BLDC电机核心优势及市场空间如何？

BLDC电机：高效+低噪音是核心优势。

无刷直流电机（BLDC：Brushless Direct Current Motor）也被称为电子换向电机 （ECM 或 EC 电机）或同步直流电机，是一种使用直流电（DC）电源的同步电机。BLDC 电机是在有刷电机的基础上发展而来的，其结构上要比有刷电机结构复杂。BLDC 电机 由电机主体和驱动器组成，区别于有刷直流电机，其不使用机械的电刷装置，而是采用 方波的自控式永磁同步电机，并以霍尔传感器取代碳刷换向器。回顾 BLDC 电机的发展 历史，1955 年，美国 harrison 等人首次申请了用晶体管换向线路代替有刷直流电机机械 电刷的专利，正式标志着现代无刷直流电机的诞生，但当时没有电机转子位置检测器件， 该电机没有起动能力，直到 1962 年，TG Wilson 和 PH Trickey 发明了第一台 BLDC 电机， 他们利用了霍尔元件来检测转子位置并控制绕组电流换相，使无刷直流电机达到实用化。

电子换向器是核心，三相 BLDC 电机最为常见。BLDC 电机由于没有传统的电刷，因此 换向是电子控制的（即电子换向器），为了使电机旋转，必须顺序地给定子绕组通电，并 且必须知道转子的位置。对于定子来说，无刷直流电机通常有三种配置，即单相，两相 和三相，其中，三相 BLDC 是最常见的一种，三相绕组的定子又分为星形联结方式和三 角形联结方式两种，其中“三相星形联结的二二导通方式”最为常用。对应电子换向器 来说，通常使用霍尔传感器（根据霍尔效应原理工作）的位置传感器来检测转子的位置 并将其转换为电信号。大多数 BLDC 电机使用三个霍尔传感器，这些传感器嵌入到定子 中以检测转子的位置，通过组合三个传感器的结果，可以确定通电的确切顺序。由此， 当线圈中通过电流后，在定子上产生旋转的磁场，驱动永磁转子转动，这就是 BLDC 电 机的工作原理。

BLDC 电机优点鲜明，高效率是核心优势。相比于传统电机，BLDC 电机具备如下优点： 1）、在较宽的速度段上较其他传统电机拥有较高的电机效率；2）、BLDC 电机基于应用 场景的不同，可以选择方波、SVPWM、FOC 等各种电机驱动控制方式，实现多样化的控 制需求；3）、BLDC 电机控制用到的参数较多且互为关联，驱动控制算法比较复杂。与 其他类型电机相比，其驱动控制算法难度较高；4）、BLDC 电机具备高可靠性、低振动、 高效率、低噪音、节能降耗的性能优势，并可在较宽调速范围内实现响应快、精度高的 变速效果，充分契合终端应用领域对节能降耗、智能控制、用户体验等越来越高的要求， BLDC 电机下游应用市场广泛且不断扩展。

芯片是 BLDC 电机控制核心，集成模块化是未来趋势。BLDC 电机所需芯片包括 MCU/ASIC、HVIC、MOSFET 芯片，其中 MCU/ASIC 芯片属于控制系统大脑，实现电气 信号检测、电机驱动控制算法及控制指令生成等；由于主控芯片难以直接驱动大功率的 MOSFET，需要 HVIC 作为驱动芯片，起到高低压隔离和增大驱动能力的功能。在三大核 心器件共同作用下，给 BLDC 电机提供高压、大电流的驱动信号，产生 U、V、W 三相控 制电压，使 BLDC 电机按照控制指令工作。从未来趋势看，为提高电机控制芯片的可靠 性、控制性能，降低控制系统体积以适应 BLDC 电机小型化、定制化的发展趋势，BLDC 电机驱动控制架构由完全分立逐步向全集成模块发展是必然趋势。

BLDC 控制芯片市场空间超 250 亿。BLDC 电机替代效应起步较晚，渗透率仍较低，与 行业渗透率天花板之间存在较大的发展空间，因此，BLDC 电机需求将在较长时间内持 续稳定增长。从市场规模看，根据公司招股说明书数据显示，BLDC 电机 2023 年市场规 模有望达到 210 亿美元，按照日本电产最近 5 个会计年度平均毛利率、电机驱动控制系 列芯片成本占 BLDC 电机成本比例等数据对全球 BLDC 电机驱动控制芯片市场进行测算， 2023 年 BLDC 驱动控制芯片市场规模有望达到 280 亿元。

海外厂商技术领先，国内企业奋起直追。国内集成电路设计企业起步较晚，因此电机驱 动控制芯片领域长期由德州仪器（TI）、意法半导体（ST）、英飞凌（Infineon）、赛普拉 斯（Cypress）等国外厂商主导，国内企业市场占有率较低。近年来，国产芯片企业正处 努力追赶中，包括中颖电子、兆易创新、峰岹科技、芯海科技等在内的企业正在各个领 域加速国产替代。

BLDC 电机下游应用领域广泛，汽车电动化带来 BLDC 芯片旺盛需求。BLDC 电机下游 应用领域众多，包括医疗器械、家用电器、新能源汽车、电动自行车、风机、机器人、 电动工具和无人机等。随着新能源汽车市场的快速发展，BLDC 电机作为新能源汽车的 核心驱动技术，市场需求量也在不断增加。BLDC 电机主要应用于在汽车中，除了驱动 电机以外，电动助力转向系统、电子悬架系统、汽车稳定性控制系统、汽车巡航控制系 统、ABS、车身系统（比如说车窗、门锁、座椅、后视镜、雨刷、天窗等）都将会使用 到大量的电机。

一般来说，经济型燃油车会配备 10 个左右的电机，普通的汽车会配备 20 到 30 台电机，而豪华型汽车则会配备 60 到 70 台，甚至上百台电机，而新能源汽车 所需的电机将会更多。而由于 BLDC 电机的长寿命，免维护等优势，已经开始越来越多 地在汽车中得到采用。随着新能源汽车渗透率加速，BLDC 电机需求量将迎来快速增长， 与此对应的 BLDC 电机驱动控制芯片亦将迎来需求的高速增长。