高轉速時代已至，斯凱孚軸承關鍵技術賦能電機提速增效

高速和高壓電機、深度系統集成、平臺開發、系統和部件的NVH優化、熱管理、新型電機和逆變器、智能電機控制、高速軸承和密封件、油冷電機潤滑和低成本電池方案......如今，電驅動系統呈現出全方位、系統級的創新局面。

作為一家在軸承技術和制造領域深耕多年的公司，SKF正在不斷突破高速電驅動可靠旋轉所需的關鍵軸承技術。高速主要體現在高速電驅動軸承的研發上，同時SKF也在分析軸電流產生的原理及其對軸承的影響。

先進的電力驅動技術成為一種趨勢。

目前新能源市場有四大趨勢:可持續、數字化、電驅動、區域化。其中，圍繞提高電機效率這一主旋律，電傳動技術有幾大技術方向:800V高壓系統、碳化硅半導體、提高電機轉速、扁線繞組、直接油冷電機技術。

如今新能源汽車電驅動的技術趨勢是試圖解決用戶續航焦慮和能量補充焦慮兩大問題。800V高壓平臺的應用，可以大大提高電池的充電速度，從而解決用戶的焦慮。因為800V的引入，原來的硅基半導體已經不能滿足電控能耗的要求。因此，碳化硅SiC半導體在高電壓和相同開關頻率下的能耗比IGBT大大降低，受到廣大廠商的青睞，也為進一步提高電機轉速和功率密度提供了條件。

圖片來源:天府

要提高功率密度，不僅有提高電機轉速的方法，而且扁線繞線電機和直接油冷技術已經應用到市場上量產的車輛上，成為提高功率密度的主流技術。

SKF致力于為新能源汽車及其電驅動系統提供整體解決方案，幫助電驅動系統更加穩定高效地運行。

電力驅動技術快速發展，電機軸承面臨挑戰

無論是電子元器件還是機械零件的變化，技術的迭代往往需要一定的過程。技術的快速發展不僅會帶來更高的效率，也會給現有的零部件帶來很多挑戰。

首先，電傳動的高速運轉背后是動力的提升，這對軸承的潤滑和性能提出了非常高的要求，高溫環境會對軸承的耐熱性提出更高的要求。此外，目前的設計趨勢是電機軸和減速器輸入軸更多的是由四軸承演變為三軸承，這意味著電機驅動端的軸承將承受更多來自齒輪的力，軸承的載荷將大大增加。在現有的電驅動設計模式下，高速、高負載成為新的挑戰。

圖片來源:希夫官網

此外，低噪音振動是良好用戶體驗的關鍵。在整個電驅動系統中，電機的NVH(噪聲、振動、聲振粗糙度)水平逐漸成為消費者關注的重要指標。然而，電機高轉速的趨勢給NVH帶來了相當大的挑戰。

可見，電動化的趨勢正在推動汽車行業各個領域的深入變革，從整車到軸承。如何逐一突破挑戰，打造高性能、高適應性的軸承產品？希夫的混合陶瓷軸承提供了最好的解決方案。

關鍵軸承技術使電機加速并提高效率

如上所述，電力驅動系統的演進要求軸承具有更多特殊性能，如有助于提高功率密度、減少摩擦、高承載能力等。斯卡夫成熟的混合陶瓷球軸承方案采用鋼制內外圈和陶瓷滾動體，賦予軸承獨特的性能，成為最好的……新能源電力驅動軸承解決方案。

圖片來源:天府

首先，與鋼球軸承相比，陶瓷球軸承在摩擦學性能上具有無可比擬的優勢。無論是耐磨性、高速時的摩擦損失、運行溫度、延長潤滑脂壽命、提高軸承極限轉速、在潤滑不良的情況下維持正常運轉，陶瓷球都有著優異的性能。這些恰恰是新能源電驅動軸承所需要的關鍵技術性能。

