世界的な産業オートメーション化、インテリジェンス化、人々の生活水準の向上に伴い、自動車、家電、電子オーディオ・ビデオ、情報処理機器、産業オートメーションなどの分野でモーターの応用はますます広がっていくでしょう。
統計によると、先進国の各家庭が所有する電気モーターの平均数は80～130個であるのに対し、中国の大都市の家庭が所有する電気モーターの平均数は約20～40個であり、依然として平均を大きく下回っています。先進国レベル。したがって、国内の電動機産業にはまだ大きな発展の余地があります。
200年以上の歴史を持つモーターと比べ、BLDCモーター実は開発の歴史は比較的新しく、開発されてから50年以上の歴史があります。しかし、半導体技術の発展とMCUやドライバコンポーネントの普及により、全体的なコストは大幅に上昇しました。BLDCモーター大幅に削減されました。そこで近年、BLDCモーターが発展しており、全体の成長率もモーターよりも高いです。
図 1: BLDC モーター市場規模の予測
年間複利成長率は、BLDCモーター今後数年間で約6.5％になるだろう。統計によると、2019年のBLDC市場規模は約163億ドルで、2024年までに約224億4,000万ドルに達すると予想されています。
市場規模はどこにあるのでしょうか？具体的な用途は何ですか?
車載アプリケーション市場
新エネルギー車の台頭、インテリジェント運転の浸透、Vehicle-to-everythingの試験的適用により、自動車の電子化の傾向はますます明白になってきています。
将来の自動車では、駆動モーターに加えて、電動パワーステアリングシステム、電子サスペンションシステム、スタビリティコントロールシステム、クルーズコントロールシステム、ABS、ボディシステム（窓、ドアロック、シート、バックミラー、ワイパー、サンルーフなど） .) はすべて電気モーターで頻繁に使用されます。
一般的に、経済燃料車には約 10 個のモーターが搭載され、普通車には 20 ～ 30 個のモーターが搭載され、高級車には 60 ～ 70 個、場合によっては数百個のモーターが搭載されますが、新エネルギー車には一般に 130 ～ 200 個のモーターが必要です。モーター。
図 2: 自動車に使用されるモーターの数
自動車の性能、特に快適性、安全性、燃費、環境保護への要求が高まるにつれ、自動車に搭載される電子制御装置や電装品の数も増加しています。さまざまな電気機器の使用により、自動車に搭載されるモーター機器の数が増加しています。
近年、新エネルギー車の開発がトレンドとなっており、世界的な政策も同時に新エネルギー車の開発を推進しています。ヨーロッパやアメリカなどの先進国は、新エネルギー車市場を積極的にレイアウトし、さまざまな補助金や優遇政策、法律を通じて新エネルギー車の開発を促進し、従来の燃料車から電気自動車への転換を推進しています。
中国では2019年7月以降、補助金の大幅な減少により成長率が低下した。しかし、2020年には大手自動車企業による新エネルギーモデルの継続的な導入、特にTESLAモデル3、フォルクスワーゲンIDの発売が見られました。3 などのモデルの導入により、業界は補助金主導から需要主導へ移行し、第二次高度成長期を迎えると予想されます。
5G
2020年は中国における5Gの発展にとって重要な年でした。疫病の影響により第1四半期の5G建設に遅れはあったものの、チャイナモバイルは2020年末までに5G基地局を30万局に到達するという目標に変更はないと述べた。チャイナテレコムとチャイナユニコムはまた、疫病の影響を回復するために、第3四半期中に25万の新しい5G基地局の建設を完了するよう努める予定だ。中国広電テレビが計画している5万の基地局に加え、中国は今年60万の基地局を建設する予定だ。
図3：2020年に大手事業者4社が建設予定の5G基地局数
