Amb la millora de l'automatització industrial global, la intel·ligència i el nivell de vida de les persones, l'aplicació de motors en camps com l'automòbil, els electrodomèstics, l'àudio i el vídeo electrònics, els equips de processament d'informació i l'automatització industrial s'estendrà cada cop més.
Segons les estadístiques, el nombre mitjà de motors elèctrics que posseeix cada llar als països desenvolupats és de 80 a 130 unitats, mentre que el nombre mitjà de motors elèctrics que posseeixen les llars a les grans ciutats de la Xina és d'uns 20 a 40 unitats, cosa que encara està molt per sota del nivell mitjà dels països desenvolupats. Per tant, encara hi ha un gran marge de desenvolupament en la indústria nacional de motors elèctrics.
En comparació amb motors amb una història de més de 200 anys,Motors BLDCsón relativament joves, amb una història de més de 50 anys des del seu desenvolupament. Tanmateix, amb el desenvolupament de la tecnologia de semiconductors i la popularització dels components de MCU i controlador, el cost total deMotors BLDCs'ha reduït considerablement. Per tant, en els darrers anys,Motors BLDCs'han desenvolupat, i la seva taxa de creixement global també és superior a la dels motors.
Figura 1: Predicció de la mida del mercat de motors BLDC
Es preveu que la taxa de creixement anual composta deMotors BLDCserà al voltant del 6,5% en els propers anys. Segons les estadístiques, la mida del mercat de BLDC el 2019 va ser d'aproximadament 16.300 milions de dòlars, i s'espera que arribi a uns 22.440 milions de dòlars el 2024.
Quina és la mida del mercat? Quines són les aplicacions específiques?
Mercat d'aplicacions per a l'automoció
Amb l'auge dels vehicles de nova energia, la penetració de la conducció intel·ligent i l'aplicació pilot del vehicle a tot, la tendència a l'electronització de l'automòbil és cada cop més evident.
En els cotxes del futur, a més dels motors elèctrics, s'utilitzaran intensament sistemes de direcció assistida elèctrica, sistemes de suspensió electrònica, sistemes de control d'estabilitat, sistemes de control de creuer, ABS i sistemes de carrosseria (com ara finestres, panys de portes, seients, retrovisors, eixugaparabrises, sostre corredís, etc.).
En general, els vehicles de combustible econòmic estaran equipats amb uns 10 motors, els cotxes ordinaris estaran equipats amb 20 a 30 motors, els cotxes de luxe estaran equipats amb 60 a 70, o fins i tot centenars de motors, mentre que els vehicles de nova energia generalment requereixen de 130 a 200 motors.
Figura 2: Nombre de motors utilitzats en cotxes
Amb la creixent atenció prestada al rendiment dels automòbils, especialment als requisits de confort, seguretat, estalvi de combustible i protecció del medi ambient, el nombre de dispositius de control electrònic i equips elèctrics en els automòbils ha augmentat en conseqüència. L'ús de diversos dispositius elèctrics ha provocat un augment del nombre d'equips de motor en els automòbils.
Els vehicles de nova energia han estat una tendència de desenvolupament en els darrers anys, i les polítiques globals estan promovent simultàniament el desenvolupament de vehicles de nova energia. Els països desenvolupats com Europa i Amèrica estan dissenyant activament el mercat de vehicles de nova energia, promovent el desenvolupament de vehicles de nova energia a través de diverses polítiques i lleis preferencials i de subvencions, i promovent la transformació dels vehicles de combustible tradicionals als vehicles elèctrics.
Després del juliol de 2019 a la Xina, a causa de la forta disminució de les subvencions, la taxa de creixement ha disminuït. Tanmateix, amb la introducció contínua de nous models energètics per part de les principals empreses automobilístiques el 2020, especialment el llançament del TESLA Model 3, el Volkswagen ID. 3 i altres models, s'espera que la indústria passi d'una estratègia impulsada per les subvencions a una impulsada per la demanda, entrant en el segon període de creixement ràpid.
