A globális ipari automatizálás, az intelligencia és az emberek életszínvonalának javulásával a motorok alkalmazása olyan területeken, mint az autók, háztartási gépek, elektronikus hang- és videótechnika, információfeldolgozó berendezések és az ipari automatizálás, egyre szélesebb körben elterjedt.
A statisztikák szerint a fejlett országokban átlagosan 80-130 darab villanymotor van egy háztartásban, míg Kína nagyvárosaiban az átlagos villanymotorok száma 20-40 darab körül mozog, ami még mindig messze elmarad a fejlett országok átlagától. Ezért a hazai villanymotor-iparban még mindig nagy a fejlődési lehetőség.
A több mint 200 éves múlttal rendelkező motorokhoz képest,BLDC motorokvalójában viszonylag fiatalok, több mint 50 éves múltra tekintenek vissza fejlesztésük óta. A félvezető technológia fejlődésével és az MCU, valamint a meghajtó alkatrészek népszerűsítésével azonban a teljes költségükBLDC motorokjelentősen csökkent. Ezért az utóbbi évekbenBLDC motorokfejlődtek, és összességében növekedési ütemük is magasabb, mint a motoroké.
1. ábra: A BLDC motorok piacának méretének előrejelzése
Várható, hogy az összetett éves növekedési ütemBLDC motorokaz elkövetkező években körülbelül 6,5% lesz. A statisztikák szerint a BLDC piac mérete 2019-ben körülbelül 16,3 milliárd dollár volt, és várhatóan 2024-re eléri a 22,44 milliárd dollár körüli értéket.
Mekkora a piac mérete? Milyen konkrét alkalmazások vannak?
Autóipari alkalmazási piac
Az új energiahordozók megjelenésével, az intelligens vezetés elterjedésével és a „Jelly-to-everything” kísérleti alkalmazásával az autóelektronizáció trendje egyre nyilvánvalóbbá válik.
A jövő autóiban a hajtómotorok mellett az elektromos szervokormány-rendszerek, az elektronikus felfüggesztési rendszerek, a menetstabilizáló rendszerek, a sebességtartó automatika, az ABS és a karosszéria-rendszerek (például ablakok, ajtózárak, ülések, visszapillantó tükrök, ablaktörlők, napfénytető stb.) is nagymértékben elektromos motorokkal lesznek felszerelve.
Általánosságban elmondható, hogy a gazdaságos üzemanyaggal működő járművek körülbelül 10 motorral lesznek felszerelve, a hétköznapi autók 20-30 motorral, a luxusautók 60-70, vagy akár több száz motorral is felszerelhetők, míg az új energiatakarékos járművekhez általában 130-200 motor szükséges.
2. ábra: Az autókban használt motorok száma
Az autók teljesítményére, különösen a kényelemre, biztonságra, üzemanyag-takarékosságra és környezetvédelemre irányuló egyre nagyobb figyelemnek köszönhetően az elektronikus vezérlőberendezések és elektromos berendezések száma az autókban ennek megfelelően megnőtt. A különféle elektromos eszközök használata a gépjárművek motoros berendezéseinek számának növekedéséhez vezetett.
Az új energiahordozók az utóbbi években fejlődési trenddé váltak, és a globális politikák egyidejűleg támogatják az új energiahordozók fejlesztését. A fejlett országok, mint például Európa és Amerika, aktívan alakítják az új energiahordozók piacát, különféle támogatási és preferenciális politikákkal és törvényekkel ösztönzik az új energiahordozók fejlesztését, és elősegítik a hagyományos üzemanyaggal működő járművekről az elektromos járművekre való átállást.
2019 júliusa után Kínában a támogatások meredek csökkenése miatt a növekedési ütem lelassult. Azonban a nagyobb autógyártók által 2020-ban folyamatosan bevezetett új energiamodellekkel, különösen a TESLA Model 3, a Volkswagen ID. 3 és más modellek bevezetésével az iparág várhatóan a támogatásvezéreltről a keresletvezéreltre fog átállni, belépve a második gyors növekedési időszakba.
