隨著全球工業(yè)自動化、智能化和人們生活水平的提高,，電機在汽車、家用電器,、電子音像、信息處理設備,，以及工業(yè)自動化等領域的應用將越來越廣泛,。
據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達國家每個家庭平均擁有的電機數(shù)量是 80 到 130 臺,，而我國大城市家庭平均擁有的電機數(shù)量大約在 20 到 40 臺之間,，目前還遠低于發(fā)達國家的平均水平，因此,，國內(nèi)的電機產(chǎn)業(yè)還有很大的發(fā)展空間,。
相對于電機 200 多年的歷史，BLDC 電機其實是相對來說比較年輕的,，從發(fā)展至今也就 50 多年的歷史,。但是隨著半導體技術的發(fā)展,，MCU 和驅(qū)動組件的普及，使得 BLDC 電機的總體成本降低了很多,，因此,，這幾年 BLDC 電機得到了發(fā)展，其總體成長率也高于電機的成長率,。
圖 1：BLDC 電機市場規(guī)模預測,。
預計未來幾年 BLDC 電機的年復合增長率將會是 6.5%左右。據(jù)統(tǒng)計,，2019 年 BLDC 的市場規(guī)模約為 163 億美元,，預計到 2024 年將會達到 224.4 億美元左右。
市場規(guī)模擺在那里,，那具體應用又有哪些呢,？最近,，在<電子發(fā)燒友網(wǎng)>舉辦的第三屆 2020 年無刷直流電機控制技術研討會上,，其行業(yè)分析師程文智分享了“BLDC 電機的十大潛力應用市場分析”報告。在他看來,，未來 BLDC 電機使用量比較大的應用市場主要有汽車,、5G、無人機 / 水下機器人,、電踏車 / 電動車,、工業(yè)機器人、風機,、壓縮機,、電動工具、泵類和個人保健護理等,。
一,、汽車應用市場
隨著新能源汽車的崛起、智能駕駛的滲透,，以及車聯(lián)網(wǎng)的應用試點,，汽車電子化的趨勢越來越明顯。
未來汽車中,，除了驅(qū)動電機外,，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子懸架系統(tǒng),、汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng),、汽車巡航控制系統(tǒng)、ABS,、車身系統(tǒng)（車窗,、門鎖,、座椅、后視鏡,、雨刷,、天窗等）都將會大量使用到電機。
一般來說,，經(jīng)濟型燃油車會配備 10 個左右的電機,，普通的汽車會配備 20 到 30 臺電機，而豪華型汽車則會配備 60 到 70 臺,，甚至上百臺電機,，而新能源汽車一般需要 130 到 200 臺電機。
圖 2：汽車內(nèi)使用的電機數(shù)量,。
隨著人們對汽車使用性能的日益注重,，特別是對汽車舒適性、安全性,、燃油經(jīng)濟性,，以及環(huán)境保護等要求越來越高，汽車上的電子控制裝置和用電設備相應增加,，各種電動裝置的使用,，使得汽車電機的裝備數(shù)量上升。
新能源汽車是這幾年的發(fā)展趨勢,，現(xiàn)在全球政策都同時在推進新能源汽車發(fā)展,。歐美等發(fā)達國家積極布局新能源汽車市場，通過各種補貼優(yōu)惠政策和法案,，推動新能源汽車的發(fā)展,，促進傳統(tǒng)燃油車到電動汽車的轉(zhuǎn)變。
國內(nèi) 2019 年 7 月之后,，由于補貼大幅退坡,，增速有所下滑，但隨著 2020 年各大車企的新能源車型不斷推出,，特別是 TESLA Model3,，大眾 ID.3 等車型的上市，行業(yè)有望由補貼驅(qū)動轉(zhuǎn)向需求驅(qū)動,，進入第二個快速增長期,。
二、5G