陶瓷和鋼滾動體圖片來源:SKF

軸承是由很多零件組成的，每個零件都是影響轉速的重要因素。除了滾珠之外，另一個關鍵是保持架設計。保持架的主要作用是保持滾子之間的距離，防止滾子之間的接觸，從而減少摩擦。在目前的新能源市場上，為了進一步提高電機轉速，很多軸承廠商也在籠子上下了不少功夫。

目錄產品中軸承一般采用鋼保持架，高速領域通常采用尼龍保持架。SKF最新推出的TN6高速罐籠，速度系數高達180萬nDm，足以應對新能源電驅動越來越高的速度。此外，裝有陶瓷球的滾子，由于重量較輕，在高速時保持架受力較小，也有利于降低滾子因開放式保持架設計而掉出的風險。

突破防電腐蝕的技術瓶頸

隨著電機效率的提高和高壓系統的加速，電腐蝕問題一直困擾著電傳動行業。解決軸承的電腐蝕問題是SKF混合陶瓷球軸承方案的另一個關鍵性能。

當電機轉速較低或長期運轉后軸承溫度較高時，軸承的潤滑和絕緣性能不足或下降，隨著800V電壓平臺的升高，軸承油膜被擊穿，其絕緣被破壞，進而在軸承中形成軸承電流。

當重要的官方電流通過軸承時，高溫可能會損壞軸承滾子和內外圈。比如滾道上會出現搓板紋，外觀呈深灰色，這是軸承電腐蝕的表現。電腐蝕帶來的典型結果包括軸承表面損傷、潤滑劑過早老化、異響、軸承和潤滑劑使用壽命縮短，最終導致軸承失效。因此，有必要對電機軸承進行絕緣設計，以避免電腐蝕的危害。

圖片來源:天府

在保溫技術方面，業內有三種不同的技術路線:陶瓷涂層、聚合物涂層和陶瓷輥。在比較了三種路線后，SKF發現前兩種涂層技術在技術和散熱性能方面或多或少都有局限性。

使用混合陶瓷球軸承可以解決大多數問題。氮化硅是一種理想的電絕緣體，可以阻止電流在軸承內外圈之間通過，特別是具有抵抗新能源驅動的高頻軸電流的優異性能，從而避免因電腐蝕導致的軸承失效。除了絕緣性能，如上所述，氮化硅材質的軸承機械性能也很突出。

混合陶瓷球軸承優異的綜合性能，更加堅定了SKIFREF投入量產的決心。

產能與市場需求同步匹配。

其實制作一個小小的陶瓷球并不容易。需要將氮化硅粉末通過一定的工藝燒結成球坯，然后研磨成同樣大小的滾動體。其中氮化硅粉的冶煉由于純度要求高，包含了相當高的技術含量，不同的燒結工藝也會造成球體氣密性的差異。

為了滿足市場需求，SKF從粉體到燒結、石墨的產能布局……丁。斯卡夫在瑞典有自己的氮化硅粉體工廠，多年來形成了成熟的燒結和量產經驗。在生產和組裝過程中，堅持從系統層面對產品進行充分驗證，確保產品的安全性和可靠性。

同時，為了更好地滿足中國電動汽車快速發展的需求，SKF在制造、技術研發、客戶服務、供應鏈等方面進行了全價值鏈的本地化投資和布局。位于浙江新昌的全球最大球軸承生產基地SKF已交付產品。圍繞“智能”和“清潔”的品牌方向，秉承“根植中國、技術領先、運行可靠”的發展理念，SKF將與客戶一起引領電動汽車的發展。

電動汽車發展的拐點已經提前，現在電驅動系統正呈現全方位、系統級的創新局面。除了解決技術問題，更先進的技術帶來更高的動力輸出和更經濟的運行。在電氣化深度進化的未來，小零件或許能撬動巨大的市場。提前進入市場并做好充分技術準備的先行者，將在充滿可能性的市場中占據更有利的位置。