5G
2020 kulcsfontosságú év volt az 5G fejlesztése szempontjából Kínában. Bár az első negyedévben a járvány hatása miatt késedelem mutatkozott az 5G kiépítésében, a China Mobile kijelentette, hogy a 2020 végére kitűzött 300 000 5G bázisállomás elérése továbbra is változatlan. A China Telecom és a China Unicom arra is törekszik, hogy a harmadik negyedévben befejezze a 250 000 új 5G bázisállomás építését, hogy helyreállítsa a járvány hatásait. A China Radio and Television által tervezett 50 000 bázisállomáson kívül Kína idén további 600 000 bázisállomást épít.
3. ábra: A négy legnagyobb szolgáltató által 2020-ban építeni tervezett 5G bázisállomások száma
Az 5G bázisállomásokban számos helyen szükség van motorokra, mindenekelőtt a bázisállomás antennájában. Jelenleg az 5G bázisállomás antennája sebességváltó alkatrészeket tartalmazó vezérlőmotor-termékekkel van felszerelve, beleértve két opciót: léptetőmotort és kefe nélküli motort. Minden elektromosan állítható antenna sebességváltóval ellátott vezérlőmotorral van felszerelve.
Általánosságban elmondható, hogy egy hagyományos kommunikációs bázisállomást körülbelül 3 antennával kell felszerelni, egy 4G-s bázisállomást 4-6 antennával, és az 5G-s bázisállomások és antennák száma tovább fog növekedni.
A bázisállomás antennáján kívül a bázisállomás hűtőrendszeréhez motoros alkatrészekre is szükség van. Ilyenek például a számítógép ventilátora, a légkondicionáló kompresszora stb.
Drónok/Víz alatti drónok
A drónok már évek óta népszerűek, de nem minden drón használ kefe nélküli motort. Manapság sok drón vált kefe nélküli motorra, hogy hosszabb, könnyebb testet és hosszabb élettartamot érjen el.
A Droneii jelentése szerint a globális drónpiac mérete 2018-ban 14,1 milliárd dollár volt, és várhatóan 2024-re eléri a 43,1 milliárd dollárt, a leggyorsabban növekvő régiók Ázsia és Észak-Amerika. Az összetett növekedési ütem 20,5.
A Polgári Légiközlekedési Hivatal „Polgári Drón Küldetések Regisztrációs Információs Rendszere” szerint 2018 végén 285 000 regisztrált drón volt Kínában. 2019 végére több mint 392 000 regisztrált drón és 1,25 millió kereskedelmi repülési óra drón volt.
Különösen az év eleji járvány idején játszottak jelentős szerepet a drónok, például a kórházak és a járványügyi központok közötti transzferben, a járványmegelőzési és -ellenőrzési sürgősségi gyógyszerek és minták automatizált szállításának megvalósításában; az autópályákon való körözésben, a kézi légi parancsnoki munka helyettesítésében; az avatar fertőtlenítési eszközeinek használatában, a teljes járványmegelőzésben, valamint a fertőtlenítés és sterilizálásban vidéki és akár városi területeken is országszerte; propagandaszakértővé válásban, szlogenek kiabálásában és az otthonmaradásra való rábeszélésben, és így tovább.
A járvány hatása miatt az érintésmentes kézbesítés ismét előtérbe került. Kínában a Kínai Polgári Légiközlekedési Hivatal tavaly elindított egy kísérleti drónlogisztikai és -elosztási szolgáltatást. A járvány hatása miatt a kínai fejlődés üteme várhatóan felgyorsul; Külföldön a UPS logisztikai óriás és a német Wingcopter dróngyártó egyesítette erőit, hogy az új VTOL drónt bevezessék az árufuvarozási ágazatba csomagok szállítására.
Van egy víz alatti drón is, amivel nem igazán vagyunk tisztában, és lassan kezdjük felmérni. Emlékszem arra a víz alatti drónokat gyártó cégre, amellyel 2017-ben interjút készítettem, amely történetesen tömeggyártásban volt, és közösségi finanszírozáson keresztül mindössze néhány száz darabot szállított le. Most az éves szállítmánymennyiség több tízezer darab.