5G 基地局では、モーターが必要な場所も数多くありますが、まず第一に基地局のアンテナです。現在、5G 基地局アンテナには、ステッピング モーターとブラシレス モーターの 2 つのオプションを含む、ギアボックス コンポーネントを含む制御モーター製品が装備されています。電気的に調整可能な各アンテナには、ギアボックス付きの制御モーターが装備されています。
一般に、通常の通信基地局では3本程度のアンテナ、4G基地局では4～6本のアンテナが必要となり、5Gでは基地局とアンテナの数はさらに増加します。
基地局アンテナに加えて、基地局内の冷却システムにはモーター製品も必要です。パソコンのファン、エアコンのコンプレッサーなど。
ドローン/水中ドローン
ドローンは数年前から人気がありますが、すべてのドローンがブラシレスモーターを使用しているわけではありません。現在、多くのドローンは、より長く、より軽い機体とより長い耐久性を実現するために、ブラシレスモーターに切り替えています。
Droneiiのレポートによると、2018年の世界のドローン市場規模は141億ドルで、2024年までに世界のドローン市場規模は431億ドルに達すると予想されており、最も急成長している地域はアジアと北米だという。複合成長率は 20.5 です。
民用航空局の「民間ドローンミッション登録情報システム」によると、2018年末時点で中国には28万5000機のドローンが登録されている。2019年末までに、登録されたドローンは39万2000機を超え、ドローンの商業飛行時間は125万時間を超えた。
特に今年初めの感染症流行中、ドローンは病院と疾病管理センター間の往復、感染症の予防・管理のための緊急薬や検体の自動輸送の実装など、重要な役割を果たした。高速道路を旋回して、手動の空中指揮作業を置き換えます。アバター消毒アーティファクト、全国の農村地域および都市部でさえも完全な伝染病予防と消毒と滅菌。プロパガンダの専門家に変身し、スローガンを叫び、人々に家にいるよう説得するなど。
感染症の影響により、非接触配送が再び最前線に押し上げられています。中国では、中国民用航空局が昨年、パイロットドローンの物流・配送サービスを開始した。感染症の影響により、中国の進歩のペースは加速するはずです。海外では、物流大手UPSとドイツのUAVメーカー、ウイングコプターが提携して、荷物を輸送するために新しいVTOL UAVを貨物業界に投入した。
あまり馴染みのない水中ドローンもあり、少しずつ計測を始めています。2017年に私がインタビューした水中ドローン会社を覚えていますが、その会社はたまたま大量生産中で、クラウドファンディングで数百台しか出荷していませんでした。今では年間出荷台数は数万台に達しています。
電動スクーター/電気自動車
電動スクーターは、元の乗り心地を維持するだけでなく、インテリジェントな補助電源も提供します。自転車と従来の電気自動車の中間に位置する移動手段です。電動スクーターは主に、センサーを介した走行信号に基づいて対応する電力補助を提供し、サイクリストの出力を軽減し、ユーザーの走行を容易にします。自転車と比較して、電動スクーターにはモーター、バッテリー、センサー、コントローラー、計器などが追加されており、ライディングエクスペリエンスがより多様になっています。従来の電気自動車と比較して、電動スクーターは手を回転させることで車両の速度を制御するのではなく、センサーを通じて走行信号を捕捉することで、サイクリストの乗車意図を理解し、それに応じたパワーアシストを提供し、よりインテリジェントな走行を可能にします。 。
図 4: 自転車、電動スクーター、従来の電気自動車の比較
中国での電動スクーターの販売価格は2000元から10000元の範囲である。ヨーロッパのホイールハブ電動スクーターの価格は 500 ～ 1700 ユーロ、ミッドマウント電動スクーターの価格は 2300 ～ 3300 ユーロです。電動スクーターの価格は、自転車や電気自動車の価格よりもはるかに高価です。
