作者rexwu0623 (路昌工业)
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标题[情报] 电动载具马达2013至2023年预估分析
时间Fri Jan 17 11:46:48 2014
电动载具马达2013至2023年预估分析
每部电动载具至少需要一颗主动力源马达或是更多,如Toyota最新款的电动车设计除了於引擎内挂在一颗大型主动力马达外,也於後轮内安装两颗辅助动力源轮毂马达。由此可知,每制造一台电动载具最少也需要生产一颗马达,而且主动力源马达的特性往往也决定了这台电动载具的动力性能及节能效果。IDtechEX的研究预估,於2013年间共计有4460万颗马达使用在电动载具系统内,而到了2023年将会增加到1.477亿颗的马达。
目前在市面贩售及运行的电动载具,大多是采用永磁无刷马达,依驱动系统的方式又可分为直流无刷马达BLDC与永磁交流马达PMAC两种规格,主要是方波驱动与弦波驱动的差异。但无论是那种驱动模式,它都有许多优势,包括同步运转特性、线性能量输出、可四象限操作、可执行弱磁控制延长输出及煞车动能回充等等。甚至可以藉由马达数量的增加,来运用到更大型的行动载具运用,可能用到6~8颗轮毂马达来推动卡车或巴士。这种简单容易的应用方式使得电动载具的发展更加的多元性,可以产生多种的可能使用模式。
小型电动载具
目前有超过92%以上的电动载具是运用在较为小型的系统当中,如针对老年人及病患所设计的电动代步车或是电动轮椅,另外在休闲会使用的高尔夫球车、水下推进器、电动滑板车等等。在大陆,2011年卖出了3400万辆的电动机车,在欧美地区还有很多电动沙滩车、全地型沙滩车及卡丁车等等。同样的,这些移动载具所需要的马达规格并不大,大多也仅需要一颗主动力源马达即可。这也是永磁马达的主战场。
大型电动载具
然而一切都在变化当中,大型电动载具技术持续在发展当中,预估到了2023年电动载具的市场中,就会有25%是属於大型电动载具系统。就将造就大型马达的需求提升,也同时增加了马达使用数量。其中包括了电动巴士,预期市场的成长空间为目前的七倍,已有许多国家将电动巴士纳入国家交通计划当中;而一般的私人电动车市场也会有六倍的增长。大型电动载具将会大幅快速的增长,而且还不会压抑小型电动载具的市场,受到威胁及影响的是传统燃油系统载具。因此马达的需求量将随着此种世代的变化持续成长。
就如同电动载具的多样化,马达规格及样式也同样多变,不同的马达有不同的市场。以马达功率来看,水下电动载具AUV使用的是高达4000KW的马达做为动力源,大型堆高机及巴士大约采用250~350KW的规格,电动车则是约70KW,电动脚踏车只需要250W的马达。这当中最大的扭矩输出高达6000N-m,但只要0.2~0.5Nm的力量就够电动机车及代步车使用了。然而,目前大型能量输出需求皆采用感应马达做为主要动力源马达,它具有成熟的制造工艺及丰富的操作使用经验,相关电子控制元件也已经备齐,开发应用成本相对低廉。在重工业的应用中,如电动天车、吊车、堆高机及起重
机等等,有89%是采用感应马达系统。在IDTechEx公司於212款电动载具的调查中,军事用途的电动载具约63%使用感应马达;电动巴士系统中则占了52%的市场。当然,有许多公司正研究以永磁无刷马达来取代感应马达,尤其是以亚洲为基地的企业。
但也有人认为,5KW以上的马达将会是感应马达的天下,这将会占到所有马达产值的70%以上。以5KW应用的高尔夫球车来说,目前有人使用磁阻马达或永磁马达来取代感应马达的市场。然而,磁阻马达的震动与噪音问题会是拖累磁阻马达应用的枷锁;同样的,磁阻马达的电子元件仍不如感应马达的齐全及方便。永磁马达则卡在价格昂贵的钕铁硼波动及取得问题,而且磁铁还会面临到温度的障碍。当然,感应马达也有它的困扰,效率及体积将会是它发展的阻碍。
至於到底是那一种马达可以脱颖而出成为主流,最重要的还是性价比的竞争;这其中还会面对各个不同的法规与标准问题。
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