2020 年時中國 5G 發(fā)展的關鍵之年,，雖然受疫情影響,，第一季度 5G 建設出現(xiàn)遲滯，但中國移動表示，力爭 2020 年底,，5G 基站數(shù)達到 30 萬的目標不變,，中國電信也將與中國聯(lián)通力爭在三季度完成新增共建 5G 基站 25 萬站，追回受疫情影響,。加上中國廣電計劃籌建的 5 萬座基站,，中國在今年將要建設 60 萬座基站。
圖 3：四大運營商 2020 年計劃建設的 5G 基站數(shù)量,。
在 5G 基站中,，需要用到電機的地方也不少，首先是基站天線,。目前 5G 基站天線應用配套的含齒輪箱組件的控制電機產(chǎn)品,，包括步進電機和無刷電機兩種方案，每面電調(diào)天線配套使用一臺加齒輪箱的控制電機,。
一般情況下,，普通的通訊基站需要配置約 3 面天線，4G 基站需要配置 4 到 6 面天線,，5G 基站的數(shù)量和天線數(shù)量將會進一步增加,。
除了基站天線，基站中的冷卻系統(tǒng)也需要用到電機產(chǎn)品,。比如散熱風扇,、空調(diào)壓縮機等等,。
三,、無人機 / 水下無人機
無人機幾年前就已經(jīng)很火了，但并不是所有的無人機都是使用無刷電機的?，F(xiàn)在很多無人機都在向無刷電機轉(zhuǎn)換,，以獲得更長輕的機身，更長的續(xù)航時間,。
據(jù) Droneii 報告,，2018 年，全球無人機市場規(guī)模為 141 億美元,，預計到 2024 年,，全球無人機市場規(guī)模將達到 431 億美元，其中增速最快的是亞洲和北美地區(qū),。復合增長率為 20.5
根據(jù)民航局“民用無人機使命登記信息系統(tǒng)”統(tǒng)計,，截至 2018 年底，中國共有 28.5 萬架無人機注冊,，到 2019 年底,，共有注冊無人機超過 39.2 萬架，無人機商業(yè)飛行 125 萬小時。
特別是在今年年初的疫情期間,，無人機發(fā)揮了很大作用,，比如它在醫(yī)院和疾控中心間穿梭，實施疫情防控急救藥品和標本的自動化轉(zhuǎn)運,；在公路上盤旋,，代替人工進行空中指揮的工作；化身消毒神器,，在全國各地廣大農(nóng)村乃至城區(qū)完成防疫消殺工作,；化身宣傳小能手，隔空喊話宣傳勸導,，讓人們好好宅在家里等等,。
也正式由于疫情的影響，無接觸配送再次被推上風口浪尖,。國內(nèi),，民航局在去年就開展了無人機物流配送服務試點。由于疫情的影響,，國內(nèi)的推進速度應該會加快,；國外，物流巨頭 UPS 與德國無人機制造商 Wingcopter 聯(lián)手,，將新型垂直起降無人機帶入貨運行業(yè),，以運送包裹。
還有一個我們不太熟悉的水下無人機,，也開始慢慢起量,。記得我在 2017 年采訪的一家水下無人機企業(yè)，當時他們剛好量產(chǎn),，通過眾籌的出貨也就幾百來臺,，現(xiàn)在已經(jīng)年出貨量幾萬臺了。
四,、電踏車 / 電動車
電踏車既保留了原始騎行體驗,，又提供了智能化輔助動力。它是一種介于自行車與傳統(tǒng)電動車之間的交通工具,，電踏車主要通過傳感器根據(jù)騎行信號提供相應動力輔助,，減少騎行者出力，讓用戶騎行更加輕松,。與自行車相比,，電踏車增加了電機、電池,、傳感器,、控制器、儀表等，使得騎行體驗更加豐富,。與傳統(tǒng)電動車相比,，電踏車不是通過手的轉(zhuǎn)握來控制車速，而是通過傳感器捕捉騎行的信號,，進而理解騎行者的騎行意圖,，提供相應的動力輔助，使得騎行更加智能,。
圖 4：自行車,、電踏車和傳統(tǒng)電動車對比。
國內(nèi)的電踏車售價在 2000 到 10000 元不等,。歐洲的輪轂電機電踏車售價在 500 到 1700 歐元之間,，中置電機電踏車售價在 2300 到 3300 歐元之間。電踏車的售價遠高于自行車和電動車,。
電機是電踏車電氣系統(tǒng)的核心部件,。由于電機小型化、輕量化,、運行效率及外觀可靠性直接決定了電踏車的性能,，因此電機企業(yè)一般要根據(jù)電踏車的需求對電機進行定制化開發(fā)。電機占電踏車成本的 10%~30%,。
