazione dell’aviazione civile cinese ha lanciato un servizio pilota di logistica e distribuzione di droni. A causa dell’impatto dell’epidemia, il ritmo dei progressi in Cina dovrebbe accelerare; All’estero, il gigante della logistica UPS e il produttore tedesco di UAV Wingcopter hanno unito le forze per portare il nuovo UAV VTOL nel settore del trasporto merci per trasportare pacchi.
C'è anche un drone sottomarino che non conosciamo molto bene e stiamo lentamente iniziando a misurarlo. Ricordo l'azienda di droni sottomarini che ho intervistato nel 2017, che era in produzione di massa e aveva spedito solo centinaia di unità tramite crowdfunding. Ora, il volume annuale delle spedizioni è di decine di migliaia di unità.
Scooter elettrico/veicolo elettrico
Lo scooter elettrico non solo conserva l'esperienza di guida originale, ma fornisce anche energia ausiliaria intelligente. È uno strumento di trasporto che si colloca tra le biciclette e i tradizionali veicoli elettrici. Gli scooter elettrici forniscono principalmente un'assistenza elettrica corrispondente basata sui segnali di guida attraverso sensori, riducendo la potenza dei ciclisti e rendendo la guida più facile per gli utenti. Rispetto alle biciclette, gli scooter elettrici hanno aggiunto motori, batterie, sensori, controller, strumenti, ecc., rendendo l'esperienza di guida più diversificata. Rispetto ai veicoli elettrici tradizionali, gli scooter elettrici non controllano la velocità del veicolo ruotando la mano, ma catturando il segnale della guida attraverso sensori, in modo da comprendere l'intenzione di guida del ciclista, fornire la corrispondente assistenza elettrica e rendere la guida più intelligente .
Figura 4: Confronto tra biciclette, scooter elettrici e veicoli elettrici tradizionali
Il prezzo di vendita degli scooter elettrici in Cina varia dai 2000 ai 10000 yuan. Gli scooter elettrici europei con mozzo ruota hanno un prezzo compreso tra 500 e 1700 euro, mentre gli scooter elettrici con montaggio centrale hanno un prezzo compreso tra 2300 e 3300 euro. Il prezzo degli scooter elettrici è molto più alto di quello delle biciclette e dei veicoli elettrici.
Il motore è il componente principale dell'impianto elettrico dello scooter elettrico. A causa della miniaturizzazione, della leggerezza, dell'efficienza operativa e dell'affidabilità estetica degli scooter elettrici, le prestazioni degli scooter elettrici sono determinate direttamente. Pertanto, le aziende automobilistiche generalmente devono personalizzare lo sviluppo dei motori in base alle esigenze degli scooter elettrici. I motori elettrici rappresentano dal 10% al 30% del costo degli scooter elettrici.
C’è una forte domanda di scooter elettrici in Europa. Secondo i dati della European Bicycle Industry Association, dal 2006 al 2018, le vendite di scooter elettrici nel mercato europeo sono aumentate da 98.000 unità a 2,5 milioni di unità. Il tasso di crescita composto annuo ha raggiunto il 31%.
Anche il mercato giapponese è in costante crescita. Il Giappone è stato il primo paese a sviluppare, produrre e vendere scooter elettrici. Negli anni '80 ha sviluppato con successo la prima generazione di scooter elettrici. Tuttavia, a causa del terreno collinare del Giappone, delle strade accidentate e del forte invecchiamento, gli scooter elettrici sono diventati una scelta necessaria.
Il mercato interno è agli albori. C’è un notevole spazio per la crescita futura. Attualmente aziende come Mobi, Xiaomi, Harrow, Double Speed ed Eternal hanno iniziato a provare a promuovere gli scooter elettrici in Cina.
Robot industriale
I robot industriali rappresentano principalmente un mercato sostitutivo in Cina e il loro spazio è piuttosto vasto. Sebbene la Cina sia il più grande mercato mondiale di applicazioni per robot industriali, nel campo dei robot industriali i produttori famosi a livello mondiale sono concentrati principalmente nei paesi sviluppati rappresentati da Stati Uniti, Giappone, Germania, ecc., come ABB in Svezia, FANUC in Giappone , Yaskawa Electric Corporation e quattro famiglie rappresentate da Kuka in Germania.
