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無刷直流電機(jī)市場(chǎng)悄然興起
發(fā)布時(shí)間：2024-02-02 14:00:36 瀏覽：466次
汽車BLDC電機(jī)市場(chǎng)正在悄然興起近年來，隨著汽車電子控制技術(shù)的不斷成熟，對(duì)汽車舒適性、安全性的要求也在提高，控制系統(tǒng)中用于動(dòng)作執(zhí)行及行程控制的部件-車
一、 汽車BLDC電機(jī)市場(chǎng)正在悄然興起
近年來，隨著汽車電子控制技術(shù)的不斷成熟，對(duì)汽車舒適性、安全性的要求也在提高，控制系統(tǒng)中用于動(dòng)作執(zhí)行及行程控制的部件-車用微電機(jī)的應(yīng)用越來越廣，催生了一項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用落地，而許多人可能都還沒注意到，這就是無刷直流電機(jī)（BLDC）在汽車上的廣泛應(yīng)用，其市場(chǎng)正在悄然興起，而且成長(zhǎng)迅速。
汽車控制類電機(jī)通常有有刷直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、空芯電機(jī)、無刷直流電機(jī)（BLDC）等。有刷直流電機(jī)曾廣泛應(yīng)用于多種車載系統(tǒng)，如空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)風(fēng)扇、雨刮器、電動(dòng)后視鏡和電動(dòng)車窗等，但是由于存在一些固有問題，例如電刷壽命短、EMI 性能差和功效低等等，因此目前越來越多的車輛已經(jīng)用無刷直流 ( BLDC ) 電機(jī)取代有刷直流電機(jī)。
BLDC 相較有刷直流電機(jī)具有更快的速度、更高的效率、更低的噪音和更高的運(yùn)行可靠性，但同時(shí)也需要復(fù)雜的電子控制。在電子控制技術(shù)日趨完善的今天，無刷直流電機(jī)市場(chǎng)得到了迅速擴(kuò)展，除了傳統(tǒng)車燃油泵 、冷卻水泵、HVAC 鼓風(fēng)機(jī)和電子風(fēng)扇之外，尤其在自動(dòng)駕駛及新能源汽車上，更是得到了廣泛應(yīng)用：如MCU\EMS\電池系統(tǒng)的風(fēng)冷系統(tǒng)，和水冷系統(tǒng)中的電子水泵，空調(diào)系統(tǒng)的電子壓縮機(jī)，制動(dòng)助力用的電子真空泵，以及AFS、座椅調(diào)節(jié)、和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向EPS等等。下表顯示了在典型新能源汽車中電機(jī)使用的情況。總之，凡是有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)之處都需要用到電機(jī)，而且更多地使用了無刷電機(jī)。
無刷直流電機(jī)在汽車上的應(yīng)用
二、 汽車BLDC電機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)格局
從市場(chǎng)趨勢(shì)來看，亞洲由于日本的帶領(lǐng)而發(fā)展迅速;日本和中國(guó)是亞洲無刷電機(jī)生產(chǎn)的主要國(guó)家，日本由于其技術(shù)居前，在全球多個(gè)地區(qū)和國(guó)家都布局了無刷電機(jī)的廠商，主要生產(chǎn)高端無刷電機(jī)產(chǎn)品。中國(guó)前些年由于原材料和人力資源的優(yōu)勢(shì)，無刷電機(jī)也開始迅速發(fā)展，但由于起步較晚，無刷電機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)普遍較低，所生產(chǎn)的無刷電機(jī)大多以中低端產(chǎn)品為主。隨著中國(guó)的節(jié)能電機(jī)補(bǔ)貼政策的出臺(tái)和技術(shù)的進(jìn)步，中國(guó)的無刷電機(jī)市場(chǎng)將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。
對(duì)于歐洲，由于起步較早，許多歐洲國(guó)家如德國(guó)、瑞士等掌握著無刷電機(jī)技術(shù)的核心技術(shù)，隨著全球市場(chǎng)對(duì)于高端無刷電機(jī)的需求增多，歐洲的無刷電機(jī)所占比例將會(huì)維持緩慢上升趨勢(shì)。