5G
El 2020 va ser un any crucial per al desenvolupament del 5G a la Xina. Tot i que hi va haver un retard en la construcció del 5G durant el primer trimestre a causa de l'impacte de l'epidèmia, China Mobile va declarar que el seu objectiu d'arribar a 300.000 estacions base 5G a finals del 2020 es manté sense canvis. China Telecom i China Unicom també s'esforçaran per completar la construcció de 250.000 noves estacions base 5G durant el tercer trimestre per recuperar l'impacte de l'epidèmia. A més de les 50.000 estacions base previstes per la Ràdio i Televisió Xinesa, la Xina construirà 600.000 estacions base aquest any.
Figura 3: Nombre d'estacions base 5G que els quatre principals operadors tenen previst construir el 2020
A les estacions base 5G, també hi ha molts llocs on es necessiten motors, en primer lloc, l'antena de l'estació base. Actualment, l'antena de l'estació base 5G està equipada amb productes de motor de control que contenen components de caixa de canvis, incloent-hi dues opcions: motor pas a pas i motor sense escombretes. Cada antena ajustable elèctricament està equipada amb un motor de control amb una caixa de canvis.
En general, una estació base de comunicacions normal ha d'estar equipada amb unes 3 antenes, una estació base 4G ha d'estar equipada amb 4 a 6 antenes, i el nombre d'estacions base i antenes 5G augmentarà encara més.
A més de l'antena de l'estació base, el sistema de refrigeració de l'estació base també requereix productes de motor. Com ara un ventilador d'ordinador, un compressor d'aire condicionat, etc.
Drons/Drons subaquàtics
Els drons han estat populars durant diversos anys, però no tots els drons utilitzen motors sense escombretes. Avui dia, molts drons estan canviant a motors sense escombretes per aconseguir un cos més llarg i lleuger i una major resistència.
Segons l'informe de Droneii, la mida del mercat mundial de drons va ser de 14.100 milions de dòlars el 2018, i s'espera que el 2024 la mida del mercat mundial de drons arribi als 43.100 milions de dòlars, amb les regions de més ràpid creixement sent Àsia i Amèrica del Nord. La taxa de creixement composta és del 20,5.
Segons el "Sistema d'informació de registre de missions de drons civils" de l'Administració d'Aviació Civil, a finals del 2018 hi havia 285.000 drons registrats a la Xina. A finals del 2019, hi havia més de 392.000 drons registrats i 1,25 milions d'hores de vol comercial de drons.
Especialment durant l'epidèmia de principis d'aquest any, els drons van tenir un paper important, com ara el transport entre hospitals i centres de control de malalties, la implementació del transport automatitzat de medicaments i mostres d'emergència per a la prevenció i el control d'epidèmies; la realització de cercles en les autopistes, substituint el treball manual de comandament aeri; l'artefacte de desinfecció avatar, la prevenció completa d'epidèmies, la desinfecció i l'esterilització a les zones rurals i fins i tot a les zones urbanes de tot el país; la transformació en un expert en propaganda, la difusió de consignes i la persuasió de la gent perquè es quedés a casa, etc.
A causa de l'impacte de l'epidèmia, el lliurament sense contacte ha tornat a ser prioritari. A la Xina, l'Administració d'Aviació Civil de la Xina va llançar un servei pilot de logística i distribució de drons l'any passat. A causa de l'impacte de l'epidèmia, el ritme de progrés a la Xina s'hauria d'accelerar; A països estrangers, el gegant logístic UPS i el fabricant alemany de vehicles aeris no tripulats Wingcopter s'han unit per portar el nou vehicle aeri no tripulat amb vol aeri (VTOL) a la indústria del transport de mercaderies per transportar paquets.
També hi ha un dron submarí amb el qual no estem gaire familiaritzats, i que a poc a poc comencem a mesurar. Recordo l'empresa de drons submarins que vaig entrevistar el 2017, que casualment estava en producció en massa i només havia enviat centenars d'unitats a través del micromecenatge. Ara, el volum d'enviament anual és de desenes de milers d'unitats.