Elektromos robogó/elektromos jármű
Az elektromos roller nemcsak megőrzi az eredeti vezetési élményt, hanem intelligens segédáramot is biztosít. Ez egy olyan közlekedési eszköz, amely a kerékpárok és a hagyományos elektromos járművek között helyezkedik el. Az elektromos rollerek főként a szenzorokon keresztül érkező vezetési jelek alapján biztosítanak megfelelő rásegítést, csökkentve a kerékpárosok teljesítményét és megkönnyítve a felhasználók számára a vezetést. A kerékpárokkal összehasonlítva az elektromos rollerek motorokkal, akkumulátorokkal, érzékelőkkel, vezérlőkkel, műszerekkel stb. rendelkeznek, így a vezetési élmény változatosabb. A hagyományos elektromos járművekkel összehasonlítva az elektromos rollerek nem a kéz forgatásával szabályozzák a jármű sebességét, hanem a szenzorokon keresztül rögzítik a vezetési jeleket, így megértik a kerékpáros vezetési szándékát, megfelelő rásegítést biztosítanak, és intelligensebbé teszik a vezetést.
4. ábra: Kerékpárok, elektromos rollerek és hagyományos elektromos járművek összehasonlítása
Az elektromos rollerek eladási ára Kínában 2000 és 10 000 jüan között mozog. Az európai agykerék-meghajtású elektromos rollerek ára 500 és 1700 euró között mozog, míg a középponti rögzítésű elektromos rollerek ára 2300 és 3300 euró között mozog. Az elektromos rollerek ára jóval magasabb, mint a kerékpároké és az elektromos járműveké.
A motor az elektromos roller elektromos rendszerének központi eleme. Az elektromos rollerek miniatürizálása, könnyű súlya, működési hatékonysága és megjelenésük megbízhatósága miatt közvetlenül meghatározzák az elektromos rollerek teljesítményét. Ezért az autógyártóknak általában az elektromos rollerek igényeihez kell igazítaniuk a motorok fejlesztését. Az elektromos motorok az elektromos rollerek költségének 10-30%-át teszik ki.
Európában nagy a kereslet az elektromos rollerek iránt. Az Európai Kerékpáripari Szövetség adatai szerint 2006 és 2018 között az elektromos rollerek eladásai az európai piacon 98 000 darabról 2,5 millió darabra nőttek. Az éves összetett növekedési ütem elérte a 31%-ot.
A japán piac is folyamatosan növekszik. Japán volt az első ország, amely elektromos rollereket fejlesztett, gyártott és értékesített. Az 1980-as években sikeresen kifejlesztette az elektromos rollerek első generációját. Japán dombos terepe, nehézkes útjai és a járművek jelentős öregedése miatt azonban az elektromos rollerek szükséges választássá váltak.
A hazai piac még gyerekcipőben jár. Jelentős tér van a jövőbeli növekedésre. Jelenleg olyan cégek, mint a Mobi, a Xiaomi, a Harrow, a Double Speed és az Eternal kezdték meg az elektromos rollerek népszerűsítését Kínában.
Ipari robot
Az ipari robotok Kínában főként helyettesítő piacot jelentenek, és a területük meglehetősen hatalmas. Bár Kína a világ legnagyobb ipari robotalkalmazási piaca, az ipari robotok területén a világhírű gyártók főként a fejlett országokban koncentrálódnak, amelyeket az Egyesült Államok, Japán, Németország stb. képvisel, mint például az ABB Svédországban, a FANUC Japánban, a Yaskawa Electric Corporation és a Kuka által képviselt négy család Németországban.
5. ábra: Ipari robotok értékesítése. (Adatforrás: Nemzetközi Robotikai Szövetség)
A Nemzetközi Robotikai Szövetség adatai szerint az ipari robotok globális értékesítése 2018-ban 422 000 darab volt, amelyből 154 000 darabot Kínában értékesítettek, ami 36,5%-ot jelent. Ezenkívül a Nemzeti Statisztikai Hivatal adatai szerint az ipari robotok gyártása Kínában fokozatosan növekszik, a 2015-ös mintegy 33 000 darabról 2018-ra 187 000 darabra. A növekedési ütem gyors.
Ráadásul az elmúlt években, a kormányzat folyamatos ipari támogatásának és a hazai vállalkozások folyamatos előretörésének köszönhetően a hazai ipari robotok lokalizációs aránya folyamatosan nőtt. 2018 első felében a robotkarosszériák belföldi értékesítési aránya 19,42%-ról (2015) 28,48%-ra nőtt. Ugyanakkor az ipari robotok teljes értékesítése Kínában is folytatta a növekedést.
