原创 洗碗机方案浅析

2024-2-29 10:37 149 0 分类: 智能硬件 文集: 拍明芯城

奥维数据显示,今年1-8月国内洗碗机总销额同比上升15.8%,达57.7亿元,总销量同比上升3.2%,达116万台。业内预计,2021年国内洗碗机市场规模将接近百亿级。据统计,欧美地区洗碗机渗透率普遍在70%以上,而我国洗碗机渗透率仅为0.6%左右,是下一个蓝海市场。而2021年新注册洗碗机品牌超过400余家,印证了这一市场的火爆,但技术创新应该始终是品牌角逐的核心竞争力,其中芯片方案及核心器件的选型就至关重要。


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图1、洗碗机上过的热搜(图源:微博)


按洗涤原理,更高效节能的喷淋式洗碗机是目前家用主流产品。另外两类是叶轮式和超声波式洗碗机:

1,喷淋式洗碗机:又叫淋浴式洗碗机,其工作原理是利用水泵提供压力,将60~80度高温且加了洗涤剂的高压水流通过喷淋器喷出,再通过水流的反作用使喷淋器高速旋转,实现对碗筷各个角落的冲洗。随着技术的不断成熟与进步,喷淋式洗碗机更节水节电,清洗效率也符合要求,还能消毒除菌。喷淋臂的形状、层数、喷淋孔数量也会影响水流冲洗时覆盖的面积和角度,相同条件下,喷淋臂层数和喷淋孔数量越多,能够冲洗的面积越大。2,叶轮式洗碗机:其构造和原理类似波轮洗衣机,即餐具浸泡在及加了清洁剂的水中,由电机带动底部波轮高速转动使水形成涡流,利用水流冲刷和清洗餐具,此方案耗水量较大且清洗效果一般,行业中极少选用。

3,超声波洗碗机:通过高频振子的作用加大声强,达到一定数值时,水中会急剧生成空化气泡并瞬时闭合,产生的微爆炸使碗碟上的污物遭到破坏,从餐具表面脱落。超声波清洗能够有效消解蛋白质、脂肪、淀粉、油脂,是清洁能力最好的洗碗方式。针对造型复杂、有深孔且清洁要求高的餐具有很好的清洗效果,但由于其成本较高噪音大,故常见于商用大型洗碗机。

相较于叶轮式洗碗机和超声波洗碗机,喷淋式洗碗机能在洁净程度、清洗效率、水电能耗和成本上达到最佳的均衡,因而是目前家用洗碗机的主要形态。

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图2、喷淋式洗碗机更受关注(图源:浙商证券)


按安装形式和产品形态,功能全面且厨房空间利用率高的嵌入式洗碗机是家用主流产品。洗碗机可分为嵌入式、台式、 水槽式、独立式和集成式五类:

1,嵌入式洗碗机:安装在橱柜下面,不占用台面空间,容量大且功能全面,能够有效节省厨房空间,在美观度和空间利用率方面优势显著,是目前众多家庭优先考虑的一种洗碗机。

2,台式洗碗机:放置于厨房台面上。其特点是体积小巧,不占用过多空间,且安装 方便,适合清洗碗碟套数较少的小型家庭。缺点是无法清洗汤碗、炒锅等大件物品。

3,水槽式洗碗机:同嵌入式类似,不独立占用厨房空间,安装较为方便,且使用中无须弯腰拿取碗碟,设计更为人性化;同时,还实现了水槽、洗碗、果蔬清洗功能的三合一。但由于水槽式洗碗机容量较小,无法清洗饭锅等大物件,因此更适用于厨房空间较小的小型家庭,且其烘干和消毒功能也较弱。此外,由于水槽式洗碗机自身具有一定的重量,长时间的工作共振下,容易出现厨房石英石台面开裂的问题。

4,独立式洗碗机:造型类似于洗衣机,可单独放在厨房,容量较大,能够清洗包括 炒锅在内的大件餐具,缺点是需要有较大的放置空间,适合厨房面积大、人口多的大家庭。

5,集成式洗碗机:集成洗碗机、果蔬/海鲜清洗机、水槽、碗柜等多功能于一体,利用水槽的空间将各功能进行集成,极大提高了厨房的空间利用效率。同时,集成洗碗机与两侧橱柜搭配,能够节省一部分橱柜和台面,而与台面搭配的菜板可进行洗菜-切菜-装盘的全线操作。

