電動化浪潮下，斯凱孚的突破與創(chuàng)新
2023-1-6 來源：斯凱孚中國 作者：-
電動化浪潮下汽車的動力傳動系統(tǒng)設(shè)計發(fā)生了翻天覆地的變化，這個變化不僅僅影響了發(fā)動機變速箱這些大總成，軸承作為一個小零部件其設(shè)計和供應(yīng)鏈也在持續(xù)變革。
近期，斯凱孚中國區(qū)副總裁、東北亞軸承產(chǎn)品總監(jiān)郭明春在蓋世汽車主辦的2022第三屆汽車電驅(qū)動及關(guān)鍵技術(shù)大會上分享了斯凱孚的電動汽車用高速電機及傳動系統(tǒng)用創(chuàng)新軸承技術(shù)與解決方案。
創(chuàng)新高速球軸承
解決本土客戶“卡脖子”難題
2018年，斯凱孚發(fā)現(xiàn)了一次市場上不同尋常的變化：自家的新式節(jié)能軸承作為一款工業(yè)產(chǎn)品，因其領(lǐng)先于傳統(tǒng)球軸承的高轉(zhuǎn)速能力突然在新能源市場上大賣，許多廠商選擇將其裝到了新能源車輛電機上。當時，市面上的新能源汽車電機轉(zhuǎn)速普遍為10,000rpm左右，而傳統(tǒng)軸承已然無法滿足這一高轉(zhuǎn)速的要求，這也正是斯凱孚高轉(zhuǎn)速、低摩擦的節(jié)能軸承受到新能源電機青睞的原因。
而當電機的轉(zhuǎn)速開始從10,000rpm邁向15,000rpm之時，斯凱孚中國團隊在本土開發(fā)出了適用于新能源高速電機的產(chǎn)品，并快速實現(xiàn)量產(chǎn)，幫助本土客戶解決了“卡脖子”的技術(shù)瓶頸。
2020至2021年，作為新能源行業(yè)上升期內(nèi)的關(guān)鍵兩年，一些主機廠的電機設(shè)計最高轉(zhuǎn)速已達20,000rpm甚至更高，斯凱孚創(chuàng)新推出增強型新能源高速電機軸承迅速成為熱銷產(chǎn)品。今年，斯凱孚的新一代HS1.8高速球軸承產(chǎn)品上市，搭載這款軸承的量產(chǎn)車型將于近兩年陸續(xù)推出。
HS1.8新一代高速球軸承
新一代圓錐滾子軸承
低能耗長壽命
除了高速球軸承之外，新一代圓錐滾子軸承是斯凱孚追求極致低摩擦的又一“利器”。
在減速器內(nèi)，圓錐滾子軸承可承受較大軸向載荷，但摩擦力較高會消耗大部分的能量，是電驅(qū)系統(tǒng)內(nèi)摩擦損耗的“能耗大戶”。若要提高三合一電驅(qū)系統(tǒng)的能效，就要想辦法降低摩擦力。
新一代SKF圓錐滾子軸承通過定制設(shè)計和磨削工藝，在常規(guī)車速下比標準滾子軸承減少60%的能耗損失。在實現(xiàn)低能耗的同時，還能保證軸承的使用壽命，保證整體電驅(qū)系統(tǒng)高可靠性。
混合陶瓷球軸承+導(dǎo)電環(huán)
電腐蝕難題下的完美方案
電動汽車如影隨形的“電腐蝕”難題也一直困擾著電驅(qū)動業(yè)。電腐蝕會帶來軸承表面損壞、潤滑劑過早老化、產(chǎn)生異響等影響，縮短軸承和潤滑劑的使用壽命，最終導(dǎo)致軸承失效。
電腐蝕現(xiàn)象
面對不論是系統(tǒng)環(huán)形電流還是EDM軸電流帶來的電腐蝕風(fēng)險，斯凱孚的混合陶瓷球軸承加上導(dǎo)電環(huán)的配置能讓多數(shù)電腐蝕難題迎刃而解。
斯凱孚混合陶瓷球軸承方案采用鋼制內(nèi)外圈與陶瓷滾動體。滾動體氮化硅作為天然的電絕緣體，可有效阻止電流在軸承內(nèi)外圈之間通過，因而具備了抵抗新能源電驅(qū)高頻軸電流的特性。除了絕緣性能之外，氮化硅材質(zhì)滾動體相比于鋼球軸承還在耐磨性、輕量化、速度性能、絕緣性能、潤滑性能等方面擁有更好的表現(xiàn)。
斯凱孚混合陶瓷球軸承能實現(xiàn)摩擦降低15-30%，速度性能提升至少10%，延長油脂壽命100%，在相同工況下，陶瓷球相比鋼球軸承也將產(chǎn)生更低的熱量。
再加上導(dǎo)電環(huán)的配置，適用于干式環(huán)境的電機與油冷電機。在與市面同類產(chǎn)品在同等工況下的測試比較中，得益于結(jié)構(gòu)設(shè)計和零部件帶來的更優(yōu)導(dǎo)電性能，斯凱孚導(dǎo)電環(huán)始終能保持較低的接觸電阻，能顯著減少EDM電流帶來的電腐蝕影響。
探索供應(yīng)鏈上下游
全產(chǎn)業(yè)鏈在華布局
如何做到物美價廉？斯凱孚從供應(yīng)鏈整合入手，努力降低陶瓷球軸承成本。斯凱孚不僅在瑞典擁有自己的氮化硅粉末工廠，在燒結(jié)、磨削等工藝上均有產(chǎn)能布局，并在生產(chǎn)裝配過程中堅持對產(chǎn)品的系統(tǒng)級充分驗證，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。
近年來斯凱孚致力于布局本土化全產(chǎn)業(yè)鏈，2020年位于浙江新昌的斯凱孚球軸承生產(chǎn)基地建立完成，并于2021年9月實現(xiàn)了第一顆中國本土生產(chǎn)產(chǎn)品的下線。斯凱孚新昌生產(chǎn)基地延續(xù)了斯凱孚“智能”、“清潔”的中國戰(zhàn)略，且具備球體檢驗與測試能力，基地也將迎來第50萬顆新能源車用陶瓷球軸承的下線。
展望未來，郭明春表示，斯凱孚的混合陶瓷球軸承產(chǎn)品預(yù)計將在未來兩三年內(nèi)實現(xiàn)數(shù)量級的上升，斯凱孚已通過全面布局做足準備，將適應(yīng)新能源汽車領(lǐng)域高速發(fā)展的技術(shù)需求。
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