Patinet elèctric/vehicle elèctric
El patinet elèctric no només conserva l'experiència de conducció original, sinó que també proporciona energia auxiliar intel·ligent. És una eina de transport que es troba entre les bicicletes i els vehicles elèctrics tradicionals. Els patinets elèctrics proporcionen principalment assistència elèctrica corresponent basada en senyals de conducció a través de sensors, reduint la producció dels ciclistes i facilitant la conducció per als usuaris. En comparació amb les bicicletes, els patinets elèctrics han afegit motors, bateries, sensors, controladors, instruments, etc., fent que l'experiència de conducció sigui més diversa. En comparació amb els vehicles elèctrics tradicionals, els patinets elèctrics no controlen la velocitat del vehicle girant la mà, sinó capturant el senyal de conducció a través de sensors, per tal d'entendre la intenció de conducció del ciclista, proporcionar assistència elèctrica corresponent i fer que la conducció sigui més intel·ligent.
Figura 4: Comparació de bicicletes, patinets elèctrics i vehicles elèctrics tradicionals
El preu de venda dels patinets elèctrics a la Xina oscil·la entre els 2000 i els 10.000 iuans. Els patinets elèctrics amb eix de roda europeu tenen un preu d'entre 500 i 1700 euros, mentre que els patinets elèctrics de muntatge mitjà tenen un preu d'entre 2300 i 3300 euros. El preu dels patinets elèctrics és molt més alt que el de les bicicletes i els vehicles elèctrics.
El motor és el component central del sistema elèctric del patinet elèctric. A causa de la miniaturització, el pes lleuger, l'eficiència operativa i la fiabilitat de l'aspecte dels patinets elèctrics, el rendiment dels patinets elèctrics està determinat directament. Per tant, les empreses de motors generalment han de personalitzar el desenvolupament de motors segons les necessitats dels patinets elèctrics. Els motors elèctrics representen entre el 10% i el 30% del cost dels patinets elèctrics.
Hi ha una forta demanda de patinets elèctrics a Europa. Segons dades de l'Associació Europea de la Indústria de la Bicicleta, del 2006 al 2018, les vendes de patinets elèctrics al mercat europeu van augmentar de 98.000 unitats a 2,5 milions d'unitats. La taxa de creixement composta anual va arribar al 31%.
El mercat japonès també està en constant creixement. El Japó va ser el primer país a desenvolupar, produir i vendre patinets elèctrics. A la dècada de 1980, va desenvolupar amb èxit la primera generació de patinets elèctrics. Tanmateix, a causa del terreny muntanyós del Japó, les carreteres accidentades i l'envelliment sever, els patinets elèctrics s'han convertit en una opció necessària.
El mercat nacional està en la seva infància. Hi ha un marge considerable per al creixement futur. Actualment, empreses com Mobi, Xiaomi, Harrow, Double Speed i Eternal han començat a intentar promocionar els patinets elèctrics a la Xina.
robot industrial
Els robots industrials són principalment un mercat substitutiu a la Xina, i el seu espai és força ampli. Tot i que la Xina és el mercat d'aplicacions de robots industrials més gran del món, en el camp dels robots industrials, els fabricants més famosos del món es concentren principalment en països desenvolupats representats pels Estats Units, Japó, Alemanya, etc., com ara ABB a Suècia, FANUC al Japó, Yaskawa Electric Corporation i quatre famílies representades per Kuka a Alemanya.
Figura 5: Vendes de robots industrials. (Font de dades: Federació Internacional de Robòtica)
Segons dades de la Federació Internacional de Robòtica, les vendes globals de robots industrials el 2018 van ser de 422.000 unitats, de les quals 154.000 es van vendre a la Xina, cosa que representa el 36,5%. A més, segons dades de l'Oficina Nacional d'Estadística, la producció de robots industrials a la Xina està augmentant gradualment, passant d'uns 33.000 conjunts el 2015 a 187.000 conjunts el 2018. La taxa de creixement és ràpida.