Ventilátor
A ventilátorok közé tartoznak: ventilátorok, páraelszívók, hajszárítók, függönyventilátorok, HVAC ventilátorok stb. A főbb gyártók közé tartozik a Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss és így tovább.
A háztartási ventilátorok szempontjából ez egy nagyon nagy piac, és a háztartási ventilátorok gyártása Kínában igen jelentős. A Nemzeti Statisztikai Hivatal adatai szerint 2018-ban a háztartási ventilátorok gyártása Kínában 180 millió darab volt. 2017 decemberére vonatkozóan nem voltak adatok, de a 11 hónapos adat 160 millió darabot mutatott. 2016-ban ez a szám 160 millió darab volt, a becslések szerint pedig 2019-ben körülbelül 190 millió darabot gyártottak.
6. ábra: Háztartási ventilátorok gyártása Kínában. (Adatforrás: Nemzeti Statisztikai Hivatal)
Jelenleg a kínai kisgépgyártók, mint például a Midea, a Pioneer, a Nichrome, az Emmett stb., alapvetően kefe nélküli motorral szerelt termékeket forgalmaznak. Közülük az Emmett rendelkezik a legnagyobb mennyiséggel, a Xiaomi pedig a legalacsonyabb árral.
A határokon átnyúló gyártók, mint például a Xiaomi megjelenésével a kefe nélküli motorok átalakulási üteme a háztartási ventilátorok területén felgyorsult. Most a háztartási ventilátorok területén a kefe nélküli motorok hazai gyártóinak van helyük.
A háztartási ventilátorok mellett léteznek számítógépes berendezésekhez való ventilátorok is. Valójában a berendezések hőcserélő ventilátorai már évekkel ezelőtt elkezdtek átállni a kefe nélküli motorokra. Létezik egy etalon vállalat ezen a területen, nevezetesen az Ebm-papst, amelynek ventilátor- és motortermékeit széles körben használják számos iparágban, például szellőztetésben, légkondicionálásban, hűtésben, háztartási gépekben, fűtésben és autóiparban.
Jelenleg számos kínai vállalat gyárt az EBM-hez hasonló kefe nélküli számítógépes ventilátorokat, és számos EBM piacot elfoglaltak.
Különösen a hazai töltőállomások térnyerésével a hazai gyártóknak nagyszerű lehetőségeik nyílhatnak. Az ország most a töltőállomásokat is bevonta az „Új infrastruktúra” projektbe, amelynek várhatóan még idén nagyobb fejlesztésen megy keresztül.
Vannak fagyasztóhűtő ventilátorok is. Az ipari szabványok és a nemzeti energiahatékonysági szabványok hatására a fagyasztóhűtő ventilátorok elkezdtek BLDC motorokra váltani, és az átalakítási sebesség viszonylag gyors, ami viszonylag nagyszámú terméket eredményez. Várhatóan a fagyasztóhűtő gépek 60%-át változó frekvenciájú motorokra cserélik 2022-re. Jelenleg a fagyasztóhűtő gépek hazai támogató gyártói főként a Jangce-delta és a Gyöngy-folyó deltája régióban koncentrálódnak.
A ventilátorok tekintetében létezik még a páraelszívó is, amely a konyhai gépek fontos alkotóeleme. A költségek miatt azonban a páraelszívók kefe nélküli átalakítási aránya még mindig nem magas. Jelenleg a frekvenciaátalakításos séma körülbelül 150 jüanba kerül, de a nem kefe nélküli motoros sémák száz jüanon belül is elkészíthetők, az olcsóbbak pedig akár 30 jüan körül is kerülhetnek.
Sok új ventilátor és légtisztító kefe nélküli motormegoldásokat is használ. Jelenleg a piacon lévő kisebb termékek általában a Nedic külső rotoros motorjait használják, míg a nagy légtisztítók általában EBM ventilátorokat.
Ezen kívül van egy légkeringető ventilátor, amelyet az elmúlt két évben gyártottak, és amelynek jelenlegi értéke viszonylag magas. Általában a késztermék ára 781 darab, és vannak drágábbak is, 2000 és 3000 darab között.
