パワーエレクトロニクス ハードウェア・イン・ザ・ループ市場

市場概要

世界のパワーエレクトロニクス ハードウェア・イン・ザ・ループ市場規模は、予測期間中に約 9.2% の CAGRで成長すると予想されます。

ハードウェア イン ザ ループと呼ばれるモデリング システムは、高度なリアルタイム組み込みシステムの設計とテストに使用されます。さらに、これらのシステムは、メカニズムまたはシステムの物理コンポーネントのシミュレーションを提供します。アクチュエータとセンサーは、システムのマシンまたは物理コンポーネントを制御システムにリンクし、シミュレーションは現実世界のハードウェア接続の正確なレプリカとして機能します。

ハードウェア イン ザ ループ (HIL) 技術は、複雑なリアルタイム組み込みシステムを分析するために使用されます。HIL システムは、プラントの複雑さを軽減し、テスト プラットフォームを制御するための効果的なプラットフォームを提供します。HIL テクノロジは高品質の出力を提供し、関連するコストと必要な時間を削減します。そのため、パワー エレクトロニクス、航空宇宙、自動車などの多くのアプリケーションで広く好まれています。

パワー エレクトロニクス ハードウェア イン ザ ループを使用する利点としては、制御された環境で複雑なパワー エレクトロニクス システムをテストおよび検証できること、開発時間とコストを削減できること、実際のハードウェア コンポーネントを組み込むことでシミュレーション結果の精度が向上することが挙げられます。

需要の高まりにより、これらのシステムに対する高い信頼性と、開発サイクルおよび市場投入までの時間の短縮が求められるパワーエレクトロニクスの市場が拡大しています。自動車、航空宇宙、再生可能エネルギー、産業オートメーションなど、多くの分野がパワーエレクトロニクス システムに大きく依存しています。

効率的で信頼性の高いパワーエレクトロニクスシステムに対する需要の高まり、および開発サイクルの迅速化と市場投入までの時間の短縮の必要性により、パワーエレクトロニクスハードウェアインザループの市場は今後数年間で大幅な成長を遂げると予測されています。

パワーエレクトロニクスの分野では、パワーエレクトロニクス ハードウェア イン ザ ループ (PE-HIL) 市場が急成長を遂げ、注目を集めています。制御システムと組み込みソフトウェアは、シミュレーション環境でハードウェア イン ザ ループ (HIL) 方式を使用してテストおよび検証されます。HIL は、パワーエレクトロニクスの分野で、コンバータ、インバータ、モーター ドライブなどのパワーエレクトロニクス システムをテストおよび検証するために使用されます。

市場の動向

市場の推進要因

• クローズドループシステムの市場は最大規模になると予想されている

ハードウェア イン ザ ループ テスト システムは、物理モデルまたは数学モデルを使用してマシン、システム、またはプラントをシミュレートすることで、この機能を再現できます。これにより、コントローラが意図したとおりに動作して出力を生成し、出力エラーを解決することが保証されます。自動車業界全体で自律運転と ADAS の採用が拡大しているため、閉ループ ハードウェア イン ザ ループ システムの将来的な需要は増加すると予想されます。

サイクル内のハードウェア テスト ループ内の閉ループ ハードウェアの例として、ADAS デバイスが挙げられます。ADAS システムの入力信号を生成することで、環境を模倣します。この場合、希望速度や前方車両との距離などの入力変数が指定されます。車両の制御出力は、車両の機能をシミュレートするために使用されます。

• パワーエレクトロニクス産業の成長

パワーエレクトロニクス業界では、ハードウェアインザループ技術の使用増加により、2022年から2027年にかけて最も高い成長が見込まれています。電子グリッド、風力タービン発電機、太陽光発電インバータ、原子力発電所制御システム、その他のデバイスの開発とテストには、この分野の企業がハードウェアインザループ方式を使用しています。

• さまざまな用途におけるパワーエレクトロニクスシステムの需要の高まり

パワーエレクトロニクス システムの複雑さは、その機能と性能を保証するために高度なテスト技術を必要とし、これがパワーエレクトロニクス ハードウェアインザループ市場の成長を牽引する主な要因です。実際のアプリケーションに実装する前に、設計者とエンジニアは、安全で制御された環境でパワーエレクトロニクス ハードウェアインザループ テストを使用して、これらの複雑なシステムの動作を評価できます。再生可能エネルギー、電気自動車、産業オートメーションなど、さまざまな用途でのパワーエレクトロニクス システムの需要の高まりは、PE-HIL 市場の主な推進力の 1 つです。PE-HIL テストの採用は、重要なアプリケーションでの効率的で信頼性の高いパワーエレクトロニクス システムの需要の高まりによっても推進されています。

市場の制約

• 人間の体験テストを実施するためのツールの欠如

人間の経験テストを実施するためのツールが不足していることは、ハードウェア イン ザ ループの重大な欠陥です。たとえば、アダプティブ クルーズ コントロールのストップ アンド ゴー状況におけるパフォーマンス基準の 1 つは、飽和限度とドライバーの快適レベルを維持しながら、コントローラーがどれだけうまく減速および加速できるかです。このような場合、ハードウェア イン ザ ループ テスト スタンドでは、より多くの人間の入力が必要になります。さらに、PE-HIL テストは、考慮すべきパラメーターと変数が多数あり、複雑で時間がかかる場合があります。この複雑さにより、テスト時間が長くなり、費用が高くなる可能性があります。