Figura 5: Vendite di robot industriali. (Fonte dati: Federazione Internazionale di Robotica)
Secondo i dati della Federazione Internazionale di Robotica, le vendite globali di robot industriali nel 2018 sono state di 422.000 unità, di cui 154.000 unità vendute in Cina, pari al 36,5%. Inoltre, secondo i dati dell’Ufficio nazionale di statistica, la produzione di robot industriali in Cina sta gradualmente aumentando, passando da circa 33.000 set nel 2015 a 187.000 set nel 2018. Il tasso di crescita è rapido.
Inoltre, negli ultimi anni, con la continua introduzione del sostegno industriale da parte del governo e il continuo progresso delle imprese nazionali, il tasso di localizzazione dei robot industriali domestici è in costante aumento. Nella prima metà del 2018, la percentuale nazionale delle vendite di corpi robot è aumentata dal 19,42% del 2015 al 28,48%. Allo stesso tempo, anche le vendite complessive di robot industriali in Cina hanno mantenuto la crescita.
Fan
I ventilatori includono: ventilatori, cappe da cucina, asciugacapelli, ventilatori per tende, ventilatori HVAC, ecc. I principali produttori a valle includono Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss e così via.
Dal punto di vista dei ventilatori domestici, si tratta di un mercato molto ampio e la produzione di ventilatori domestici in Cina è molto ampia. Secondo i dati dell’Ufficio nazionale di statistica, nel 2018 la produzione di ventilatori domestici in Cina è stata di 180 milioni di unità. Non c'erano dati per dicembre 2017, ma i dati per 11 mesi erano di 160 milioni di unità. Nel 2016 erano 160 milioni di unità e si stima che fossero circa 190 milioni di unità nel 2019.
Figura 6: Produzione di ventilatori domestici in Cina. (Fonte dati: Ufficio nazionale di statistica)
Attualmente, i principali produttori di piccoli elettrodomestici in Cina, come Midea, Pioneer, Nichrome, Emmett, ecc., hanno fondamentalmente sul mercato prodotti con motori brushless. Tra questi, Emmett ha la quantità maggiore e Xiaomi ha il costo più basso.
Con l'ingresso di produttori transfrontalieri come Xiaomi, il tasso di conversione dei motori brushless nel settore dei ventilatori domestici ha cominciato ad accelerare. Ora, nel campo dei ventilatori domestici, hanno un posto i produttori nazionali di motori brushless.
Oltre ai ventilatori domestici, ci sono anche apparecchiature Ventilatore per computer. In effetti, i ventilatori termici delle apparecchiature hanno iniziato a passare ai motori brushless molti anni fa. Esiste un'azienda di riferimento in questo campo, vale a dire Ebm-papst, i cui ventilatori e motori sono ampiamente utilizzati in molti settori come la ventilazione, il condizionamento dell'aria, la refrigerazione, gli elettrodomestici, il riscaldamento e l'automobile.
Al momento, molte aziende in Cina stanno producendo ventole per computer senza spazzole simili all'EBM e hanno occupato molti mercati EBM.
Soprattutto con l’aumento delle stazioni di ricarica nazionali, i produttori nazionali dovrebbero avere grandi opportunità. Ora il Paese ha inserito anche la Stazione di Ricarica nel progetto “Nuove Infrastrutture”, che quest'anno dovrebbe avere un maggiore sviluppo.
Ci sono anche ventole di raffreddamento del congelatore. A causa dell'influenza degli standard di settore e degli standard nazionali di efficienza energetica, le ventole di raffreddamento del congelatore hanno iniziato a passare ai motori BLDC e la velocità di conversione è relativamente elevata, risultando in un numero relativamente elevato di prodotti. Si prevede che il 60% delle macchine per il raffreddamento del congelatore sarà sostituito con motori a frequenza variabile entro il 2022. Attualmente, i produttori nazionali di macchine per il raffreddamento del congelatore sono concentrati principalmente nelle regioni del delta del fiume Yangtze e del delta del fiume Pearl.
Per quanto riguarda i ventilatori, c'è anche la cappa aspirante, che è un componente importante degli elettrodomestici da cucina. Tuttavia, per motivi di costo, il tasso di conversione senza spazzole della cappa aspirante non è ancora elevato. Al momento, lo schema di conversione della frequenza costa circa 150 yuan, ma gli schemi di motori non brushless possono essere completati entro un centinaio di yuan, e quelli a basso costo possono costare anche circa 30 yuan.
Molti nuovi ventilatori e purificatori d’aria utilizzano anche soluzioni con motori brushless. Attualmente, i piccoli prodotti sul mercato utilizzano generalmente i motori a rotore esterno di Nedic, mentre i grandi purificatori d'aria utilizzano generalmente ventilatori EBM.
