BLDCモーターとは何ですか?その機能は何ですか?世界的な産業オートメーション、インテリジェント化、生活水準の向上に伴い、モーターは自動車、家電製品、エレクトロニクスおよびオーディオビジュアル機器、情報処理装置、産業オートメーションの分野にわたってますます広範囲に応用されるようになるでしょう。{0}統計によれば、先進国の世帯は平均 80 ～ 130 台のモーターを所有していますが、中国の主要都市の世帯では平均 20 ～ 40 台のモーターしか所有していません。-依然として先進国平均を大幅に下回っています-。これは、中国の自動車産業の大きな成長の可能性を浮き彫りにしています。
200年を超える電動機の歴史に比べ、BLDCモータは開発の歴史が50年強と比較的若い。ただし、半導体技術の進歩と MCU および駆動コンポーネントの普及により、BLDC モーターの全体的なコストは大幅に削減されました。その結果、BLDC モーターは近年大幅な成長を遂げており、全体の成長率は従来のモーターの成長率を上回っています。
BLDC モーターの年間複合成長率 (CAGR) は、今後数年間で約 6.5% になると予測されています。統計によると、BLDC市場規模は2019年に約163億ドルで、2024年までに約224億4,000万ドルに達すると予測されています。
この市場規模を踏まえると、具体的にはどのような用途があるのでしょうか？最近、Electronic Enthusiast Network が主催した第 3 回 2020 年ブラシレス DC モータ制御技術セミナーで、業界アナリストの Cheng Wenzhi 氏が「BLDC モータの潜在的なアプリケーション市場トップ 10 の分析」と題したレポートを共有しました。同氏の見解では、将来的に BLDC モーターの使用が大きく見込まれる主なアプリケーション市場には、自動車、5G、ドローン/水中ロボット、電動自転車/電気自動車、産業用ロボット、ファン、コンプレッサー、電動工具、ポンプ、パーソナル ヘルスケアなどが含まれます。{3}
I. 自動車用途市場
新エネルギー車の台頭、インテリジェント運転の普及、車両間接続（V2X）の試験導入により、自動車の電動化への傾向はますます顕著になってきています。{0}{1}
将来の車両では、駆動モーターだけでなく、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、車両安定性制御システム、クルーズ コントロール システム、ABS、およびボディ システム (ウィンドウ、ドア ロック、シート、ミラー、ワイパー、サンルーフなど) がすべてモーターを広範囲に利用するようになるでしょう。
通常、エコノミー クラスのガソリン車には約 10 個のモータが組み込まれており、標準車には 20 ～ 30 個のモータが搭載されていますが、高級車には 60 ～ 70 個、または 100 個を超えるモータが搭載されている場合もあります。新エネルギー車には通常130～200個のモーターが必要です。
人々が車両の性能、特に快適性、安全性、燃費、環境保護の観点をますます重視するようになり、それに応じて自動車に搭載される電子制御ユニットや電気機器の数も増加しています。さまざまな電気システムの採用により、自動車用電動モーターの搭載数が増加しています。
新エネルギー車は近年の主要な開発トレンドを表しており、世界的な政策が同時にその成長を進めています。ヨーロッパや米国などの先進国は、新エネルギー車市場に積極的に参入しています。さまざまな補助金、優遇政策、法律を通じて、新エネルギー車の開発を推進し、従来の燃料車から電気自動車への移行を促進しています。{2}}
国内では補助金の大幅削減により2019年7月以降成長が鈍化した。しかし、大手自動車メーカーが 2020 年に継続的に新エネルギー モデルを発売しており、-特にテスラ モデル 3 とフォルクスワーゲン ID.3- により、業界は補助金主導の成長から需要主導の成長に移行し、急速な拡大の第 2 段階に入ろうとしています。
II. 5G