Kompresszor
Mivel a hűtőszekrény kompresszorának sebessége határozza meg a hűtőszekrény belsejében uralkodó hőmérsékletet, a változtatható frekvenciájú hűtőszekrény kompresszorának sebessége a hőmérséklet alapján módosítható, lehetővé téve a hűtőszekrény számára, hogy az aktuális hőmérsékleti helyzethez igazodva állítsa be a sebességét, és jobban fenntartsa az állandó hőmérsékletet a hűtőszekrény belsejében. Ily módon az élelmiszerek tartósítása is jobb lesz. A legtöbb változtatható frekvenciájú hűtőszekrény kompresszor BLDC motort választ, ami nagyobb hatékonyságot, alacsonyabb zajszintet és hosszabb élettartamot eredményez működés közben.
7. ábra: Hűtőszekrények és változtatható frekvenciájú hűtőszekrények értékesítése Kínában. (Adatforrás: Nemzeti Statisztikai Hivatal)
Ezt a területet korábban a japán, koreai és tajvani gyártók termékei uralták, de 2010 után a hazai gyártók gyorsan beindultak. Állítólag egy sanghaji gyártó éves szállítási volumene közel 30 millió darab.
A hazai félvezetőgyártók fejlődésével, legyen szó akár a mester MCU-gyártókról, az elővezérlő kapuvezérlőkről vagy a teljesítmény-MOSFET-ekről, a hazai gyártók alapvetően biztosítani tudják.
Emellett ott van a légkondicionáló kompresszor is. Jelenleg a változó frekvenciájú légkondicionáló széles körben elfogadott, és a változó frekvenciájú légkondicionáló trenddé vált. A légkondicionálók gyártása Kínában is meglehetősen nagy. A Nemzeti Statisztikai Hivatal szerint a légkondicionáló motorok gyártása 2018-ban 360 millió darab volt, a légkondicionálókhoz használt BLDC motoroké pedig körülbelül 96 millió darab. Ezenkívül a légkondicionálókhoz használt BLDC motorok gyártása alapvetően évről évre növekszik.
Elektromos szerszámok
Az elektromos szerszámok az egyik legszélesebb körben használt hardver- és elektromechanikus termék. Könnyű szerkezetüknek, kényelmes hordozhatóságuknak, magas termelési hatékonyságuknak és alacsony energiafogyasztásuknak köszönhetően széles körben használják fúrási, vágási és csiszolási folyamatokban különféle alkalmazási iparágakban, például építőiparban, dekorációs iparágakban, famegmunkálásban, fémmegmunkálásban és egyéb feldolgozóiparban.
A technológia folyamatos fejlődésével és a barkácsolás koncepciójának fokozatos elfogadásával az elektromos szerszámok alkalmazási köre is folyamatosan bővül. Számos hagyományos kézi szerszámműveletet kezdenek felváltani az elektromos szerszámok, és az elektromos szerszámok az ipari alkalmazásoktól a családi életig is terjednek. Az elektromos szerszámok iránti kereslet évről évre növekszik.
A kefe nélküli elektromos szerszámok valójában már régóta jelen vannak. 2010-ben néhány külföldi márka bevezette a kefe nélküli motorral működő elektromos szerszámokat. A lítium-ion akkumulátor-technológia fejlettségével az árak egyre megfizethetőbbek, és a kézi szerszámok mérete évről évre növekszik. Most már egyenlő arányban oszthatók meg a dugaszolható szerszámokkal.
A statisztikák szerint a háztartási elektromos villáskulcsok alapvetően kefe nélküliek voltak, míg az elektromos fúrók, nagyfeszültségű szerszámok és kerti szerszámok még nem teljesen kefe nélküliek, de ezek is átalakulóban vannak.
Ez főként a szénkefe nélküli motorok energiatakarékosságának és nagy hatásfokának köszönhető, amelyek lehetővé teszik a kézi elektromos szerszámok hosszabb ideig történő működését. Manapság számos nemzetközi és hazai gyártó, például a Bosch, a Dewalt, a Milwaukee, a Ryobi, a Makita stb., jelentős erőforrásokat fektetett a termékfejlesztésbe.