近年來，以博世、麥格納、大陸、德爾福等為代表的汽車零部件研發(fā)巨頭，在汽車控制電機(jī)產(chǎn)業(yè)通過研發(fā)積累了大量的成果，構(gòu)筑了這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)壁壘。但國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)出如江蘇超力、健科電子等優(yōu)秀的無刷電機(jī)研發(fā)和制造企業(yè)，自主開發(fā)成功了轉(zhuǎn)向助力無刷電機(jī)，無刷電機(jī)風(fēng)扇及電子水泵等可以與國(guó)際品牌競(jìng)爭(zhēng)的無刷電機(jī)產(chǎn)品。
根據(jù)GrandviewResearch發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，亞洲市場(chǎng)以46.94%的市場(chǎng)規(guī)模占據(jù)全球首位，其次是美國(guó)，占比21.08%。
全球BLDC電機(jī)行業(yè)市場(chǎng)地區(qū)分布（單位%）
根據(jù)市場(chǎng)公開的資料，2020年全球無刷直流電機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模為195.5億美元，樂觀的市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)未來五年，市場(chǎng)將會(huì)以13%的年復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)，而中國(guó)將以15%的年復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)，這個(gè)市場(chǎng)都非常值得期待。
三、 BLDC電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
1955 年美國(guó) 工程師提出了用晶體管換向代替機(jī)械電刷，標(biāo)志著無刷直流電動(dòng)機(jī)雛形的形成，1978 年，原西德 Mannesmann公司在漢諾威貿(mào)易博覽會(huì)上推出了方波無刷直流電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，無刷直流電機(jī)真正進(jìn)入實(shí)用階段。其后，出現(xiàn)了采用120°電角度的新型換向方式，以及無位置和無電流傳感器的新型控制方案，只需采集功率開關(guān)器件的端電壓即可完成換向控制，并且可以通過占空比來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種不同類型的單片機(jī)芯片被應(yīng)用于各種無刷直流電機(jī)的控制中，根據(jù)不同的用途，可以編寫不同的程序以達(dá)到不同的控制方式來滿足其工作要求，并可針對(duì)每一種工況，選擇最優(yōu)的控制方式。另外電機(jī)電控一體化的發(fā)展趨勢(shì)以及電機(jī)控制專用芯片的推出，大大提高了電子換向裝置的可靠性和成本的降低，使無刷電機(jī)成為目前電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的主流。
BLDC電機(jī)三相橋式驅(qū)動(dòng)器電路
隨著無刷直流電機(jī)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其發(fā)展有以下幾個(gè)方向：一是無位置傳感器控制技術(shù)，位置傳感器在無刷直流電機(jī)中的使用不僅會(huì)增加電機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，還會(huì)增加電機(jī)的成本，因此人們開發(fā)出了通過采集電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)來獲取轉(zhuǎn)子位置信息的算法，取代了位置傳感器的作用。二是無刷直流電機(jī)控制器的研究，其主流方向是將智能控制和 PID 控制算法結(jié)合起來，形成新型控制算法，包括模糊控制、基于遺傳算法的控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制等。三是驅(qū)動(dòng)電路的ＭＯＳＦＥＴ管有被碳化硅器件替代的趨勢(shì)。在構(gòu)成方面趨于電機(jī)控制單元（MCU）+電機(jī)集成為動(dòng)力包（PowerPack）的系統(tǒng)方案。另外針對(duì)自動(dòng)駕駛以及電動(dòng)智能車的功能安全保障，具有故障失效安全的冗余雙繞組電機(jī)的開發(fā)也在研發(fā)試制階段，引領(lǐng)行業(yè)潮流。
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