(以上內容來自(中國)有限公司電機能力中心技術經理梅，他在2022年6月24日由蓋世汽車主辦的2022中國汽車電驅動及關鍵技術-云論壇上發表了題為《先進電驅動系統軸承關鍵技術》的主題演講。)高速和高壓電機、深度系統集成、平臺開發、系統和部件的NVH優化、熱管理、新型電機和逆變器、智能電機控制、高速軸承和密封件、油冷電機潤滑和低成本電池方案......如今，電驅動系統呈現出全方位、系統級的創新局面。

作為一家在軸承技術和制造領域深耕多年的公司，SKF正在不斷突破高速電驅動可靠旋轉所需的關鍵軸承技術。高速主要體現在高速電驅動軸承的研發上，同時SKF也在分析軸電流產生的原理及其對軸承的影響。

先進的電力驅動技術成為一種趨勢。

目前新能源市場有四大趨勢:可持續、數字化、電驅動、區域化。其中，圍繞提高電機效率這一主旋律，電傳動技術有幾大技術方向:800V高壓系統、碳化硅半導體、提高電機轉速、扁線繞組、直接油冷電機技術。

如今新能源汽車電驅動的技術趨勢是試圖解決用戶續航焦慮和能量補充焦慮兩大問題。800V高壓平臺的應用，可以大大提高電池的充電速度，從而解決用戶的焦慮。因為800V的引入，原來的硅基半導體已經不能滿足電控能耗的要求。因此，碳化硅SiC半導體在高電壓和相同開關頻率下的能耗比IGBT大大降低，受到廣大廠商的青睞，也為進一步提高電機轉速和功率密度提供了條件。

圖片來源:天府

要提高功率密度，不僅有提高電機轉速的方法，而且扁線繞線電機和直接油冷技術已經應用到市場上量產的車輛上，成為提高功率密度的主流技術。

SKF致力于為新能源汽車及其電驅動系統提供整體解決方案，幫助電驅動系統更加穩定高效地運行。

電力驅動技術快速發展，電機軸承面臨挑戰

無論是電子元器件還是機械零件的變化，技術的迭代往往需要一定的過程。技術的快速發展不僅會帶來更高的效率，也會給現有的零部件帶來很多挑戰。

首先，電驅動的高速運行是動力提升的背后，這普……對軸承的潤滑和性能提出了非常高的要求，高溫環境會對軸承的耐熱性提出更高的要求。此外，目前的設計趨勢是電機軸和減速器輸入軸更多的是由四軸承演變為三軸承，這意味著電機驅動端的軸承將承受更多來自齒輪的力，軸承的載荷將大大增加。在現有的電驅動設計模式下，高速、高負載成為新的挑戰。

圖片來源:希夫官網

此外，低噪音振動是良好用戶體驗的關鍵。在整個電驅動系統中，電機的NVH(噪聲、振動、聲振粗糙度)水平逐漸成為消費者關注的重要指標。然而，電機高轉速的趨勢給NVH帶來了相當大的挑戰。

可見，電動化的趨勢正在推動汽車行業各個領域的深入變革，從整車到軸承。如何逐一突破挑戰，打造高性能、高適應性的軸承產品？希夫的混合陶瓷軸承提供了最好的解決方案。

關鍵軸承技術使電機加速并提高效率

如上所述，電力驅動系統的演進要求軸承具有更多特殊性能，如有助于提高功率密度、減少摩擦、高承載能力等。斯卡夫成熟的混合陶瓷球軸承方案，采用鋼制內外圈和陶瓷滾動體，賦予軸承獨特的性能，成為新能源電驅動軸承的最佳解決方案。

圖片來源:天府

首先，與鋼球軸承相比，陶瓷球軸承在摩擦學性能上具有無可比擬的優勢。無論是耐磨性、高速時的摩擦損失、運行溫度、延長潤滑脂壽命、提高軸承極限轉速、在潤滑不良的情況下維持正常運轉，陶瓷球都有著優異的性能。這些恰恰是新能源電驅動軸承所需要的關鍵技術性能。