Inoltre, c'è un ventilatore per la circolazione dell'aria che è in produzione da due anni e il suo valore attuale è relativamente alto. Generalmente il prodotto finito costa 781 unità, ma ce ne sono anche alcuni più costosi, che vanno dalle 2.000 alle 3.000 unità.
Compressore
Poiché la velocità del compressore del frigorifero determina la temperatura all'interno del frigorifero, la velocità del compressore del frigorifero a frequenza variabile può essere modificata in base alla temperatura, consentendo al frigorifero di effettuare regolazioni in base alla situazione di temperatura attuale e mantenere meglio una temperatura temperatura costante all'interno del frigorifero. In questo modo l'effetto di conservazione del cibo sarà migliore. La maggior parte dei compressori per frigoriferi a frequenza variabile sceglie motori BLDC, che si traducono in maggiore efficienza, minore rumore e maggiore durata durante il funzionamento.
Figura 7: Vendite di frigoriferi e frigoriferi a frequenza variabile in Cina. (Fonte dati: Ufficio nazionale di statistica)
In passato questo settore era dominato dai prodotti dei produttori giapponesi, coreani e taiwanesi, ma dopo il 2010 i produttori nazionali hanno iniziato rapidamente. Si dice che un produttore di Shanghai abbia un volume di spedizioni annuo di quasi 30 milioni di unità.
Con il progresso dei produttori nazionali di semiconduttori, che si tratti dei principali produttori di MCU, del Gate Driver pre drive o del MOSFET di potenza, i produttori nazionali possono sostanzialmente fornire.
Inoltre c'è il compressore dell'aria condizionata. Attualmente, l’aria condizionata a frequenza variabile è stata ampiamente accettata e l’aria condizionata a frequenza variabile è diventata la tendenza. Anche la produzione di condizionatori in Cina è piuttosto ampia. Secondo l’Ufficio nazionale di statistica, la produzione di motori per il condizionamento dell’aria nel 2018 è stata di 360 milioni di unità e la produzione di motori BLDC per il condizionamento dell’aria è stata di circa 96 milioni di unità. Inoltre, la produzione di motori BLDC per il condizionamento dell'aria aumenta sostanzialmente ogni anno.
Utensili elettrici
Gli utensili elettrici sono uno dei prodotti di ferramenta ed elettromeccanici più utilizzati. Grazie alla sua struttura leggera, alla comoda trasportabilità, all'elevata efficienza produttiva e al basso consumo energetico, è ampiamente utilizzato nei processi di foratura, taglio e rettifica in vari settori applicativi come l'edilizia, la decorazione, la lavorazione del legno, la lavorazione dei metalli e altri settori manifatturieri. .
Con il continuo sviluppo della tecnologia e la progressiva adozione del concetto di fai da te, anche il campo di applicazione degli utensili elettrici è in continua espansione. Molte operazioni tradizionali con gli utensili manuali stanno cominciando a essere sostituite da utensili elettrici e anche gli utensili elettrici si stanno espandendo dalle applicazioni industriali alla vita familiare. La domanda di utensili elettrici aumenta di anno in anno.
In realtà gli utensili elettrici senza spazzole sono nati molto tempo fa. Nel 2010, alcuni marchi stranieri hanno introdotto utensili elettrici che utilizzano motori brushless. Con la maturità della tecnologia delle batterie agli ioni di litio, i prezzi stanno diventando più accessibili e le dimensioni degli strumenti portatili aumentano di anno in anno. Ora possono essere divisi equamente con gli strumenti plug-in.
Secondo le statistiche, le chiavi elettriche domestiche sono fondamentalmente senza spazzole, mentre i trapani elettrici, gli utensili ad alta tensione e gli attrezzi da giardino non sono ancora stati completamente senza spazzole, ma sono anche in fase di conversione.
Ciò è dovuto principalmente al risparmio energetico e all’elevata efficienza dei motori brushless, che consentono agli utensili elettrici portatili di funzionare per periodi di tempo più lunghi. Al giorno d'oggi, molti produttori nazionali e internazionali hanno investito molte risorse nello sviluppo del prodotto, come Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita, ecc.
