1 汽车BLDC 电机市场正在悄然兴起

近年来，随着汽车电子控制技术的不断成熟，对汽车舒适性、安全性的要求也在提高，控制系统中用于动作执行及行程控制的部件-车用微电机的应用越来越广，而无刷直流电机（BLDC）也因其更加高效低噪可靠的特性在汽车上得到广泛的应用，且市场成长迅速。

有刷直流电机示意图

无刷直流电机示意图

BLDC 相较有刷直流电机具有更快的速度、更高的效率、更低的噪音和更高的运行可靠性，但同时也需要复杂的电子控制。在电子控制技术日趋完善的今天，无刷直流电机市场得到了迅速扩展，除了传统车燃油泵 、冷却水泵、HVAC 鼓风机和电子风扇之外，尤其在自动驾驶及新能源汽车上，更是得到了广泛应用：如MCUEMS电池系统的风冷系统，和水冷系统中的电子水泵，空调系统的电子压缩机，制动助力用的电子真空泵，以及AFS、座椅调节和电动助力转向EPS 等。

2 汽车BLDC 电机的竞争格局

从市场趋势来看，亚洲由于日本的带领而发展迅速;日本和中国是亚洲无刷电机生产的主要国家，日本由于其技术居前，在全球多个地区和国家都布局了无刷电机的厂商，主要生产高端无刷电机产品。中国前些年由于原材料和人力资源的优势，无刷电机也开始迅速发展起来，但是由于起步较晚，无刷电机技术基础普遍较低，所生产的无刷电机大多以中低端产品为主。随着中国的节能电机补贴政策的出台和技术的进步，中国的无刷电机市场将会进一步扩大。

对于欧洲，由于起步较早，许多欧洲国家如德国、瑞士等掌握着无刷电机技术的核心技术，随着全球市场对于高端无刷电机的需求增多，欧洲的无刷电机所占比例将会维持缓慢上升趋势。

近年来，以博世、麦格纳、大陆、德尔福等为代表的汽车零部件研发巨头，在汽车控制电机产业通过研发积累了大量的成果，构筑了这个领域的壁垒。在电子水泵方面主要以200W、400W、500W等功率较大电子水泵为主和部分100W以下辅助电子冷却水泵，其丰富的量产经验和成熟的可靠性设计是占据市场的最大优势，目前占据量产汽车电子水泵市场超过80%的份额，大量应用于宝马、奥迪、大众、奔驰等高端车型中。但国内也涌现出如江苏超力、健科电子等优秀的无刷电机研发和制造企业，自主开发成功了转向助力无刷电机，无刷电机风扇及电子水泵等可以与国际品牌竞争的无刷电机产品。健科电子在无刷电机风扇及水泵控制方面处于国内前列。

根据GrandviewResearch 发布的数据显示，亚洲市场以46.94%的市场规模占据全球首位，其次是美国，占比21.08%。

全球BLDC 电机行业市场地区分布（单位%）

根据市场公开的资料，2020 年全球无刷直流电机的市场规模为195.5 亿美元，乐观的市场研究机构预计未来五年，市场将会以13%的年复合增长率持续增长。而中国2020 年市场规模约为392 亿元，并将以15%的年复合增长率持续增长，这个市场都非常值得期待。

3 BLDC 电机的发展趋势

1955 年美国工程师提出了用晶体管换向代替机械电刷，标志着无刷直流电动机雏形的形成，1978 年，原西德Mannesmann 公司在汉诺威贸易博览会上推出了方波无刷直流电动机及其驱动控制系统，无刷直流电机真正进入实用阶段。其后，出现了采用120°电角度的新型换向方式，以及无位置和无电流传感器的新型控制方案，只需采集功率开关器件的端电压即可完成换向控制，并且可以通过占空比来控制电机的转速。随着单片机技术的发展，各种不同类型的单片机芯片被应用于各种无刷直流电机的控制中，根据不同的用途，可以编写不同的程序以达到不同的控制方式来满足其工作要求，并可针对每一种工况，选择最优的控制方式。另外电机电控一体化的发展趋势以及电机控制专用芯片的推出，大大提高了电子换向装置的可靠性和成本的降低，使无刷电机成为目前电机应用领域的主流。

