高转速时代已至，斯凯孚轴承关键技术赋能电机提速增效

高速和高压电机、深度系统集成、平台开发、系统和部件的NVH优化、热管理、新型电机和逆变器、智能电机控制、高速轴承和密封件、油冷电机润滑和低成本电池方案......如今，电驱动系统呈现出全方位、系统级的创新局面。

作为一家在轴承技术和制造领域深耕多年的公司，SKF正在不断突破高速电驱动可靠旋转所需的关键轴承技术。高速主要体现在高速电驱动轴承的研发上，同时SKF也在分析轴电流产生的原理及其对轴承的影响。

先进的电力驱动技术成为一种趋势。

目前新能源市场有四大趋势:可持续、数字化、电驱动、区域化。其中，围绕提高电机效率这一主旋律，电传动技术有几大技术方向:800V高压系统、碳化硅半导体、提高电机转速、扁线绕组、直接油冷电机技术。

如今新能源汽车电驱动的技术趋势是试图解决用户续航焦虑和能量补充焦虑两大问题。800V高压平台的应用，可以大大提高电池的充电速度，从而解决用户的焦虑。因为800V的引入，原来的硅基半导体已经不能满足电控能耗的要求。因此，碳化硅SiC半导体在高电压和相同开关频率下的能耗比IGBT大大降低，受到广大厂商的青睐，也为进一步提高电机转速和功率密度提供了条件。

图片来源:天府

要提高功率密度，不仅有提高电机转速的方法，而且扁线绕线电机和直接油冷技术已经应用到市场上量产的车辆上，成为提高功率密度的主流技术。

SKF致力于为新能源汽车及其电驱动系统提供整体解决方案，帮助电驱动系统更加稳定高效地运行。

电力驱动技术快速发展，电机轴承面临挑战

无论是电子元器件还是机械零件的变化，技术的迭代往往需要一定的过程。技术的快速发展不仅会带来更高的效率，也会给现有的零部件带来很多挑战。

首先，电传动的高速运转背后是动力的提升，这对轴承的润滑和性能提出了非常高的要求，高温环境会对轴承的耐热性提出更高的要求。此外，目前的设计趋势是电机轴和减速器输入轴更多的是由四轴承演变为三轴承，这意味着电机驱动端的轴承将承受更多来自齿轮的力，轴承的载荷将大大增加。在现有的电驱动设计模式下，高速、高负载成为新的挑战。

图片来源:希夫官网

此外，低噪音振动是良好用户体验的关键。在整个电驱动系统中，电机的NVH(噪声、振动、声振粗糙度)水平逐渐成为消费者关注的重要指标。然而，电机高转速的趋势给NVH带来了相当大的挑战。

可见，电动化的趋势正在推动汽车行业各个领域的深入变革，从整车到轴承。如何逐一突破挑战，打造高性能、高适应性的轴承产品？希夫的混合陶瓷轴承提供了最好的解决方案。

关键轴承技术使电机加速并提高效率

如上所述，电力驱动系统的演进要求轴承具有更多特殊性能，如有助于提高功率密度、减少摩擦、高承载能力等。斯卡夫成熟的混合陶瓷球轴承方案采用钢制内外圈和陶瓷滚动体，赋予轴承独特的性能，成为最好的……新能源电力驱动轴承解决方案。

图片来源:天府

首先，与钢球轴承相比，陶瓷球轴承在摩擦学性能上具有无可比拟的优势。无论是耐磨性、高速时的摩擦损失、运行温度、延长润滑脂寿命、提高轴承极限转速、在润滑不良的情况下维持正常运转，陶瓷球都有着优异的性能。这些恰恰是新能源电驱动轴承所需要的关键技术性能。

陶瓷和钢滚动体图片来源:SKF

轴承是由很多零件组成的，每个零件都是影响转速的重要因素。除了滚珠之外，另一个关键是保持架设计。保持架的主要作用是保持滚子之间的距离，防止滚子之间的接触，从而减少摩擦。在目前的新能源市场上，为了进一步提高电机转速，很多轴承厂商也在笼子上下了不少功夫。

目录产品中轴承一般采用钢保持架，高速领域通常采用尼龙保持架。SKF最新推出的TN6高速罐笼，速度系数高达180万nDm，足以应对新能源电驱动越来越高的速度。此外，装有陶瓷球的滚子，由于重量较轻，在高速时保持架受力较小，也有利于降低滚子因开放式保持架设计而掉出的风险。

突破防电腐蚀的技术瓶颈

随着电机效率的提高和高压系统的加速，电腐蚀问题一直困扰着电传动行业。解决轴承的电腐蚀问题是SKF混合陶瓷球轴承方案的另一个关键性能。

当电机转速较低或长期运转后轴承温度较高时，轴承的润滑和绝缘性能不足或下降，随着800V电压平台的升高，轴承油膜被击穿，其绝缘被破坏，进而在轴承中形成轴承电流。

当重要的官方电流通过轴承时，高温可能会损坏轴承滚子和内外圈。比如滚道上会出现搓板纹，外观呈深灰色，这是轴承电腐蚀的表现。电腐蚀带来的典型结果包括轴承表面损伤、润滑剂过早老化、异响、轴承和润滑剂使用寿命缩短，最终导致轴承失效。因此，有必要对电机轴承进行绝缘设计，以避免电腐蚀的危害。

