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探索电动化浪潮下 斯凯孚轴承在助力能源汽车的产业高质量发展时的突破与创新

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  愈演愈烈的电动化趋势推动着汽车行业各领域加速创新。电动化浪潮下汽车的动力传动系统模块设计发生了翻天覆地的变化,这个变化不仅仅影响了发动机变速箱这些大总成,轴承作为一个小零部件其设计和供应链也在持续变革。

  新能源汽车为轴承行业带来了高转速、电腐蚀、高温、高承载冲击、振动噪音、润滑不良等方面的挑战。斯凯孚陶瓷球轴承,能满足高速、耐用、防腐蚀、静音等性能要求,帮助电驱系统运行得更加稳健、高效。采用斯凯孚高速球轴承解决方案的汇川动力总成系统,已大范围的应用在新能源乘用车、新能源商用车等主流OEM厂家。

  过去几年间,斯凯孚在中国践行“智能”和“清洁”的发展的策略,计划到2030年实现自身生产运行净零排放,到2050年将实现从原材料到成品整个供应链的净零排放。在与汇川的合作过程中,斯凯孚将充分的利用自身在智能和清洁领域的经验和优势,共享降碳方案,使双方产品在降碳方面处于产业链领头羊,共同推进未来出行和新能源汽车行业的可持续发展,改善出行对环境的影响,以此创造更大的环境经济效益。

  2018年,斯凯孚发现了一次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。当时,市面上的新能源汽车电机转速普遍为10,000rpm左右,而传统轴承已然不足以满足这一高转速的要求,这也正是斯凯孚高转速、低摩擦的节能轴承受到新能源电机青睐的原因。

  而当电机的转速开始从10,000rpm迈向15,000rpm之时,斯凯孚中国团队在本土开发出了适用于新能源高速电机的产品,并快速实现量产,帮助本土客户解决了“卡脖子”的技术瓶颈。

  2020至2021年,作为新能源行业上升期内的关键两年,一些主机厂的电机设计Z高转速已达20,000rpm甚至更高,斯凯孚创新推出增强型新能源高速电机轴承迅速成为热销产品。今年,斯凯孚的新一代HS1.8高速球轴承产品上市,搭载这款轴承的量产车型将于近两年陆续推出。

  除了高速球轴承之外,新一代圆锥滚子轴承是斯凯孚追求极致低摩擦的又一“利器”。

  在减速器内,圆锥滚子轴承可承受较大轴向载荷,但摩擦力较高会消耗大部分的能量,是电驱系统内摩擦损耗的“能耗大户”。若要提高三合一电驱系统的能效,就要想办法降低摩擦力。

  新一代SKF圆锥滚子轴承通过定制设计和磨削工艺,在常规车速下比标准滚子轴承减少60%的能耗损失。在实现低能耗的同时,还能保证轴承的常规使用的寿命,保证整体电驱系统高可靠性。

  电动汽车如影随形的“电腐蚀”难题也一直困扰着电驱动业。电腐蚀会带来轴承表面损坏、润滑剂过早老化、产生异响等影响,缩短轴承和润滑剂的常规使用的寿命,Z终导致轴承失效。

  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,斯凯孚的混合陶瓷球轴承加上导电环的配置能让多数电腐蚀难题迎刃而解。

  斯凯孚混合陶瓷球轴承方案采用钢制内外圈与陶瓷滚动体。滚动体氮化硅作为天然的电绝缘体,可有效阻止电流在轴承内外圈之间通过,因而具备了抵抗新能源电驱高频轴电流的特性。除了绝缘性能之外,氮化硅材质滚动体相比于钢球轴承还在耐磨性、轻量化、速度性能、绝缘性能、润滑性能等方面拥有更好的表现。

  陶瓷球轴承具有高硬度、高强度、高温耐性、低热线胀系数、低摩擦系数等优点,很适合用于新能源汽车行业的电动驱动中。

  其一,陶瓷球轴承相较于钢球轴承在磨损、腐蚀和高温等方面具有更加好的性能。缘由在于陶瓷材料具备更高的硬度和更低的热膨胀系数,因此能承受更高的负载和更高的速度。

  今年1月,斯凯孚在浙江新昌的球轴承生产基地举办了一场庆典,庆祝其第50万颗陶瓷球轴承正式投入应用于新能源汽车行业。这次50万颗陶瓷球轴承项目的顺利投入,标志着该公司在新能源汽车领域的技术和产品水平达到了新的高度,侧面也证明了陶瓷材料在汽车行业中的应用前景广阔,为新能源汽车行业的发展注入了新的动力。

  今年六月,斯凯孚在上海召开“重构旋转,共创美好未来:2023斯凯孚上半年度新产品发布会”,全面展示了基于客户的真实需求开发的最新创新成果。

  本次发布会,斯凯孚带来了新一代轴承产品解决方案DuraPro系列主轴承产品。与SKF标准系列轴承相比,SKF DuraPro系列主轴承产品能在相同的安装空间内提升15%的承载能力与最高2倍的额定寿命,可以在相同的性能下最高减轻25%的轴承重量。采用SKF DuraPro系列主轴承产品,在不改变外部接口尺寸的前提下,能够完全满足更高额定功率风力发电机组的设计使用需求。在开发伊始就选用SKF DuraPro系列主轴承产品,可以明显降低传动链的整体重量,节约传动链成本和整机成本,更紧凑的传动链结构也将逐步降低物流运输的限制,助力于风力发电机组大时代的稳步前行。先进的计算工具、专业的工程知识和可以模拟实际应用工况下的独特测试促成了这种新的轴承设计,同时这款新的产品也提升了在混合润滑条件下轴承产品的鲁棒性,逐步降低由表面引发的失效风险。

  展望未来,郭明春表示,斯凯孚的混合陶瓷球轴承产品预计将在未来两三年内实现数量级的上升,斯凯孚已通过全面布局做足准备,将适应新能源汽车领域快速地发展的技术需求。作为全世界旋转轴相关领域解决方案的行业专家,斯凯孚在持续加强技术投入和产品研发的同时,也致力于携手价值链各方同培育行业发展的创新生态。近期,由斯凯孚发起编制的轴承产品品种类型规则(PCR)在国际EPD体系(The International EPD® System)成功注册,不仅为全球轴承消费者做出更明智且可持续性的选择提供了依据,还为轴承、轴承组合及其零部件的全生命周期评估提供了标准,将有效助力行业碳减排。面向未来,斯凯孚将继续着眼“智能”与“清洁”两大发力点,以创新技术重构旋转,携手各方伙伴共筑行业未来。

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