带感BLDC 控制框图

随着无刷直流电机在各领域的广泛应用，其发展有以下几个方向：一是无位置传感器控制技术，位置传感器在无刷直流电机中的使用不仅会增加电机结构的复杂程度，还会增加电机的成本，因此人们开发出了通过采集电机的反电动势来获取转子位置信息的算法，取代了位置传感器的作用。二是无刷直流电机控制器的研究，其主流方向是将智能控制和 PID 控制算法结合起来，形成新型控制算法，包括模糊控制、基于遗传算法的控制、基于神经网络的控制等。三是驱动电路的MOSFET管有被碳化硅器件替代的趋势。在构成方面趋于电机控制单元（MCU）+电机集成为动力包（PowerPack）的系统方案。另外针对自动驾驶以及电动智能车的功能安全保障，具有故障失效安全的冗余双绕组电机的开发也在研发试制阶段，引领行业潮流。

无感BLDC 控制框图

4 健科电子深耕车用无刷直流电机驱动技术，成果斐然

健科电子有限公司（简称健科）无刷直流电机控制器经过多年的发展，通过与国内知名高校和研究所、国内外知名芯片公司合作，在无刷直流电机控制器的软硬件开发、车载产品性能测试验证以及团队研发能力的培养方面进行了广泛长期的合作。基于多款产品的成功应用，健科电子控制器已扩展车内多种关键核心控制系统，包括发动机冷凝风扇、蒸发风机、除霜器、电池管理系统冷却风扇、鼓风机、燃油泵、机油泵、水泵、废气阀、车窗升降器、雨刮等。

健科具有近5 年的无刷电机控制器开发经验。在控制器硬件设计上，通过选择国际上最先进的Infineon，ST，ON，Microchip 等汽车级别芯片，能满足车内复杂的工作环境，提高可靠性，同时利用健科电子自己的电器性能实验室、EMC 实验室和噪声实验室，对产品进行多达36 项性能测试。针对不同的产品有不同的算法实现方案，如：方波控制、矢量控制、顺逆风启动控制、恒转速控制、恒功率控制、恒转矩控制、弱磁控制、纹波防夹控制、快速响应PID 控制等。健科电子注重软硬件和结构的协同开发，目前可以做到控制器效率达到98%以上以及控制器的热仿真的实际指导应用。

健科FOC 控制技术

健科布局车用电子水泵总成，使用自主开发的BLDC 控制器，其控制器产品已在宝马、奔驰和丰田水泵产品上实现系列覆盖。依托完整的软件、硬件、结构、仿真、试验验证能力和全自动生产线，助力制造高品质车用电子水泵。

健科汽车电子水泵

电子水泵仿真

健科研发团队通过研究国内外主流方案，引进高校最新研究方案，同时对标国际先进产品的基础上进行自主创新研发，使得公司在无刷直流电机软硬件在汽车产品的应用，软件控制各类核心算法，通信协议，电气性能测试，EMC 兼容仿真和实验等研究形成了自己的核心能力，具备了正向开发高性能无刷直流电机控制器的能力，引领中国车用无刷直流驱动科技。

5 健科电子有限公司企业简介

健科电子2003 年创立于深圳，目前在深圳和长沙设有两家子公司和生产基地，公司一直专注汽车电子相关产品的技术研发及产业化，为全球OE 及售后市场提供多样式、定制化的汽车电子产品。公司拥有全球领先的供应链资源，并与全球知名半导体供应商建立了战略合作关系。

健科电子以研发为核心、市场为导向、产品制造为基础的管理体制，年投入销售额的5%用于产品的研发和创新，同时具备芯片研发、Bonding、塑封、SMT等核心技术，以契合不断变化的市场需求，确保在不断变革的汽车行业中始终保持核心竞争力和地位。

深圳市健科电子有限公司作为国内汽车点火模块的领军者，产品适用于美欧日韩及国内主流车型，年生产能力5000 万台（套），是深圳市战略性新兴产业、国家级高新技术企业，并通过了IATF 16949、ISO 14001、OHSAS 18001 等系列认证。

长沙市健科电子有限公司于2017 年成立，位于长沙市国家级望城经济技术开发区，占地面积26855 ㎡，厂房面积35765 ㎡。公司专注于车用微电机控制器、传感器、车身电子、ECU、BCM 的研发生产和销售。

秉承“务实、创新、追求卓越”核心价值观，在“持续改善，超越客户需求”质量方针的指引下，健科电子愿与每一个合作伙伴竭诚合作，为客户提供快速的、高质量的、定制化的解决方案，为中国汽车电子的进步贡献自己的力量。