图片来源:天府

在保温技术方面，业内有三种不同的技术路线:陶瓷涂层、聚合物涂层和陶瓷辊。在比较了三种路线后，SKF发现前两种涂层技术在技术和散热性能方面或多或少都有局限性。

使用混合陶瓷球轴承可以解决大多数问题。氮化硅是一种理想的电绝缘体，可以阻止电流在轴承内外圈之间通过，特别是具有抵抗新能源驱动的高频轴电流的优异性能，从而避免因电腐蚀导致的轴承失效。除了绝缘性能，如上所述，氮化硅材质的轴承机械性能也很突出。

混合陶瓷球轴承优异的综合性能，更加坚定了SKIFREF投入量产的决心。

产能与市场需求同步匹配。

其实制作一个小小的陶瓷球并不容易。需要将氮化硅粉末通过一定的工艺烧结成球坯，然后研磨成同样大小的滚动体。其中氮化硅粉的冶炼由于纯度要求高，包含了相当高的技术含量，不同的烧结工艺也会造成球体气密性的差异。

为了满足市场需求，SKF从粉体到烧结、石墨的产能布局……丁。斯卡夫在瑞典有自己的氮化硅粉体工厂，多年来形成了成熟的烧结和量产经验。在生产和组装过程中，坚持从系统层面对产品进行充分验证，确保产品的安全性和可靠性。

同时，为了更好地满足中国电动汽车快速发展的需求，SKF在制造、技术研发、客户服务、供应链等方面进行了全价值链的本地化投资和布局。位于浙江新昌的全球最大球轴承生产基地SKF已交付产品。围绕“智能”和“清洁”的品牌方向，秉承“根植中国、技术领先、运行可靠”的发展理念，SKF将与客户一起引领电动汽车的发展。

电动汽车发展的拐点已经提前，现在电驱动系统正呈现全方位、系统级的创新局面。除了解决技术问题，更先进的技术带来更高的动力输出和更经济的运行。在电气化深度进化的未来，小零件或许能撬动巨大的市场。提前进入市场并做好充分技术准备的先行者，将在充满可能性的市场中占据更有利的位置。

(以上内容来自(中国)有限公司电机能力中心技术经理梅，他在2022年6月24日由盖世汽车主办的2022中国汽车电驱动及关键技术-云论坛上发表了题为《先进电驱动系统轴承关键技术》的主题演讲。)高速和高压电机、深度系统集成、平台开发、系统和部件的NVH优化、热管理、新型电机和逆变器、智能电机控制、高速轴承和密封件、油冷电机润滑和低成本电池方案......如今，电驱动系统呈现出全方位、系统级的创新局面。

作为一家在轴承技术和制造领域深耕多年的公司，SKF正在不断突破高速电驱动可靠旋转所需的关键轴承技术。高速主要体现在高速电驱动轴承的研发上，同时SKF也在分析轴电流产生的原理及其对轴承的影响。

先进的电力驱动技术成为一种趋势。

目前新能源市场有四大趋势:可持续、数字化、电驱动、区域化。其中，围绕提高电机效率这一主旋律，电传动技术有几大技术方向:800V高压系统、碳化硅半导体、提高电机转速、扁线绕组、直接油冷电机技术。

如今新能源汽车电驱动的技术趋势是试图解决用户续航焦虑和能量补充焦虑两大问题。800V高压平台的应用，可以大大提高电池的充电速度，从而解决用户的焦虑。因为800V的引入，原来的硅基半导体已经不能满足电控能耗的要求。因此，碳化硅SiC半导体在高电压和相同开关频率下的能耗比IGBT大大降低，受到广大厂商的青睐，也为进一步提高电机转速和功率密度提供了条件。

图片来源:天府

要提高功率密度，不仅有提高电机转速的方法，而且扁线绕线电机和直接油冷技术已经应用到市场上量产的车辆上，成为提高功率密度的主流技术。

SKF致力于为新能源汽车及其电驱动系统提供整体解决方案，帮助电驱动系统更加稳定高效地运行。

电力驱动技术快速发展，电机轴承面临挑战

无论是电子元器件还是机械零件的变化，技术的迭代往往需要一定的过程。技术的快速发展不仅会带来更高的效率，也会给现有的零部件带来很多挑战。

首先，电驱动的高速运行是动力提升的背后，这普……对轴承的润滑和性能提出了非常高的要求，高温环境会对轴承的耐热性提出更高的要求。此外，目前的设计趋势是电机轴和减速器输入轴更多的是由四轴承演变为三轴承，这意味着电机驱动端的轴承将承受更多来自齿轮的力，轴承的载荷将大大增加。在现有的电驱动设计模式下，高速、高负载成为新的挑战。

图片来源:希夫官网

此外，低噪音振动是良好用户体验的关键。在整个电驱动系统中，电机的NVH(噪声、振动、声振粗糙度)水平逐渐成为消费者关注的重要指标。然而，电机高转速的趋势给NVH带来了相当大的挑战。