2020年は中国の5G開発にとって極めて重要な年となる。第 1 四半期はパンデミックの影響で 5G 基地局の建設に遅れが見られましたが、チャイナ モバイルは、2020 年末までに 300,{5}G 基地局の目標を達成するという決意を表明しました。また、チャイナ テレコムとチャイナ ユニコムは、パンデミックに関連した遅れを補うために、共同で第 3 四半期に 250,000 の新しい 5G 基地局の建設を完了することを目指しています。-中国放送網が計画している5万基の基地局と合わせると、中国は今年合計60万基の基地局を建設することになる。
5G 基地局では、主に基地局のアンテナなど、多くの場所でモーターが必要です。現在、5G 基地局アンテナで使用されるギアボックス アセンブリを備えた制御モーターには、ステッピング モーターとブラシレス モーターの 2 つのソリューションが含まれています。電子アンテナ コントローラー (EAC) を備えた各アンテナには、ギアボックス付きの制御モーターが 1 つ必要です。
通常、標準的な通信基地局には約 3 つのアンテナが必要です。. 4G 基地局には 4 ～ 6 本のアンテナが必要ですが、5G 基地局にはさらに多くのアンテナが搭載されます。
モーターは、基地局のアンテナ以外にも、冷却ファンや空調用コンプレッサーなど、基地局内の冷却システムにも不可欠です。
Ⅲ．ドローン / 水中ドローン
ドローンは数年前に大きな人気を博しましたが、すべてのモデルがブラシレス モーターを利用しているわけではありません。多くのドローンは現在、より軽量でコンパクトな設計と飛行時間の延長を実現するためにブラシレスモーターに移行しています。
Droneii のレポートによると、世界のドローン市場は 2018 年に 141 億ドルに達し、2024 年までに 431 億ドルに成長すると予測されており、特にアジアと北米が最も急速に成長しています。年間複合成長率 (CAGR) は 20.5% です。
中国民間航空局の「民間ドローンミッション登録情報システム」の統計によると、2018年末までに中国には28万5000台のドローンが登録されている。 2019年末までに登録ドローン数は39万2000機を超え、商用ドローン飛行は合計125万時間に達した。
特に今年初めのパンデミックでは、ドローンが重要な役割を果たしました。彼らは病院と疾病管理センターの間を往復し、流行の予防と制御のための緊急医療用品や検体の輸送を自動化した。高速道路上でホバリングし、手動の航空交通管制に代わった。消毒ツールに変わり、全国の広大な農村地域や都市部でさえも伝染病の予防と消毒のタスクを完了します。そして広報の専門家となり、人々に家にいるよう説得するメッセージを発信した。
パンデミックにより、非接触型配達も再び注目を集めるようになりました。国内では、中国民用航空局が昨年、ドローンによる物流配送の試験プログラムを開始した。パンデミックにより、この国内展開が加速する可能性が高い。国際的には、物流大手UPSがドイツのドローンメーカーWingcopterと提携し、荷物配送用の新しい垂直離着陸ドローンを貨物業界に導入した。
あまり馴染みのないカテゴリーである水中ドローンも徐々に規模が拡大しています。 2017年に水中ドローン会社にインタビューしたときのことを思い出します。当時、彼らは量産を開始したばかりで、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。現在、年間出荷数は数万個に達しています。
IV. E-自転車 / 電動自転車
電動自転車は、インテリジェントなパワーアシストを提供しながら、本格的なサイクリング体験を維持します。-従来の自転車と完全な電動自転車の間に位置するこの自転車は、主にセンサーを使用して走行信号を検出し、それに対応するパワーサポートを提供することで、ライダーの労力を軽減し、より楽な走行を実現します。-通常の自転車と比較して、電動自転車にはモーター、バッテリー、センサー、コントローラー、計器パネルが組み込まれており、乗り心地が向上します。-従来の電動自転車とは異なり、電動自転車は速度調整のために手動のスロットル制御に依存しません。-代わりに、センサーを利用してライディング信号を検出し、ライダーの意図を解釈し、対応するパワーアシストを提供することで、ライディングエクスペリエンスをよりインテリジェントにします。