歐洲對電踏車的需求旺盛,。根據(jù)歐洲自行車行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2006 年到 2018 年,，歐洲市場電踏車銷量從 9.8 萬輛,，增長到了 250 萬輛。年均復合增長率達到 31%,。
日本市場也在穩(wěn)步增長中,。日本是最早研發(fā),、生產(chǎn)和銷售電踏車的國家,，在 1980 年代就成功開發(fā)出了第一代電踏車，但由于日本多為丘陵地形,，道路崎嶇不平,，老齡化嚴重，電踏車成為了必要的選擇,。
國內(nèi)市場處于起步階段,。未來成長空間可觀。目前摩拜,、小米,、哈羅出行，倍速出行，永久等企業(yè)開始在國內(nèi)嘗試推廣電踏車,。
五,、工業(yè)機器人
工業(yè)機器人在國內(nèi)主要是替代市場，其空間相當廣闊,。雖然中國是全球第一大工業(yè)機器人應用市場,，但在工業(yè)機器人領域，全球知名生產(chǎn)廠商主要集中在以美,、日,、德國等為代表的發(fā)達國家，如瑞典 ABB,、日本發(fā)那科,、安川電機，以及德國庫卡為代表的四大家族,。
圖 5：工業(yè)機器人銷量,。（數(shù)據(jù)來源：國際機器人聯(lián)合會）
根據(jù)國際機器人聯(lián)合會的數(shù)據(jù)，2018 年全球工業(yè)機器人銷量為 42.2 萬套,，其中中國區(qū)的銷量是 15.4 萬套,，占比 36.5%。另外,，根據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)可以看出,，中國工業(yè)機器人的產(chǎn)量也在逐漸增加，從 2015 年的 3.3 萬套左右,，增長到了 2018 年的 18.7 萬套,。增長速度迅猛。
不僅如此,，隨著近年來政府不斷推出產(chǎn)業(yè)支持,，國內(nèi)企業(yè)的不斷突圍，國內(nèi)工業(yè)機器人國產(chǎn)化率不斷提高,。2018 年上半年,，機器人本體銷售國產(chǎn)占比由 2015 年的 19.42%，上升到了 28.48,。與此同時,，我國工業(yè)機器人的整體銷量也保持增長。
六,、風機
風機包括：風扇,、油煙機、吹風機,、風簾機,、暖通空調(diào)風機等等,。主要的下游制造商有美的、艾美特,、格力,、先鋒、華帝,、老板等等,。
從家用風扇來看，這一塊是非常大的市場,，中國家用風扇的產(chǎn)量是非常大的,，根據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)，2018 年,，我國家用風扇的產(chǎn)量是 1.8 億臺,，2017 年沒有 12 月的數(shù)據(jù)，但 11 個月的數(shù)據(jù)是 1.6 億臺,，2016 年是 1.6 億臺,，估計 2019 年有 1.9 億臺左右。
圖 6：中國家用風扇產(chǎn)量,。（數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局）
目前國內(nèi)主流的小家電廠商,，比如美的、先鋒,、日彩,、艾美特等等，基本上都有采用無刷電機的產(chǎn)品面市,。其中艾美特的數(shù)量最大,，小米的成本最低。
隨著小米等一些跨界廠商的進入,，家用風扇領域的無刷電機轉(zhuǎn)換率開始加快?，F(xiàn)在，在家用風扇領域,，國內(nèi)無刷電機廠商已經(jīng)有一席之地了,。
除了家用風扇，還有設備散熱風扇,，設備扇熱風扇其實在多年以前就開始向無刷電機開始轉(zhuǎn)換,。在這個領域有一個標桿企業(yè)，那就是依必安派特（EBM）,，該公司的風機和電機產(chǎn)品廣泛應用在了通風、空調(diào),、制冷,、家電,、供暖和汽車等多個行業(yè)。