モーターは電動スクーターの電気システムの中核コンポーネントです。電動スクーターの小型化、軽量化、操作効率、外観の信頼性により、電動スクーターの性能は直接決まります。したがって、自動車会社は通常、電動スクーターのニーズに応じてモーターの開発をカスタマイズする必要があります。電動モーターは電動スクーターのコストの 10% ～ 30% を占めます。
欧州では電動スクーターの需要が高い。欧州自転車産業協会のデータによると、2006年から2018年にかけて、欧州市場における電動スクーターの販売台数は9万8000台から250万台に増加した。年間複合成長率は 31% に達しました。
日本市場も着実に成長しています。日本は電動スクーターを最も早く開発、製造、販売した国です。1980年代には第一世代の電動スクーターの開発に成功した。しかし、日本の丘陵地帯、険しい道路、深刻な老朽化により、電動スクーターは必要な選択肢となっています。
国内市場はまだ初期段階にあります。将来の成長余地はかなり大きい。現在、Mobi、Xiaomi、Harrow、Double Speed、Eternal などの企業が中国で電動スクーターの普及に努め始めています。
産業用ロボット
産業用ロボットは主に中国の代替市場であり、そのスペースは非常に広大です。中国は世界最大の産業用ロボット応用市場ですが、産業用ロボットの分野では、スウェーデンのABB、日本のファナックなど、世界の有名メーカーは米国、日本、ドイツなどを代表とする先進国を中心に集中しています。 、安川電機株式会社、およびドイツのKukaを代表とする4つの家族。
図5：産業用ロボットの売上高。（データ出典：国際ロボット連盟）
国際ロボット連盟のデータによると、2018年の産業用ロボットの世界販売台数は42万2000台で、このうち中国で販売されたのは15万4000台で36.5％を占めた。また、国家統計局のデータによると、中国の産業用ロボット生産量は2015年の約3万3000台から2018年には18万7000台まで徐々に増加しており、その成長率は速い。
さらに、近年では、政府による産業支援の継続的導入や国内企業の躍進により、国産産業用ロボットの国産化率が上昇し続けている。2018年上半期、ロボット本体の販売に占める国内の割合は2015年の19.42％から28.48％に増加した。同時に、中国における産業用ロボット全体の売上高も成長を維持している。
ファン
ファンには、ファン、レンジフード、ヘアドライヤー、カーテンファン、HVAC ファンなどが含まれます。主な下流メーカーには、Midea、Emmett、Gree、Pioneer、Vantage、Boss などが含まれます。
家庭用扇風機の観点から見ると、これは非常に大きな市場であり、中国の家庭用扇風機の生産量は非常に多いです。国家統計局のデータによると、2018年の中国の家庭用扇風機の生産量は1億8000万台だった。2017年12月のデータはありませんでしたが、11か月分のデータは1億6,000万台でした。2016年には1億6,000万台でしたが、2019年には約1億9,000万台になったと推定されています。
図6: 中国における家庭用扇風機の生産。(データ出典: 国家統計局)
現在、美的、パイオニア、ニクロム、エメットなどの中国の主流の小型家電メーカーは、基本的にブラシレスモーターを搭載した製品を市場に送り出しています。その中で、Emmettが最も量が多く、Xiaomiが最もコストが低いです。
Xiaomiなどの国境を越えたメーカーの参入により、家庭用扇風機分野におけるブラシレスモーターの転換率が加速し始めている。現在、家庭用扇風機の分野では国内のブラシレスモーターメーカーが活躍しています。
家庭用ファンに加えて、機器用のコンピュータファンもあります。実際、機器ファンのサーマルファンは何年も前からブラシレスモーターに切り替わり始めました。この分野には Ebm-papst というベンチマーク企業があり、そのファンとモーター製品は換気、空調、冷凍、家電、暖房、自動車などの多くの業界で広く使用されています。
現在、中国では多くの企業がEBMと同様のブラシレスコンピュータファンを製造しており、多くのEBM市場を占有しています。