国産電動自転車の価格は 2,000 ～ 10,000 元です。{0}}ヨーロッパでは、ハブ-電動自転車-の価格は 500 ～ 1,700 ユーロですが、ミッド-電動自転車-の価格は 2,300 ～ 3,300 ユーロです。電動自転車は、従来の自転車や電動自転車よりも大幅に高価です。
モーターは電動自転車の電気システムの中核コンポーネントです。{0}モーターの小型化、軽量設計、動作効率、美的信頼性が電動自転車の性能に直接影響するため、モーター メーカーは通常、特定の電動自転車の要件に合わせてカスタマイズされたモーターを開発します。-モーターは電動自転車の総コストの 10% ～ 30% を占めます。-
ヨーロッパでは電動自転車の需要が依然として堅調です。{0}欧州自転車産業協会の統計によると、ヨーロッパの電動自転車の販売台数は 2006 年の 98,000 台から 2018 年までに 250 万台に急増し、31% の年間平均成長率 (CAGR) を達成しました。{2}
日本市場も順調に成長しています。日本は電動自転車の研究、開発、製造、販売において先駆者となり、1980 年代に第一世代の発売に成功しました。-日本の起伏の多い地形、でこぼこした道路、高齢化を考慮すると、電動自転車は必要な選択肢となっています。{4}}
国内市場はまだ初期段階にあり、将来の大きな成長の可能性を秘めています。 Mobike、Xiaomi、Hello Bike、Bisu Travel、Jinyoung などの企業は現在、国内で電動自転車の宣伝を始めています。
V. 産業用ロボット
産業用ロボットの国内市場は主に代替用途に焦点を当てており、大きな成長の可能性を秘めています。中国は世界最大の産業用ロボット応用市場ですが、この分野で世界的に有名なメーカーは主に米国、日本、ドイツなどの先進国に集中しています。これらには、スウェーデンの ABB、日本のファナックと安川電機、ドイツの KUKA の「四大メーカー」が含まれます。
国際ロボット連盟のデータによると、2018年の世界の産業用ロボット販売台数は42万2千台に達し、そのうち中国が15万4千台で全体の36.5％を占めた。さらに、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着実に増加しており、2015年の約3万3,000台から2018年には18万7,000台まで増加しており、驚くべき成長率となっている。
さらに、近年は政府による継続的な産業支援や国内企業の着実な躍進により、国産産業用ロボットの国産化率は着実に向上しています。 2018年上半期のロボット本体販売における国内シェアは2015年の19.42％から28.48％に上昇した。同時に、中国全体の産業用ロボットの販売台数は安定した成長を維持している。
VI.ファン
ファンには、扇風機、レンジフード、ヘアドライヤー、エア カーテン マシン、HVAC ファンなどが含まれます。主要な下流メーカーには、Midea、Airmate、Gree、Pioneer、Vatti、Robam などが含まれます。
家庭用ファンセグメントは巨大な市場を代表します。中国の家庭用扇風機の生産量は膨大です。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1億8000万台に達した。2017年12月のデータは入手できないが、11か月の合計は1億6000万台だった。 2016年の生産量は1億6,000万個で、2019年には1億9,000万個と推定されています。
現在、美的、パイオニア、リサ、エアーメイトなど国内の主流小型家電メーカーはいずれもブラシレスモーターを搭載した製品を発売しています。その中で、Airmate は最大の生産量を提供しますが、Xiaomi は最も低い生産コストを誇ります。
Xiaomi のような異業種企業の参入により、家庭用扇風機分野でのブラシレス モーターの採用率が加速しています。{0}国内のブラシレスモーターメーカーは現在、この市場への足場を確保している。
家庭用ファンだけでなく、産業用冷却ファンも長年にわたってブラシレス モーターへの移行が進んでいます。この分野のベンチマーク企業は EBM- Papst です。同社のファンとモーターは、換気、空調、冷凍、家電、暖房、自動車業界で広く使用されています。