市場機会

• グリーンエネルギー源の増加

グリーン エネルギー源の需要が高まっています。風力や太陽光発電などの再生可能エネルギー源の人気が高まっています。再生可能エネルギー源を使用可能な電力に変換するには、電気エレクトロニクスが不可欠です。再生可能エネルギー システムで使用されるパワー エレクトロニクス コンポーネントは、PE-HIL デバイスの助けを借りてテストおよび検証できます。

• 成長する電気自動車市場

電気自動車への関心の高まり 電気自動車の市場は急速に成長しており、パワーエレクトロニクスはこれらの車両の重要なコンポーネントです。 バッテリー、充電システム、モータードライブなど、電気自動車で使用されるパワーエレクトロニクスコンポーネントは、PE-HILシステムの支援によりテストおよび検証できます。 より高品質の電力の必要性 家庭や職場で電子機器がより頻繁に使用されるようになっているため、電力品質の向上が必要です。

市場範囲

セグメント分析

タイプ別セグメント

• クローズドループHIL

クローズドループ テストとは、テスト対象システム (SUT) の出力をプラントへの入力として使用し、プラントの出力を SUT への入力として使用して、クローズド制御ループを作成するテストを指します。

• オープンループHIL

オープン ループ制御システムの結果は、システムの制御動作には影響しません。言い換えると、オープン ループ制御システムとは、その動作が時間に依存するシステムです。

アプリケーション別セグメント

• スーパーグリッドとマイクログリッド

スーパーグリッドは、高電圧直流 (HVDC) または超高電圧直流 (UHVDC) 電力線を使用する大容量の送電線です。マイクログリッドは、相互接続された負荷と分散型エネルギー リソースの集合であり、電力システムに関連して単一の制御可能なエンティティとして機能します。グリッドに接続したり切断したりできるため、グリッド接続モードまたはアイランド モードのいずれかで機能できます。

• ソーラーインバータ

ソーラーインバータは、太陽光発電インバータとも呼ばれ、太陽光発電パネルの可変直流出力を商用電力網に供給したり、地域の電力会社で使用できる商用周波数の交流電流に変換する電力変換器の一種です。

• 風力インバータ

インバーターは、風力タービンや太陽光発電モジュールによって生成され、バッテリーに蓄えられた直流 (DC) 電気を、従来の電化製品を動作させ、電力網に接続するために必要な 230V 50Hz 交流 (AC) 電力に変換します。

地域分析

世界のパワーエレクトロニクス ハードウェア・イン・ザ・ループ市場分析は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東およびアフリカの地域別に分割されています。

北米

北米のパワーエレクトロニクス ハードウェア イン ザ ループの規模は、年平均成長率 (CAGR) で拡大すると予想されています。信頼性が高く効果的なパワーエレクトロニクス テストの必要性と、エネルギー効率の高いシステムに対する需要の高まりが、この発展に貢献しています。

• リアルタイム組み込みデバイスの開発に対する財政支援の強化

米国とカナダにおけるリアルタイム組み込みシステムの開発への投資の増加が、北米におけるハードウェア イン ザ ループ事業の原動力となっています。この地域の急速な都市化とインフラの技術開発により、重機や大型機械の需要増加により市場が拡大すると予想されています。また、この地域の市場は、研究と教育への政府支出の増加の恩恵を受けることも予想されています。

• 再生可能エネルギー源の利用増加

パワーエレクトロニクスのハードウェアインザループデバイスは、北米で大きな市場を持っています。これは、この地域の重要な航空宇宙および自動車部門と、再生可能エネルギー源の使用の増加によって推進されています。多くの企業がパワーエレクトロニクスのハードウェアインザループデバイスの設計と製造に携わっており、米国とカナダはこの地域の2大市場です。

アジア太平洋

• クリーンエネルギーへの投資増加

クリーンエネルギー、電気自動車、スマートグリッドインフラへの投資増加により、パワーエレクトロニクスのハードウェアインザループの成長が促進され、アジア太平洋地域は PE-HIL の重要な市場として浮上しました。中国、日本、韓国、インドを含むこの地域の多くの国は、低炭素経済への移行に向けた大胆な計画を立てており、これにより PE-HIL 技術に多くの可能性が開かれると期待されています。

アジア太平洋地域は、最大の市場シェアを占め、最も急速な発展を遂げると予想されています。この業界は主に中国、日本、インドによって牽引されています。市場が拡大した理由の 1 つは、自動車、航空宇宙、パワー エレクトロニクスの分野での業界の急速な拡大です。スバル (日本) と TATA Motors は、アジア太平洋地域でハードウェア イン ザ ループ方式を採用している 2 つの自動車会社です。 (インド)。

主要人物

1. DSpace 株式会社
2. ナショナルインスツルメンツ
3. オパールRTテクノロジーズ
4. 台風HIL
5. スピードゴート株式会社
6. モデリング技術

最近の動向

2023年3月 -研究者らが温室用の有機太陽電池付き屋根を開発。科学者らは温室のガラスパネルを太陽電池パネルに置き換えるミニチュアを製作した。UCLAチームが開発した太陽電池は、従来の装置で使用されている無機物質ではなく、炭素ベースの材料に依存している。