A més, en els darrers anys, amb la introducció contínua del suport industrial per part del govern i l'avenç continu de les empreses nacionals, la taxa de localització dels robots industrials nacionals ha anat augmentant contínuament. Durant la primera meitat del 2018, la proporció nacional de vendes de cossos de robots va augmentar del 19,42% el 2015 al 28,48%. Al mateix temps, les vendes globals de robots industrials a la Xina també han mantingut el creixement.
Ventilador
Els ventiladors inclouen: ventiladors, campanes extractores, assecadors de cabells, ventiladors de cortina, ventiladors de climatització, etc. Els principals fabricants derivats inclouen Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss, etc.
Des de la perspectiva dels ventiladors domèstics, aquest és un mercat molt gran, i la producció de ventiladors domèstics a la Xina és molt gran. Segons dades de l'Oficina Nacional d'Estadística, el 2018, la producció de ventiladors domèstics a la Xina va ser de 180 milions d'unitats. No hi havia dades per al desembre de 2017, però les dades d'11 mesos van ser de 160 milions d'unitats. El 2016, van ser de 160 milions d'unitats, i s'estima que hi va haver uns 190 milions d'unitats el 2019.
Figura 6: Producció de ventiladors domèstics a la Xina. (Font de dades: Oficina Nacional d'Estadística)
Actualment, els principals fabricants de petits electrodomèstics a la Xina, com ara Midea, Pioneer, Nichrome, Emmett, etc., tenen bàsicament productes amb motors sense escombretes al mercat. Entre ells, Emmett té la quantitat més gran i Xiaomi té el cost més baix.
Amb l'entrada de fabricants transfronterers com Xiaomi, la taxa de conversió de motors sense escombretes en el camp dels ventiladors domèstics ha començat a accelerar-se. Ara, en el camp dels ventiladors domèstics, els fabricants nacionals de motors sense escombretes tenen un lloc.
A més dels ventiladors domèstics, també hi ha ventiladors d'ordinador per a equips. De fet, els ventiladors tèrmics dels equips van començar a canviar a motors sense escombretes fa molts anys. Hi ha una empresa de referència en aquest camp, concretament Ebm-papst, els productes de ventiladors i motors de la qual s'utilitzen àmpliament en moltes indústries com la ventilació, l'aire condicionat, la refrigeració, els electrodomèstics, la calefacció i l'automòbil.
Actualment, moltes empreses xineses fabriquen ventiladors d'ordinador sense escombretes similars a l'EBM i han ocupat molts mercats d'EBM.
Especialment amb l'auge de les estacions de càrrega domèstiques, els fabricants nacionals haurien de tenir grans oportunitats. Ara el país també ha inclòs l'estació de càrrega en el projecte "Nova infraestructura", que hauria de tenir un major desenvolupament aquest any.
També hi ha ventiladors de refrigeració per a congeladors. A causa de la influència dels estàndards de la indústria i dels estàndards nacionals d'eficiència energètica, els ventiladors de refrigeració per a congeladors han començat a canviar a motors BLDC, i la velocitat de conversió és relativament ràpida, cosa que resulta en un nombre relativament gran de productes. Es preveu que el 60% de les màquines de refrigeració per a congeladors seran substituïdes per motors de freqüència variable el 2022. Actualment, els fabricants nacionals de màquines de refrigeració per a congeladors es concentren principalment a les regions del delta del riu Yangtze i del delta del riu Pearl.
Pel que fa als ventiladors, també hi ha una campana extractora, que és un component important dels electrodomèstics de cuina. Tanmateix, per motius de cost, la taxa de conversió sense escombretes de la campana extractora encara no és alta. Actualment, l'esquema de conversió de freqüència és d'uns 150 iuans, però els esquemes de motor sense escombretes es poden completar en un termini de cent iuans, i els de baix cost poden costar fins i tot uns 30 iuans.
Molts ventiladors i purificadors d'aire nous també utilitzen solucions de motor sense escombretes. Actualment, els productes petits del mercat generalment utilitzen motors de rotor extern de Nedic, mentre que els purificadors d'aire grans generalment utilitzen ventiladors EBM.
A més, hi ha un ventilador de circulació d'aire que s'ha estat produint des dels darrers dos anys, i el seu valor actual és relativament alt. Generalment, el producte acabat costa 781 unitats, i també n'hi ha alguns de més cars, que van de 2000 a 3000 unitats.
