近年來(lái)，隨著(zhù)汽車(chē)電子控制技術(shù)的不斷成熟，對汽車(chē)舒適性、安全性的要求也在提高，控制系統中用于動(dòng)作執行及行程控制的部件-車(chē)用微電機的應用越來(lái)越廣，催生了一項技術(shù)的應用落地，而許多人可能都還沒(méi)注意到，這就是無(wú)刷直流電機（BLDC）在汽車(chē)上的廣泛應用，其市場(chǎng)正在悄然興起，而且成長(cháng)迅速。
汽車(chē)控制類(lèi)電機通常有有刷直流電機、步進(jìn)電機、空芯電機、無(wú)刷直流電機（BLDC）等。有刷直流電機曾廣泛應用于多種車(chē)載系統，如空調鼓風(fēng)機、電動(dòng)風(fēng)扇、雨刮器、電動(dòng)后視鏡和電動(dòng)車(chē)窗等，但是由于存在一些固有問(wèn)題，例如電刷壽命短、EMI 性能差和功效低等等，因此目前越來(lái)越多的車(chē)輛已經(jīng)用無(wú)刷直流 ( BLDC ) 電機取代有刷直流電機。
BLDC 相較有刷直流電機具有更快的速度、更高的效率、更低的噪音和更高的運行可靠性，但同時(shí)也需要復雜的電子控制。在電子控制技術(shù)日趨完善的今天，無(wú)刷直流電機市場(chǎng)得到了迅速擴展，除了傳統車(chē)燃油泵 、冷卻水泵、HVAC 鼓風(fēng)機和電子風(fēng)扇之外，尤其在自動(dòng)駕駛及新能源汽車(chē)上，更是得到了廣泛應用：如MCU\EMS\電池系統的風(fēng)冷系統，和水冷系統中的電子水泵，空調系統的電子壓縮機，制動(dòng)助力用的電子真空泵，以及AFS、座椅調節、和電動(dòng)助力轉向EPS等等。![]()
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下表顯示了在典型新能源汽車(chē)中電機使用的情況�？傊�，凡是有驅動(dòng)機構運動(dòng)之處都需要用到電機，而且更多地使用了無(wú)刷電機。
無(wú)刷直流電機在汽車(chē)上的應用
二、 汽車(chē)BLDC電機的競爭格局
從市場(chǎng)趨勢來(lái)看，亞洲由于日本的帶領(lǐng)而發(fā)展迅速;日本和中國是亞洲無(wú)刷電機生產(chǎn)的主要國家，日本由于其技術(shù)居前，在全球多個(gè)地區和國家都布局了無(wú)刷電機的廠(chǎng)商，主要生產(chǎn)高端無(wú)刷電機產(chǎn)品。中國前些年由于原材料和人力資源的優(yōu)勢，無(wú)刷電機也開(kāi)始迅速發(fā)展，但由于起步較晚，無(wú)刷電機技術(shù)基礎普遍較低，所生產(chǎn)的無(wú)刷電機大多以中低端產(chǎn)品為主。隨著(zhù)中國的節能電機補貼政策的出臺和技術(shù)的進(jìn)步，中國的無(wú)刷電機市場(chǎng)將會(huì )進(jìn)一步擴大。
對于歐洲，由于起步較早，許多歐洲國家如德國、瑞士等掌握著(zhù)無(wú)刷電機技術(shù)的核心技術(shù)，隨著(zhù)全球市場(chǎng)對于高端無(wú)刷電機的需求增多，歐洲的無(wú)刷電機所占比例將會(huì )維持緩慢上升趨勢。
近年來(lái)，以博世、麥格納、大陸、德?tīng)柛５葹榇淼钠?chē)零部件研發(fā)巨頭，在汽車(chē)控制電機產(chǎn)業(yè)通過(guò)研發(fā)積累了大量的成果，構筑了這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)壁壘。但國內也涌現出如江蘇超力、健科電子等優(yōu)秀的無(wú)刷電機研發(fā)和制造企業(yè)，自主開(kāi)發(fā)成功了轉向助力無(wú)刷電機，無(wú)刷電機風(fēng)扇及電子水泵等可以與國際品牌競爭的無(wú)刷電機產(chǎn)品。
根據GrandviewResearch發(fā)布的數據顯示，亞洲市場(chǎng)以46.94%的市場(chǎng)規模占據全球首位，其次是美國，占比21.08%。
全球BLDC電機行業(yè)市場(chǎng)地區分布（單位%）
根據市場(chǎng)公開(kāi)的資料，2020年全球無(wú)刷直流電機的市場(chǎng)規模為195.5億美元，樂(lè )觀(guān)的市場(chǎng)研究機構預計未來(lái)五年，市場(chǎng)將會(huì )以13%的年復合增長(cháng)率持續增長(cháng)，而中國將以15%的年復合增長(cháng)率持續增長(cháng)，這個(gè)市場(chǎng)都非常值得期待。
三、 BLDC電機的發(fā)展趨勢
1955 年美國 工程師提出了用晶體管換向代替機械電刷，標志著(zhù)無(wú)刷直流電動(dòng)機雛形的形成，1978 年，原西德 Mannesmann公司在漢諾威貿易博覽會(huì )上推出了方波無(wú)刷直流電動(dòng)機及其驅動(dòng)控制系統，無(wú)刷直流電機真正進(jìn)入實(shí)用階段。其后，出現了采用120°電角度的新型換向方式，以及無(wú)位置和無(wú)電流傳感器的新型控制方案，只需采集功率開(kāi)關(guān)器件的端電壓即可完成換向控制，并且可以通過(guò)占空比來(lái)控制電機的轉速。隨著(zhù)單片機技術(shù)的發(fā)展，各種不同類(lèi)型的單片機芯片被應用于各種無(wú)刷直流電機的控制中，根據不同的用途，可以編寫(xiě)不同的程序以達到不同的控制方式來(lái)滿(mǎn)足其工作要求，并可針對每一種工況，選擇最優(yōu)的控制方式。另外電機電控一體化的發(fā)展趨勢以及電機控制專(zhuān)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(wú)刷電機成為目前電機應用領(lǐng)域的主流。
BLDC電機三相橋式驅動(dòng)器電路
隨著(zhù)無(wú)刷直流電機在各領(lǐng)域的廣泛應用，其發(fā)展有以下幾個(gè)方向：一是無(wú)位置傳感器控制技術(shù)，位置傳感器在無(wú)刷直流電機中的使用不僅會(huì )增加電機結構的復雜程度，還會(huì )增加電機的成本，因此人們開(kāi)發(fā)出了通過(guò)采集電機的反電動(dòng)勢來(lái)獲取轉子位置信息的算法，取代了位置傳感器的作用。二是無(wú)刷直流電機控制器的研究，其主流方向是將智能控制和 PID 控制算法結合起來(lái)，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。三是驅動(dòng)電路的ＭＯＳＦＥＴ管有被碳化硅器件替代的趨勢。在構成方面趨于電機控制單元（MCU）+電機集成為動(dòng)力包（PowerPack）的系統方案。另外針對自動(dòng)駕駛以及電動(dòng)智能車(chē)的功能安全保障，具有故障失效安全的冗余雙繞組電機的開(kāi)發(fā)也在研發(fā)試制階段，引領(lǐng)行業(yè)潮流。