特に国内充電ステーションの台頭により、国内メーカーには大きなチャンスがあるはずだ。現在、同国は「新しいインフラ」プロジェクトに充電ステーションも含めており、今年はさらに発展するはずだ。
冷凍庫冷却ファンもあります。業界標準と国家エネルギー効率基準の影響により、冷凍庫冷却ファンは BLDC モーターに切り替わり始めており、変換速度が比較的速いため、比較的多くの製品が導入されています。2022 年までに冷凍機冷却機の 60% が可変周波数モーターに置き換えられると予想されています。現在、冷凍機冷却機の国内サポートメーカーは主に長江デルタ地域と珠江デルタ地域に集中しています。
ファンに関しては、キッチン家電の重要な部品であるレンジフードもあります。しかし、コストの面からレンジフードのブラシレス化率はまだ高くありません。現在、周波数変換スキームは約 150 元ですが、ブラシレスモーター以外のスキームは 100 元以内に完了でき、低コストのものでは 30 元程度のコストもかかります。
新しいファンや空気清浄機の多くもブラシレス モーター ソリューションを使用しています。現在、市販されている小型製品にはNedic社のアウターローターモーターが使用されており、大型の空気清浄機にはEBMファンが使用されているのが一般的です。
また、過去 2 年間から生産されている空気循環ファンがあり、現在価値は比較的高いです。通常、完成品の価格は 781 ユニットですが、2,000 ユニットから 3,000 ユニットのさらに高価な製品もあります。
コンプレッサー
冷蔵庫のコンプレッサーの速度が冷蔵庫内の温度を決定するという事実により、可変周波数冷蔵庫のコンプレッサーの速度は温度に基づいて変更できるため、冷蔵庫は現在の温度状況に基づいて調整を行い、冷蔵庫の温度をより適切に維持できます。冷蔵庫内の温度を一定に保ちます。このようにして、食品の保存効果がより良くなります。ほとんどの可変周波数冷蔵庫コンプレッサーは BLDC モーターを選択しており、動作時の効率が高く、騒音が低く、耐用年数が長くなります。
図 7: 中国における冷蔵庫と可変周波数冷蔵庫の売上高。(データ出典: 国家統計局)
この分野はかつては日本、韓国、台湾メーカーの製品が独占していましたが、2010年以降、国内メーカーが急速に参入してきました。上海のあるメーカーでは年間出荷台数が3000万台近いと言われています。
国内半導体メーカーの進歩により、マスターMCUメーカーにせよ、プリドライブゲートドライバーにせよ、パワーMOSFETにせよ、基本的には国内メーカーで提供できるようになりました。
エアコンのコンプレッサーもあります。現在、可変周波数空調は広く受け入れられており、可変周波数空調がトレンドとなっています。中国でのエアコンの生産もかなり多いです。国家統計局によると、2018年の空調用モーターの生産は3億6,000万台、空調用BLDCモーターの生産は約9,600万台だった。また、空調用BLDCモーターの生産は基本的に毎年増加しています。
電動工具
電動工具は、最も広く使用されているハードウェアおよび電気機械製品の 1 つです。軽量構造、持ち運びに便利、生産効率が高く、エネルギー消費が低いため、建設、装飾、木材加工、金属加工、その他の製造業などのさまざまな用途産業の穴あけ、切断、研削加工に広く使用されています。 。
技術の継続的な発展と DIY コンセプトの徐々にの受け入れにより、電動工具の応用範囲も拡大し続けています。従来の手動工具の操作の多くは電動工具に置き換えられ始めており、電動工具も産業用途から家庭生活まで拡大しています。電動工具の需要は年々高まっています。
ブラシレス電動工具は実はずっと前から存在していました。2010年にいくつかの海外ブランドがブラシレスモーターを使用した電動工具を発表しました。リチウムイオン電池技術の成熟により、価格も手頃になり、手持ち工具のサイズも年々大型化しています。プラグインツールを使用して均等に分割できるようになりました。