現在、多数の国内企業が EBM と同様のブラシレス冷却ファンを生産しており、すでに EBM の市場シェアのかなりの部分を獲得しています。
特に国内の充電ステーションの台頭により、国内メーカーにとってのチャンスは大きくなるはずです。政府は現在、「新しいインフラ」プロジェクトに充電ステーションを含めており、今年はさらに大きな発展が見込まれる。
冷蔵庫の冷却ファンも、業界標準と国のエネルギー効率規制により、BLDC モーターに移行しつつあります。この変化は、かなりの量の製品で比較的急速に起こっています。 2022 年までに、冷蔵庫の冷却ファンの推定 60% が可変速度モーターに置き換えられる予定です。-冷蔵庫用冷却ファンの国内サプライヤ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。
ファンの分野では、{0}キッチン家電の重要なコンポーネントであるレンジフード-も移行しつつあります。しかし、コストの制約により、レンジフードへのブラシレスモーターの採用は制限されています。現在、可変速度ソリューションの価格は約 150 元ですが、ブラシレス モーター以外のオプションは 100 元未満で実装でき、- 低コストの代替品は約 30 元で入手可能です。
多くの換気ユニットや空気清浄機もブラシレス モーター ソリューションを採用しています。現在、市場にある小型モデルは通常、Nedic の外部ローター モーターを使用しており、大型の空気清浄機は通常 EBM ファンを使用しています。
さらに、近年では空気循環ファンが注目を集め始めています。現在の価値は依然として比較的高く、完成品の価格は通常 700 ～ 800 元、高級モデルは 2000 ～ 3000 元に達します。
VII.コンプレッサー
冷蔵庫のコンプレッサーの速度は冷蔵庫の内部温度を決定するため、インバーターコンプレッサーは温度の測定値に基づいて速度を調整できます。これにより、冷蔵庫が現在の状況に適応し、内部温度をより安定して維持できるようになります。その結果、食品の保存性が大幅に向上します。ほとんどのインバーター冷蔵庫コンプレッサーは BLDC モーターを利用しているため、効率が向上し、騒音レベルが低くなり、動作中の耐用年数が長くなります。
この分野は以前は日本、韓国、台湾のメーカーが独占していましたが、2010年以降、国内メーカーが急速に台頭してきました。上海に拠点を置くあるメーカーは現在、年間 3,000 万台近くを出荷していると報告されています。{2}
国内半導体企業の発展により、国内サプライヤーは現在、メイン制御 MCU やプリドライバ ゲート ドライバからパワー MOSFET まで、{0}{1}}ほぼすべてのコンポーネントを提供できるようになりました。
もう一つの重要な分野はエアコンのコンプレッサーです。インバーターエアコンは広く普及しており、インバーター技術への傾向は否定できません。国内のエアコン生産は充実している。国家統計局によると、2018年にはエアコン用にACモーターが3億6,000万台、BLDCモーターが約9,600万台製造されました。また、エアコン用BLDCモーターの生産量は年々増加しています。
Ⅷ.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。軽量設計、可搬性、高い生産性、低エネルギー消費により、建設、装飾、木工、金属加工、その他の製造分野を含むさまざまな業界の穴あけ、切断、研削作業に欠かせません。
継続的な技術の進歩と DIY コンセプトの受け入れの拡大に伴い、電動工具の適用範囲は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わる傾向にあり、電動工具も産業用から家庭用に移行しつつあります。電動工具の需要は年々高まっています。
電動工具のブラシレスモーターへの移行はかなり早い段階から始まりました。 2010 年には、いくつかの国際ブランドがブラシレス モーターを搭載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と手頃な価格の増加により、コードレスの手持ち工具の量は年々増加しており、現在ではコード付き工具の人気に匹敵するほどになっています。