目前,，國內(nèi)有不少公司在做與 EBM 類似的無刷散熱風扇,，而且已經(jīng)搶占了不少 EBM 的市場。
特別是國內(nèi)充電樁的興起,，國內(nèi)廠商的機會應該很大?，F(xiàn)在國家還將充電樁列入了“新基建”項目，今年應該會有更大的發(fā)展,。
還有冰柜冷卻風機,，由于行業(yè)標準和國家能效標準的影響，冰柜冷卻風機開始轉(zhuǎn)向 BLDC 電機,，而且轉(zhuǎn)換速度相對較快,，產(chǎn)品數(shù)量比較大。預計在 2022 年之前,，60%的冰柜冷卻機將會換成變頻電機,。目前冰柜冷卻機方面的國內(nèi)配套廠商主要集中在長三角和珠三角地區(qū)。
風機方面,，還有抽油煙機,，它是廚房電器的重要組成部分。不過由于成本原因,，抽油煙機的無刷化轉(zhuǎn)換率還不高,。目前變頻的方案大約是 150 元左右，但非無刷電機方案基本百元內(nèi)就能搞定,，低成本的甚至只需要 30 元左右,。
還有新風機和空氣凈化器很多也是采用無刷電機方案來做的。目前市面上的產(chǎn)品,，小型的一般采用 Nedic 的外轉(zhuǎn)子電機,，大型的空氣凈化器一般都是采用 EBM 的風機。
此外,，還有一個這兩年開始起量的空氣循環(huán)扇,，目前價值量還算高，一般成品都是要七八百一臺,，貴一點的兩三千的也有,。
七、壓縮機
由于冰箱壓縮機的轉(zhuǎn)速決定了冰箱內(nèi)部的溫度,，而變頻冰箱壓縮機的轉(zhuǎn)速可根據(jù)溫度來發(fā)生改變,，從而可以讓冰箱根據(jù)當前的溫度情況做出調(diào)整，讓冰箱內(nèi)的溫度更好地保持恒定,。這樣,，食物的保鮮效果將更好,。變頻冰箱壓縮機大都選擇 BLDC 電機，因此工作的時候效率更高,，噪聲更小,，而且使用壽命更高。
圖 7：中國冰箱和變頻冰箱銷量情況,。（數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局）
這一領域以前是日,、韓、臺系廠商的產(chǎn)品為主,，但 2010 年之后,，國內(nèi)廠商的起步很快，據(jù)說上海有一家廠商的年出貨量已經(jīng)接近 3000 萬臺左右了,。
隨著國內(nèi)半導體廠商的進步,，不論是主控 MCU 廠商，預驅(qū) Gate Driver,，還是功率 MOSFET,，國內(nèi)廠商基本都能提供了。
還有就是空調(diào)壓縮機,，目前變頻空調(diào)已經(jīng)基本上深入人心,，空調(diào)變頻化已經(jīng)是大勢所趨。國內(nèi)空調(diào)的產(chǎn)量也是相當大的,。根據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計,，2018 年空調(diào)用電機的產(chǎn)量是 3.6 億臺，空調(diào)用 BLDC 電機的產(chǎn)量為 9600 萬臺左右,。而且,，空調(diào)用 BLDC 電機的產(chǎn)量基本上每年都在上升。
八,、電動工具
電動工具是應用最為廣泛的五金機電產(chǎn)品之一,。因其結(jié)構(gòu)輕盈、攜帶使用方便,、出產(chǎn)效率高,，能耗低等特點，廣泛應用在建筑,、裝飾裝潢,、木業(yè)加工、金屬加工,，以及其他制造業(yè)等各應用行業(yè)的鉆,、切、磨等加工環(huán)節(jié),。
隨著技術的不斷發(fā)展,，以及 DIY 觀念逐漸被人們接受,，電動工具的應用范圍也在不斷擴展,，許多傳統(tǒng)手動工具作業(yè)的領域開始更多地被電動工具所取代,，電動工具也正在從產(chǎn)業(yè)應用拓展到家庭生活當中。電動工具的需求量正在逐年增加,。