Attualmente lo sviluppo degli utensili elettrici è molto rapido anche in Cina, soprattutto nelle regioni del Jiangsu e dello Zhejiang, dove sono concentrati molti produttori di utensili elettrici. Negli ultimi anni, il costo delle soluzioni di controllo dei motori brushless nelle regioni di Jiangsu e Zhejiang è diminuito rapidamente e molti produttori hanno lanciato una guerra dei prezzi. Si dice che una soluzione di controllo del motore brushless per un utensile elettrico costi solo dai 6 ai 7 yuan, e alcuni addirittura solo dai 4 ai 5 yuan.
Pompa
Le pompe dell'acqua sono un settore relativamente tradizionale con un'ampia varietà di tipologie e soluzioni. Anche per le schede drive di pari potenza, attualmente sul mercato sono disponibili diverse tipologie, con prezzi che vanno da meno di due yuan a quaranta-cinquanta yuan.
Nell'applicazione delle pompe per acqua, i motori asincroni trifase vengono utilizzati principalmente per potenze medio-grandi, mentre le pompe bipolari AC vengono utilizzate principalmente per piccole e micropompe per acqua. L'attuale rinnovamento del riscaldamento del Nord rappresenta una buona opportunità per l'innovazione tecnologica nelle soluzioni di pompaggio.
Anche solo dal punto di vista tecnico, i motori brushless sono più adatti per l’applicazione nel campo delle pompe, poiché presentano alcuni vantaggi in termini di volume, densità di potenza e persino costi.
Assistenza sanitaria personale
In termini di assistenza sanitaria personale, ci sono due prodotti rappresentativi, uno è il popolare prodotto Internet di Dyson, il condotto dell'aria, e l'altro è la pistola fasciale.
Da quando Dyson ha lanciato il prodotto per condotti eolici utilizzando motori digitali ad alta velocità, ha scatenato l'intero mercato dei condotti eolici.
Secondo l'introduzione di Qian Zhicun di Jingfeng Mingyuan in passato, ci sono attualmente tre direzioni principali per gli schemi di gallerie del vento nazionali: una si basa su Dyson come punto di riferimento, utilizzando uno schema di motore brushless ad altissima velocità, con una velocità generale di circa 100.000 giri al minuto, con il massimo di 160.000 giri al minuto; La seconda opzione è sostituire il motore U, che ha una velocità simile a quella del motore U, ma presenta i vantaggi della leggerezza e dell'elevata pressione dell'aria; Il terzo è lo schema ad alta tensione del rotore esterno, con il motore che imita principalmente lo schema di Nedic.
Allo stato attuale, i prodotti d'imitazione nazionali non vengono semplicemente copiati in passato, ma hanno sostanzialmente ottenuto l'elusione dei brevetti e apportato alcune innovazioni.
Il volume delle spedizioni di pistole fasciali ha iniziato ad aumentare negli ultimi anni. Si dice che gli allenatori di palestra e gli appassionati di sport siano ora dotati di pistole fasciali. La pistola fasciale utilizza i principi meccanici della vibrazione per trasmettere la vibrazione ai muscoli fasciali profondi, ottenendo l'effetto di rilassare la fascia e ridurre la tensione muscolare. Alcune persone usano la pistola fasciale come strumento di rilassamento dopo l'esercizio.
Tuttavia, anche l'acqua nella pistola frontale è ora molto profonda. Sebbene l'aspetto sembri simile, i prezzi vanno da oltre 100 yuan a oltre 3000 yuan. Il prezzo di mercato della scheda di controllo del motore BLDC utilizzata nella pistola frontale è ora sceso a 8, x yuan ed è apparsa persino una scheda di controllo di circa 6 yuan. Il prezzo della pistola fasciale è rapidamente diminuito.
Si dice che un produttore di motori stesse per fallire, ma con l'aiuto di un prodotto con pistola fasciale, è subito tornato in vita. Ed è stato abbastanza nutriente.
Naturalmente, oltre a questi due prodotti, c'è anche una tendenza verso i motori brushless in prodotti come i rasoi per ragazzi e le macchine di bellezza per ragazze.
Conclusione
Nel complesso, i motori BLDC sono ancora nelle fasi iniziali e le loro applicazioni sono ora fiorenti. Oltre a quelli che ho citato qui, ce ne sono anche tanti, come robot di servizio, AGV, robot spazzatrici, spaccamuri, friggitrici, lavastoviglie e così via. In effetti, sono molti i luoghi della nostra vita in cui utilizziamo i motori elettrici, e ci sono ancora molte applicazioni che aspettano di essere esplorate in futuro.
Orario di pubblicazione: 15 luglio 2023