陶瓷和鋼滾動體圖片來源:SKF

軸承是由很多零件組成的，每個零件都是影響轉速的重要因素。除了滾珠之外，另一個關鍵是保持架設計。保持架的主要作用是保持滾子之間的距離，防止滾子之間的接觸，從而減少摩擦。在目前的新能源市場上，為了進一步提高電機轉速，很多軸承廠商也在籠子上下了不少功夫。

目錄產品中軸承一般采用鋼保持架，高速領域通常采用尼龍保持架。SKF最新推出的TN6高速罐籠，速度系數高達180萬nDm，足以應對新能源電驅動越來越高的速度。此外，裝有陶瓷球的滾子，由于重量較輕，在高速時保持架受力較小，也有利于降低滾子因開放式保持架設計而掉出的風險。

突破防電腐蝕的技術瓶頸

隨著電機效率的提高和高壓系統的加速，電腐蝕問題一直困擾著電傳動行業。解決軸承的電腐蝕問題是SKF混合陶瓷球軸承方案的另一個關鍵性能。

當電機轉速較低或長期運轉后軸承溫度較高時，軸承的潤滑和絕緣性能不足或下降，隨著800V電壓平臺的升高，軸承油膜被擊穿，其絕緣被破壞，進而在軸承中形成軸承電流。

當重要的官方電流通過軸承時，高溫可能會損壞軸承滾子和內外圈。比如滾道上會出現搓板紋，外觀呈深灰色，這是軸承電腐蝕的表現。電腐蝕帶來的典型結果包括軸承表面損傷、潤滑劑過早老化、異響、軸承和潤滑劑使用壽命縮短，最終導致軸承失效。因此，有必要……盡量給電機軸承增加絕緣設計，避免電腐蝕的危害。

圖片來源:天府

在保溫技術方面，業內有三種不同的技術路線:陶瓷涂層、聚合物涂層和陶瓷輥。在比較了三種路線后，SKF發現前兩種涂層技術在技術和散熱性能方面或多或少都有局限性。

使用混合陶瓷球軸承可以解決大多數問題。氮化硅是一種理想的電絕緣體，可以阻止電流在軸承內外圈之間通過，特別是具有抵抗新能源驅動的高頻軸電流的優異性能，從而避免因電腐蝕導致的軸承失效。除了絕緣性能，如上所述，氮化硅材質的軸承機械性能也很突出。

混合陶瓷球軸承優異的綜合性能，更加堅定了SKIFREF投入量產的決心。

產能與市場需求同步匹配。

其實制作一個小小的陶瓷球并不容易。需要將氮化硅粉末通過一定的工藝燒結成球坯，然后研磨成同樣大小的滾動體。其中氮化硅粉的冶煉由于純度要求高，包含了相當高的技術含量，不同的燒結工藝也會造成球體氣密性的差異。

為了滿足市場需求，SKF進行了從制粉到燒結、研磨的產能布局。斯卡夫在瑞典有自己的氮化硅粉體工廠，多年來形成了成熟的燒結和量產經驗。在生產和組裝過程中，堅持從系統層面對產品進行充分驗證，確保產品的安全性和可靠性。

同時，為了更好地滿足中國電動汽車快速發展的需求，SKF在制造、技術研發、客戶服務、供應鏈等方面進行了全價值鏈的本地化投資和布局。位于浙江新昌的全球最大球軸承生產基地SKF已交付產品。圍繞“智能”和“清潔”的品牌方向，秉承“根植中國、技術領先、運行可靠”的發展理念，SKF將與客戶一起引領電動汽車的發展。

電動汽車發展的拐點已經提前，現在電驅動系統正呈現全方位、系統級的創新局面。除了解決技術問題，更先進的技術帶來更高的動力輸出和更經濟的運行。在電氣化深度進化的未來，小零件或許能撬動巨大的市場。提前進入市場并做好充分技術準備的先行者，將在充滿可能性的市場中占據更有利的位置。

(以上內容來自(中國)有限公司電機能力中心技術經理梅，他在2022年6月24日由蓋世汽車主辦的2022中國汽車電驅動及關鍵技術-云論壇上發表了題為《先進電驅動系統軸承關鍵技術》的主題演講。)

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