電動工具的無刷化其實很早就開始了,，在 2010 年時，國外有些品牌就推出了采用無刷電機的電動工具了,。隨著鋰電池技術的成熟,，價格越來越親民，手持工具的量級在逐年增加,，現(xiàn)在可與插電式的工具平分秋色,。
據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)電扳手基本上已經(jīng)實現(xiàn)了無刷化,，電鉆類,、高壓型，以及園林類工具還沒有完全無刷化,，不過也轉(zhuǎn)換過程中,。
這主要是由于無刷電機的節(jié)能和高效率，讓手持式電動工具可以運行更長時間?，F(xiàn)在很多國際廠商和國內(nèi)廠商都投入很多資源進行產(chǎn)品開發(fā),，比如 Bosch、Dewalt,、Milwaukee,、Ryobi、Makita 等,。
目前國內(nèi)的電動工具發(fā)展也很迅速,，特別是在江浙一帶，集中很多電動工具廠商,。最近幾年江浙一帶的無刷電機控制方案成本下降很快,，不少廠商已經(jīng)發(fā)動了價格戰(zhàn)，據(jù)說一個電動工具的無刷電機控制方案也就 6,、7 元左右,，有的甚至只需要 4、5 元,。
九,、泵類
水泵是一個比較傳統(tǒng)的行業(yè)，其種類繁多,，方案類型也多種多樣,。就算是相同功率的驅(qū)動板,，目前市面上就有多種，價格從不到兩元的,，到四,、五十元不等。
在水泵應用中,，中大型功率多以三相異步電機為主,，小微型水泵以 AC 兩極泵為主。現(xiàn)在北方取暖改造對于泵類方案的技術創(chuàng)新是一個好機會,。
如果只從技術的角度來說,，無刷電機是比較適合在泵類領域應用的，其體積,、功率密度,，甚至成本都有一定的優(yōu)勢。
十,、個人保健護理
在個人保健護理方面,，有兩個比較有代表性的產(chǎn)品，一是戴森的網(wǎng)紅產(chǎn)品風筒,，另一個是筋膜槍,。
自從 Dyson 推出了采用高速數(shù)碼電機的風筒產(chǎn)品后，帶火了整個風筒市場,。
根據(jù)以前晶豐明源的錢志存的介紹,，目前國內(nèi)的風筒方案主要有三個方向：一是以 Dyson 為標桿的，采用超高速無刷電機的方案,，轉(zhuǎn)速一般是 10 萬轉(zhuǎn)左右,，最高的有 16 萬轉(zhuǎn)每分鐘；二是 U 馬達取代方案,，轉(zhuǎn)速與 U 馬達類似,，其優(yōu)勢是重量輕，風壓大,；三是外轉(zhuǎn)子高壓方案,，其電機主要是仿制 Nedic 的方案。
目前國內(nèi)的仿制產(chǎn)品,，不是以前單純的抄了,，基本上都做到了專利規(guī)避，并且做了一定的創(chuàng)新,。
筋膜槍的出貨量近年來開始井噴,。據(jù)說現(xiàn)在健身房教練和運動愛好者都配備了筋膜槍。筋膜槍是利用了震動的力學原理，通過筋膜槍將震動傳遞到深層的筋膜肌肉,，達到放松筋膜的作用,，降低肌肉張力。有人將筋膜槍當作是運動后的放松神器,。
不過現(xiàn)在筋膜槍的水也很深,，雖然外形看起來都差不多，但價格從 100 多元的到 3000 多元的都有?，F(xiàn)在筋膜槍使用的 BLDC 電機控制驅(qū)動板的市場售價已經(jīng)下降到了 8.x 元,，甚至還出現(xiàn)了 6 元左右的控制驅(qū)動板,。使得筋膜槍的價格迅速下降了,。
據(jù)說有家電機廠商，本來快要倒閉了的,，但靠筋膜槍一個產(chǎn)品,，立馬起死回生了。而且還過得相當滋潤了,。
當然,，除了這兩個產(chǎn)品，還有男生用的剃須刀,，女生有的美容儀等產(chǎn)品也都有向無刷電機轉(zhuǎn)換的趨勢,。
結(jié)語
總的來說，BLDC 電機還處于起步階段,，應用現(xiàn)在也是百花齊放,。除了我這里講到的一些，還有很多,，比如服務機器人,，AGV，掃地機器人,、破壁機,、炒菜機、洗碗機等等都有它的身影,，其實,，我們生活中用到電機的地方很多，未來還有很多應用等待我們?nèi)ネ诰颉?/p>