瑞典SKF轴承如何应对电驱系统发展对轴承行业的挑战
瑞典SKF轴承上海地区一站式采购
近年来，随着新能源汽车市场高飞猛涨，电驱系统在快速上量的同时，技术上也不断突破，朝着集成化、平台化、高压化、高转速等方向演进。然而，技术发展在带来更高效率的同时，也会给现有的零部件带来诸多挑战。作为核心部件之一，轴承首当其冲面临新的考验和变革。
电驱系统发展迅猛，轴承技术遭遇新挑战
最新数据显示，2022年我国新能源乘用车累计批发量649.8万辆，同比增长96.3%。预计2023年新能源车销量850万辆，渗透率达36%。在此背景下，电驱动系统增势非常可观，这也给轴承等相关部件带来新的发展空间。不过，随着技术的不断迭代，新的挑战亦接踵而至。
电驱系统发展对轴承行业的挑战主要呈现在以下几个方面：
1、高转速。现今，新能源汽车对电机转速提出越来越高的要求，目前比较常见的是20,000-25,000rpm，这对轴承来说是比较苛刻的挑战，这个挑战来自耐久性能和极高转速的限制也来自润滑。与此同时，我们看到扁线电机逐步成为技术趋势，这在功率密度提升的同时，也对轴承的润滑和发热都带来了新的考验。
2、低噪音。低噪音振动是电动汽车用户体验良好的关键，然而电机的高转速趋势给整机的NVH带来了不小的挑战，而轴承是NVH控制的关键因素之一。
3、电腐蚀问题也在电机发展的过程中如影随形。在传统400V电驱系统内，钢球轴承电腐蚀已经非常普遍；而在800V高压系统中，随着SiC基材逆变器被大规模使用，高压和高开关频率会进一步加剧电腐蚀的发生。
4、电机轻量化带来的挑战。现在新的设计中，轴承的使用数量越来越少、设计越来越紧凑，这对轴承的耐久寿命提出了更高要求。
从上述可见，面对电动化趋势带来的机遇与挑战，轴承技术变革势在必行。如何突破挑战，打造适合电动化时代的轴承产品，成为相关企业面临的一个新课题。
新一代轴承技术，逐一击破各个挑战
面对汽车行业新的发展趋势，斯凯孚在电动化方面较早便开启了布局，在产品方面不断寻求创新，目前在解决行业瓶颈方面已有较大突破。
高速球轴承——助推电机提速
早在2018年，斯凯孚就发现了市场上不同寻常的变化：自家的新式节能轴承作为一款工业产品，因其领先于传统球轴承的高转速能力突然在新能源市场上大卖，许多厂商选择将其装到了新能源车辆电机上。彼时市面上的新能源汽车电机转速普遍为10,000rpm左右，而后转速要求越来越高，逐步迈向15,000rpm、20,000rpm甚至更高。
针对此，2021年11月，斯凯孚发布了革命性的高转速深沟球轴承HS1.8，该产品最高转速系数可达180万nDm，以40mm轴径为例可满足最高30,000rpm电机转速。发布后一个月，就收获了第一个客户定点。
新一代圆锥滚子轴承——追求极致低摩擦
在减速器内常常会选用可承受较大轴向载荷的圆锥滚子轴承，但圆锥滚子轴承的摩擦力矩通常较高，在齿轮箱内往往会消耗大部分的能量，是汽车轴承品类里的“能耗大户”。降低圆锥滚子轴承的摩擦力矩对提高三合一电驱系统的能效有显著贡献。
通过优化设计以及改进磨削工艺，在常规车速下，SKF新一代圆锥滚子轴承相比标准轴承能降低60%摩擦力矩能耗损失。在实现低能耗的同时，也能帮助提高轴承的使用寿命。
目前斯凯孚获得定点或量产中的轴承产品大多都采用碳氮共渗热处理工艺，经过这种热处理工艺的轴承在应对特定工况时的寿命表现更为突出，能通过更好的耐久性能助力实现整体电驱系统的高可靠性。
导电环+混合陶瓷球轴承——助力解决“电腐蚀”困扰
电腐蚀往往会带来轴承表面损坏、润滑剂过早老化、产生异响等影响，并会缩短轴承和润滑剂的使用寿命，最终导致轴承失效。对此，斯凯孚认为，面对不论是系统环形电流还是EDM轴电流带来的电腐蚀风险，混合陶瓷球轴承加上导电环的配置能让多数难题迎刃而解。
首先在导电环上，斯凯孚已开发多年，该产品既适用于干式环境油脂润滑的电机，也适用于油冷环境的电机，且可以一直保持在比较低的接触电阻，具有优异的导电性能。
再来说混合陶瓷球轴承，该产品内外套圈仍然采用轴承钢，滚动体采用氮化硅材质。这个产品最大亮点是，氮化硅作为天然的电绝缘体，能有效避免电腐蚀导致的轴承失效。斯凯孚混合陶瓷球轴承的其它性能优势也非常明显，比如能降低摩擦力矩15-30%，速度性能提升至少10%，延长油脂寿命100%。
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