可见，电动化的趋势正在推动汽车行业各个领域的深入变革，从整车到轴承。如何逐一突破挑战，打造高性能、高适应性的轴承产品？希夫的混合陶瓷轴承提供了最好的解决方案。

关键轴承技术使电机加速并提高效率

如上所述，电力驱动系统的演进要求轴承具有更多特殊性能，如有助于提高功率密度、减少摩擦、高承载能力等。斯卡夫成熟的混合陶瓷球轴承方案，采用钢制内外圈和陶瓷滚动体，赋予轴承独特的性能，成为新能源电驱动轴承的最佳解决方案。

图片来源:天府

首先，与钢球轴承相比，陶瓷球轴承在摩擦学性能上具有无可比拟的优势。无论是耐磨性、高速时的摩擦损失、运行温度、延长润滑脂寿命、提高轴承极限转速、在润滑不良的情况下维持正常运转，陶瓷球都有着优异的性能。这些恰恰是新能源电驱动轴承所需要的关键技术性能。

陶瓷和钢滚动体图片来源:SKF

轴承是由很多零件组成的，每个零件都是影响转速的重要因素。除了滚珠之外，另一个关键是保持架设计。保持架的主要作用是保持滚子之间的距离，防止滚子之间的接触，从而减少摩擦。在目前的新能源市场上，为了进一步提高电机转速，很多轴承厂商也在笼子上下了不少功夫。

目录产品中轴承一般采用钢保持架，高速领域通常采用尼龙保持架。SKF最新推出的TN6高速罐笼，速度系数高达180万nDm，足以应对新能源电驱动越来越高的速度。此外，装有陶瓷球的滚子，由于重量较轻，在高速时保持架受力较小，也有利于降低滚子因开放式保持架设计而掉出的风险。

突破防电腐蚀的技术瓶颈

随着电机效率的提高和高压系统的加速，电腐蚀问题一直困扰着电传动行业。解决轴承的电腐蚀问题是SKF混合陶瓷球轴承方案的另一个关键性能。

当电机转速较低或长期运转后轴承温度较高时，轴承的润滑和绝缘性能不足或下降，随着800V电压平台的升高，轴承油膜被击穿，其绝缘被破坏，进而在轴承中形成轴承电流。

当重要的官方电流通过轴承时，高温可能会损坏轴承滚子和内外圈。比如滚道上会出现搓板纹，外观呈深灰色，这是轴承电腐蚀的表现。电腐蚀带来的典型结果包括轴承表面损伤、润滑剂过早老化、异响、轴承和润滑剂使用寿命缩短，最终导致轴承失效。因此，有必要……尽量给电机轴承增加绝缘设计，避免电腐蚀的危害。

图片来源:天府

在保温技术方面，业内有三种不同的技术路线:陶瓷涂层、聚合物涂层和陶瓷辊。在比较了三种路线后，SKF发现前两种涂层技术在技术和散热性能方面或多或少都有局限性。

使用混合陶瓷球轴承可以解决大多数问题。氮化硅是一种理想的电绝缘体，可以阻止电流在轴承内外圈之间通过，特别是具有抵抗新能源驱动的高频轴电流的优异性能，从而避免因电腐蚀导致的轴承失效。除了绝缘性能，如上所述，氮化硅材质的轴承机械性能也很突出。

混合陶瓷球轴承优异的综合性能，更加坚定了SKIFREF投入量产的决心。

产能与市场需求同步匹配。

其实制作一个小小的陶瓷球并不容易。需要将氮化硅粉末通过一定的工艺烧结成球坯，然后研磨成同样大小的滚动体。其中氮化硅粉的冶炼由于纯度要求高，包含了相当高的技术含量，不同的烧结工艺也会造成球体气密性的差异。

为了满足市场需求，SKF进行了从制粉到烧结、研磨的产能布局。斯卡夫在瑞典有自己的氮化硅粉体工厂，多年来形成了成熟的烧结和量产经验。在生产和组装过程中，坚持从系统层面对产品进行充分验证，确保产品的安全性和可靠性。

同时，为了更好地满足中国电动汽车快速发展的需求，SKF在制造、技术研发、客户服务、供应链等方面进行了全价值链的本地化投资和布局。位于浙江新昌的全球最大球轴承生产基地SKF已交付产品。围绕“智能”和“清洁”的品牌方向，秉承“根植中国、技术领先、运行可靠”的发展理念，SKF将与客户一起引领电动汽车的发展。

电动汽车发展的拐点已经提前，现在电驱动系统正呈现全方位、系统级的创新局面。除了解决技术问题，更先进的技术带来更高的动力输出和更经济的运行。在电气化深度进化的未来，小零件或许能撬动巨大的市场。提前进入市场并做好充分技术准备的先行者，将在充满可能性的市场中占据更有利的位置。

(以上内容来自(中国)有限公司电机能力中心技术经理梅，他在2022年6月24日由盖世汽车主办的2022中国汽车电驱动及关键技术-云论坛上发表了题为《先进电驱动系统轴承关键技术》的主题演讲。)

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