其中,由于嵌入式洗碗机在所有品类洗碗机中容量较大、空间利用效率高、功能全面且美观,同时其还类似传统台面下的橱柜,能够在需要时随时取用,符合多数中国人的使用习惯,因而广受消费者青睐,有望成为行业最优解。数据显示,近年嵌入式洗碗机占比持续上升, 2021H1 市占率达到历史高值的79.84%,具有绝对领先地位。


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图2、嵌入式洗碗机更受青睐(图源:浙商证券)


洗碗机组成比较复杂,除了进水电磁阀、加热管、软水盒、洗涤剂盒、亮碟剂盒、排水泵、增压泵、过滤网、碗架、导轨、排风扇等结构件或机电元件,还有涌入电流限制器(晶闸管整流)、电源管理(电源芯片、TVS二极管、变压器、继电器、开关稳压器等)、PFC控制(PFC控制芯片、功率器件、二极管、IGBT等)、无线连接(换衡器、低功耗蓝牙芯片、射频收发器、WiFi芯片、NFC/RFID芯片等)、主控板(MCU、EEPROM存储芯片、静电保护器件、安全芯片)、电源开关(双向可控硅,以电流监测信号控制热水阀、冷水阀、分流管、水加热、空气加热等)、传感器(湿度传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、距离传感器、加速度计、硅麦等)、显示部分(LED及驱动芯片、压力传感器、触控面板及驱动芯片)、电机控制板(支持3相电机驱动的MCU芯片、功率器件、IGBT、电源模块、启动电容等)、3相BLDC电机。如果具备紫外杀菌功能,则还会有相应的紫外灯珠等器件。详见下图:


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图3、洗碗机硬件结构图(图源:意法半导体)


洗碗机的硬件拆解与BOM分析,网上查到的资料挺少的,我们就针对COLMO(美的旗下品牌)和云米(小米生态链品牌)的两款洗碗机做个超简单的分析。

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图4、COLMO CDF112-E8洗碗机(图源:钓鱼小青年,什么都值得买)


品牌

型号

描述

威灵(WELLING)

YXW50-2E

220V 98W单向交流异步电机

皓月(HAOYE)

MKP305

450V~3uF±5% 启动电容

-

丝印C-015/20-A11

进水口的电磁阀

YQHZ

TYB20-4(L)

排水泵

美的(M-Smart)

MM3SB3350N

WIFI+BLE模块,DC 5V/0.5A

-

-

水浸传感器、水质浑浊度传感器、液位传感器、即热式加热棒

-

-

操作控制板(按键)、电源控制板等

 表1、COLMO CDF112-E8洗碗机部分物料

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图5、云米洗碗机图解(图源:吃拆玩呗,抖音)


洗碗机里最核心的器件当属电机,西门子自研自产的电机广泛应用于其洗衣机、洗碗机等产品;美的旗下的威灵(WELLING)电机按道理会优先供货给美的;海尔收购的新西兰斐雪派克公司是DD电机(直驱电机)的鼻祖;格力旗下也有凯邦电机。这里罗列洗碗机的一些其他零部件:


品牌

型号

描述

恒兴(HX MOTOR)

TYJ50-8A7B

近3万价位的ASKO洗碗机所采用

雷利(LEILI)

BLP44-x/BLP44-y

洗碗机用无刷循环泵

东弘机电(HONLITE)

HPP-24-500-NPT-2-T-P

蠕动泵

德昌电机(JOHNSON ELECTRIC)

-

洗碗机加热器循环、排水泵等

杰力电机(JIELIMOTOR)

-

洗碗机水泵

 表2、一些洗碗机零部件品牌及型号


洗碗机还是一款比较复杂的家电产品,工程师前期选型、设计和后期CostDown的任务还蛮重,如果集成消毒餐具柜的消毒及储物功能,还是很值得入手的。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平台,聚焦服务长尾市场的中小微电子企业,支持每一家芯片原厂或分销商,帮助每一颗芯片的Design In、Design Win和流通买卖更高效,助力着工程师的技术选型及创新,开发出更受消费者喜欢的电子产品。

作者: 拍明芯城, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3882784.html

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