Jelenleg az elektromos szerszámok fejlesztése Kínában is nagyon gyors, különösen a Jiangsu és Zhejiang régióban, ahol számos elektromos szerszámgyártó koncentrálódik. Az elmúlt években a kefe nélküli motorvezérlési megoldások költsége a Jiangsu és Zhejiang régióban gyorsan csökkent, és sok gyártó árháborút indított. Állítólag egy elektromos szerszám kefe nélküli motorvezérlési megoldása mindössze 6-7 jüanba kerül, sőt egyesek csak 4-5 jüanba kerülnek.
Szivattyú
A vízszivattyúk viszonylag hagyományos iparágak, széles típus- és megoldásválasztékkal. Még az azonos teljesítményű meghajtókártyák esetében is többféle típus kapható a piacon, az árak a kevesebb mint két jüantól a negyven és ötven jüan közöttiekig terjednek.
Vízszivattyúk alkalmazásakor a háromfázisú aszinkron motorokat főként közepes és nagy teljesítményű motorokhoz használják, míg a váltakozó áramú bipoláris szivattyúkat főként kis és mikro vízszivattyúkhoz. A jelenlegi északi fűtésfelújítás jó lehetőséget kínál a szivattyúmegoldások technológiai innovációjára.
Már csak műszaki szempontból is, a kefe nélküli motorok alkalmasabbak szivattyúk területén történő alkalmazásra, mivel bizonyos előnyökkel rendelkeznek a térfogat, a teljesítménysűrűség és még a költség tekintetében is.
Személyes egészségügyi ellátás
A személyes egészségügyi ellátás tekintetében két reprezentatív termék létezik, az egyik a Dyson népszerű internetes terméke, a légcsatorna, a másik pedig a fascia pisztoly.
Amióta a Dyson piacra dobta a nagy sebességű digitális motorokat használó légcsatorna-termékét, az a teljes légcsatorna-piacot fellendítette.
A Jingfeng Mingyuan Qian Zhicun korábbi bemutatkozása szerint jelenleg három fő irányvonal létezik a hazai szélcsatorna-sémák terén: az egyik a Dyson-alapú, ultragyors, kefe nélküli motorsémát használ, amelynek általános sebessége körülbelül 100 000 fordulat/perc, a legmagasabb pedig 160 000 fordulat/perc; a második lehetőség az U-motor lecserélése, amelynek sebessége hasonló az U-motoréhoz, de előnye a könnyű súly és a magas légnyomás; a harmadik a külső rotoros nagyfeszültségű séma, amelyben a motor főként a Nedic-sémát utánozza.
Jelenleg a hazai utánzattermékeket nem egyszerűen másolják a múltban, hanem alapvetően elérték a szabadalmak elkerülését és bizonyos újításokat hajtottak végre.
Az utóbbi években megnőtt a fasciapisztolyok szállítási mennyisége. Állítólag az edzőtermi edzők és a sportrajongók ma már fasciapisztolyokkal vannak felszerelve. A fasciapisztoly a rezgés mechanikai elveit használja fel a rezgés mély fasciaizmokhoz való továbbítására, elérve a fascia ellazítását és az izomfeszültség csökkentését. Vannak, akik edzés után relaxációs eszközként használják a fasciapisztolyt.
Azonban a fasciapisztolyban is nagyon mély a víz. Bár a megjelenése hasonló, az árak 100 jüan és 3000 jüan között mozognak. A fasciapisztolyban használt BLDC motorvezérlő meghajtókártya piaci ára mostanra 8 x jüanra esett, sőt, egy körülbelül 6 jüanos vezérlőkártya is megjelent. A fasciapisztoly ára gyorsan csökkent.
Állítólag egy autógyártó cég csőd szélén állt, de egy fasciális pisztoly segítségével azonnal életre kelt. És igencsak tápláló volt.
Természetesen e két termék mellett a kefe nélküli motorok felé is trend mutatkozik olyan termékekben, mint a fiúknak szánt borotvák és a lányoknak szánt szépségápolási gépek.
Következtetés
Összességében a BLDC motorok még gyerekcipőben járnak, és alkalmazásuk most virágzik. Az itt említetteken kívül számos más robot is létezik, például szervizrobotok, AGV-k, seprőrobotok, faltörők, olajsütők, mosogatógépek és így tovább. Valójában életünkben számos olyan terület van, ahol elektromos motorokat használunk, és a jövőben még számos alkalmazás vár felfedezésre.
Közzététel ideje: 2023. július 15.