Compressor
A causa del fet que la velocitat del compressor de la nevera determina la temperatura a l'interior de la nevera, la velocitat del compressor de freqüència variable es pot canviar en funció de la temperatura, cosa que permet a la nevera fer ajustos en funció de la situació de temperatura actual i mantenir millor una temperatura constant a l'interior. D'aquesta manera, l'efecte de conservació dels aliments serà millor. La majoria dels compressors de neveres de freqüència variable escullen motors BLDC, que resulten en una major eficiència, menys soroll i una vida útil més llarga durant el funcionament.
Figura 7: Vendes de neveres i neveres de freqüència variable a la Xina. (Font de dades: Oficina Nacional d'Estadística)
Aquest camp solia estar dominat per productes de fabricants japonesos, coreans i taiwanesos, però després del 2010, els fabricants nacionals han començat ràpidament. Es diu que un fabricant de Xangai té un volum d'enviaments anual de gairebé 30 milions d'unitats.
Amb el progrés dels fabricants nacionals de semiconductors, ja siguin els fabricants de MCU mestres, el controlador de porta preaccionat o el MOSFET de potència, els fabricants nacionals bàsicament poden proporcionar.
També hi ha el compressor d'aire condicionat. Actualment, l'aire condicionat de freqüència variable ha estat àmpliament acceptat i s'ha convertit en tendència. La producció d'aparells d'aire condicionat a la Xina també és força gran. Segons l'Oficina Nacional d'Estadística, la producció de motors d'aire condicionat el 2018 va ser de 360 milions d'unitats i la producció de motors BLDC per a aire condicionat va ser d'uns 96 milions d'unitats. A més, la producció de motors BLDC per a aire condicionat augmenta bàsicament cada any.
Eines elèctriques
Les eines elèctriques són un dels productes de maquinari i electromecànics més utilitzats. A causa de la seva estructura lleugera, la seva portabilitat convenient, la seva alta eficiència de producció i el seu baix consum d'energia, s'utilitzen àmpliament en processos de perforació, tall i mòlta en diverses indústries d'aplicació com ara la construcció, la decoració, el processament de la fusta, el processament de metalls i altres indústries manufactureres.
Amb el desenvolupament continu de la tecnologia i l'acceptació gradual del concepte de bricolatge, la gamma d'aplicacions de les eines elèctriques també s'està expandint constantment. Moltes operacions manuals tradicionals amb eines comencen a ser substituïdes per eines elèctriques, i les eines elèctriques també s'estan expandint de les aplicacions industrials a la vida familiar. La demanda d'eines elèctriques augmenta any rere any.
Les eines elèctriques sense escombretes fa molt de temps que van començar a comercialitzar-se. El 2010, algunes marques estrangeres van introduir eines elèctriques amb motors sense escombretes. Amb la maduresa de la tecnologia de bateries de ions de liti, els preus són cada cop més assequibles i la mida de les eines manuals augmenta any rere any. Ara es poden dividir a parts iguals amb les eines endollables.
Segons les estadístiques, les claus elèctriques domèstiques bàsicament no funcionen amb escombretes, mentre que els trepants elèctrics, les eines d'alt voltatge i les eines de jardineria encara no funcionen completament sense escombretes, però també estan en procés de conversió.
Això es deu principalment a l'estalvi d'energia i a l'alta eficiència dels motors sense escombretes, que permeten que les eines elèctriques de mà funcionin durant períodes de temps més llargs. Avui dia, molts fabricants internacionals i nacionals han invertit molts recursos en el desenvolupament de productes, com ara Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita, etc.
Actualment, el desenvolupament d'eines elèctriques a la Xina també és molt ràpid, especialment a les regions de Jiangsu i Zhejiang, on es concentren molts fabricants d'eines elèctriques. En els darrers anys, el cost de les solucions de control de motors sense escombretes a les regions de Jiangsu i Zhejiang ha disminuït ràpidament, i molts fabricants han iniciat guerres de preus. Es diu que una solució de control de motor sense escombretes per a una eina elèctrica només costa uns 6 a 7 iuans, i alguns fins i tot només costen de 4 a 5 iuans.