統計によると、家庭用電動レンチは基本的にブラシレス化が進んでおり、電動ドリル、高圧工具、園芸工具なども完全なブラシレス化には至っていませんが、転換が進んでいます。
これは主にブラシレスモーターの省エネと高効率によるもので、手持ち電動工具の長時間稼働が可能になります。現在、ボッシュ、デウォルト、ミルウォーキー、リョービ、マキタなど、多くの国内外のメーカーが製品開発に多大なリソースを投資しています。
現在、中国でも電動工具の発展が非常に早く、特に江蘇省と浙江省には多くの電動工具メーカーが集中しています。近年、江蘇省と浙江省のブラシレスモーター制御ソリューションのコストは急速に低下しており、多くのメーカーが価格競争を始めています。電動工具のブラシレスモーター制御ソリューションの価格はわずか6～7元程度、中には4～5元で済むものもあるといわれています。
ポンプ
ウォーターポンプは比較的伝統的な産業であり、さまざまなタイプとソリューションがあります。現在、同じ出力のドライブボードでもさまざまな種類が市販されており、価格は2元未満のものから40～50元のものまでさまざまです。
ウォーターポンプの用途では、中出力から大出力には主に三相非同期モータが使用され、小型およびマイクロウォーターポンプには主にACバイポーラポンプが使用されます。現在の北部暖房改修は、ポンプソリューションの技術革新の良い機会です。
技術的な観点からのみ考えれば、ブラシレス モーターは容積、出力密度、さらにはコストの面でも一定の利点があるため、ポンプの分野での用途に適しています。
パーソナルヘルスケア
パーソナルヘルスケアという点では、ダイソンのネット人気商品であるエアダクトと筋膜ガンの代表的な製品が2つあります。
ダイソンが高速デジタルモーターを使用したウィンドダクト製品を発売して以来、ウィンドダクト市場全体に火をつけてきました。
過去に京峰明源の銭志村氏が紹介したところによると、現在、国内風洞方式には主に 3 つの方向性があるとのこと。 1 つはダイソンをベンチマークとして、超高速ブラシレスモーター方式を使用し、一般的な速度は毎分約 100,000 回転、最高は毎分 160,000 回転です。2 番目のオプションは、U モーターを交換することです。これは、U モーターと同様の速度を持ちますが、軽量で空気圧が高いという利点があります。3 つ目は外部ローター高電圧方式で、モーターは主に Nedic の方式を模倣しています。
現在、国内の模倣品は単に過去の模倣品ではなく、基本的には特許回避を実現し、一定の革新を行っています。
近年、フェイシアガンの出荷量が急増し始めています。今ではジムのコーチやスポーツ愛好家も筋膜銃を装備していると言われています。筋膜ガンは振動の機械原理を利用して深部筋膜の筋肉に振動を伝え、筋膜をリラックスさせ、筋肉の緊張を軽減する効果を実現します。筋膜ガンを運動後のリラクゼーションツールとして使用する人もいます。
しかし、現在、筋膜銃の水深も非常に深いです。見た目は似ていますが、価格は100元以上から3000元以上まであります。筋膜銃に使用される BLDC モーター制御ドライブ ボードの市場価格は現在 8.x 元まで下がり、6 元程度の制御ドライブ ボードも登場しています。フェイシアガンの価格は急速に下落しました。
あるモーターメーカーは倒産寸前だったそうですが、筋膜ガンという製品のおかげですぐに復活したそうです。そしてかなり栄養豊富でした。
もちろん、この2製品以外にも、男子向けシェーバーや女子向け美容機器などにもブラシレスモーターが搭載される傾向にあります。
結論
全体として、BLDC モーターはまだ初期段階にあり、その用途は現在盛んになっています。ここで紹介したもの以外にも、サービスロボット、AGV、掃除ロボット、ウォールブレーカー、フライヤー、食器洗浄機など多数あります。実際、私たちの生活の中には電気モーターが使用されている場所がたくさんあり、将来的にはまだ多くの応用分野が私たちの探索を待っています。
投稿日時: 2023 年 7 月 15 日