統計によると、中国ではブラシレス技術が電動レンチに主に採用されています。ただし、ドリル、高電圧工具、園芸工具は移行中ですが、まだ完全には移行していません。-
この変化は主にブラシレス モーターのエネルギー効率と高性能によって促進され、手持ち式電動工具の長時間動作が可能になります。ボッシュ、デウォルト、ミルウォーキー、リョービ、マキタなどの国内外の多く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。
国内の電動工具開発も、特に多くのメーカーが拠点を置く江蘇{0}}地域で急速に進んでいます。近年、この分野のブラシレス モーター制御ソリューションのコストは大幅に低下しました。多くのメーカーが価格競争を開始しており、報告によると、電動工具用のブラシレスモーター制御ソリューションの価格は現在約 6 ～ 7 元、中には 4 ～ 5 元という低価格のものもあります。
IX.パンプス
ウォーターポンプ業界は比較的伝統的な業界であり、多様な製品タイプとソリューションのバリエーションが特徴です。同じ電力定格のドライブ ボードであっても、市場には複数の選択肢があり、価格は 2 元未満から 40 ～ 50 元まであります。
ウォーター ポンプの用途では、中型から大型の出力ポンプは主に三相非同期モータを使用します。{{2}、超小型ポンプは主に AC 2 極ポンプを使用します。-中国北部における現在の暖房システムのアップグレードは、ポンプ ソリューションの技術革新にとって好機をもたらしています。
純粋に技術的な観点から見ると、ブラシレス モーターはポンプの用途に最適であり、サイズ、電力密度、さらにはコストの面でも利点があります。{0}
10. 個人の健康とウェルネス
パーソナルヘルスケアにおける代表的な製品は、ダイソンのウイルスヘアドライヤーとマッサージガンの2つです。
ダイソンは高速デジタル モーター ヘアドライヤーを発表して以来、ヘアドライヤー市場全体に火をつけてきました。{0}
Jingfeng Mingyuan の Qian Zhichun 氏によると、現在の家庭用ヘアドライヤー ソリューションは主に 3 つのアプローチに従っています。1 つは、通常約 100,000 RPM で動作する超高速ブラシレス モーターを搭載した Dyson のベンチマークです。最大 160,000 RPM に達するものもあります。{0}{1} 2 つ目は、U- モーターの交換アプローチです。これは、U- モーターと同様の RPM を提供しますが、軽量で空気圧が高いという利点があります。 3 番目は、外部ローターの高電圧アプローチです。-モーターは主に Nedic の設計を再現しています。
現在の国内模倣品は単なるコピー品ではなくなりました。これらは通常、特許回避を実現し、特定のイノベーションを組み込んでいます。
筋膜銃の出荷量は近年劇的に増加しています。今ではフィットネストレーナーやスポーツ愛好家が筋膜銃を持ち歩くのが一般的だと言われています。これらのデバイスは振動力学を利用して筋膜や筋肉組織の奥深くまで振動を伝達し、筋膜の弛緩を実現し、筋肉の緊張を軽減します。筋膜ガンはトレーニング後の回復に不可欠なツールであると考える人もいます。-
しかし、これらのデバイスの市場は現在、非常に競争が激しいです。デザインは似ていますが、価格は100元以上から3,000元以上までさまざまです。これらの銃に使用されているBLDCモーター制御基板の市場価格は約8元に下がり、約6元で入手できるものもある。これにより、フェイシアガンの価格は急速に下落しました。
ある家電メーカーは、倒産寸前だった企業を筋膜ガンという製品だけで瞬く間に再生させたという。今ではとても快適に育っています。
もちろん、この2製品以外にも、男性用電気シェーバーや女性用美容機器などでもブラシレスモーター採用の動きが進んでいる。
結論
全体として、BLDC モーターはまだ初期段階にありますが、その用途はすでに盛んになっています。ここで挙げた例以外にも、サービス ロボット、AGV、ロボット掃除機、ミキサー、調理器具、食器洗い機などに使用されています。実際、モーターは私たちの日常生活の数え切れないほどの側面に浸透しており、多くの将来の用途がまだ探索されていません。これで BLDC モーターの分析は終了です。お役に立てば幸いです。