Bomba
Les bombes d'aigua són una indústria relativament tradicional amb una àmplia varietat de tipus i solucions. Fins i tot per a plaques d'accionament amb la mateixa potència, actualment hi ha diversos tipus disponibles al mercat, amb preus que van des de menys de dos iuans fins a entre quaranta i cinquanta iuans.
En l'aplicació de bombes d'aigua, els motors asíncrons trifàsics s'utilitzen principalment per a potències mitjanes i grans, mentre que les bombes bipolars de corrent altern s'utilitzen principalment per a bombes d'aigua petites i micro. L'actual renovació de la calefacció del nord és una bona oportunitat per a la innovació tecnològica en solucions de bombes.
Encara que només sigui des d'una perspectiva tècnica, els motors sense escombretes són més adequats per a l'aplicació en el camp de les bombes, ja que tenen certs avantatges en volum, densitat de potència i fins i tot cost.
Atenció mèdica personal
Pel que fa a la cura de la salut personal, hi ha dos productes representatius, un és el popular producte d'internet de Dyson, el conducte d'aire, i l'altre és la pistola de fàscia.
Des que Dyson va llançar el producte de conductes de vent amb motors digitals d'alta velocitat, ha impulsat tot el mercat de conductes de vent.
Segons la introducció de Qian Zhicun de Jingfeng Mingyuan en el passat, actualment hi ha tres direccions principals per als esquemes de túnels de vent domèstics: una es basa en Dyson com a punt de referència, utilitzant un esquema de motor sense escombretes d'ultra alta velocitat, amb una velocitat general d'unes 100.000 revolucions per minut, sent la més alta de 160.000 revolucions per minut; La segona opció és substituir el motor U, que té una velocitat similar a la del motor U, però té els avantatges del pes lleuger i l'alta pressió d'aire; La tercera és l'esquema d'alt voltatge de rotor extern, amb el motor imitant principalment l'esquema de Nedic.
Actualment, els productes d'imitació nacionals no es limiten a copiar-se en el passat, sinó que bàsicament han aconseguit evitar patents i han introduït certes innovacions.
El volum d'enviament de pistoles de fàscia ha començat a augmentar en els darrers anys. Es diu que els entrenadors de gimnàs i els entusiastes de l'esport ara estan equipats amb pistoles de fàscia. La pistola de fàscia utilitza els principis mecànics de la vibració per transmetre la vibració als músculs profunds de la fàscia, aconseguint l'efecte de relaxar la fàscia i reduir la tensió muscular. Algunes persones utilitzen la pistola de fàscia com a eina de relaxació després de l'exercici.
Tanmateix, l'aigua a la pistola frontal també és molt profunda ara. Tot i que l'aspecte sembla similar, els preus oscil·len entre més de 100 iuans i més de 3000 iuans. El preu de mercat de la placa de control del motor BLDC utilitzada a la pistola frontal ara ha baixat a 8, x iuans, i fins i tot ha aparegut una placa de control d'uns 6 iuans. El preu de la pistola frontal ha disminuït ràpidament.
Es diu que un fabricant de motors estava a punt de fer fallida, però amb l'ajuda d'un producte de pistola fascial, va tornar a la vida immediatament. I era força nutritiu.
Per descomptat, a més d'aquests dos productes, també hi ha una tendència cap als motors sense escombretes en productes com ara màquines d'afaitar per a nens i màquines de bellesa per a nenes.
Conclusió
En general, els motors BLDC encara es troben en les seves primeres etapes i les seves aplicacions ara estan florint. A més dels que he esmentat aquí, també n'hi ha molts, com ara robots de servei, AGV, robots escombradors, interruptors de paret, fregidores, rentaplats, etc. De fet, hi ha molts llocs a les nostres vides on utilitzem motors elèctrics, i encara hi ha moltes aplicacions que esperen que les explorem en el futur.
Data de publicació: 15 de juliol de 2023
