近年來，隨著新能源汽車市場高飛猛漲，電驅(qū)系統(tǒng)在快速上量的同時，技術上也不斷突破，朝著集成化、平臺化、高壓化、高轉(zhuǎn)速等方向演進。然而，技術發(fā)展在帶來更快效率的同時，也會給現(xiàn)有的零部件帶來諸多挑戰(zhàn)。作為核心部件之一，軸承首當其沖面臨新的考驗和變革。
　　近日，斯凱孚中國區(qū)副總裁、東北亞軸承產(chǎn)品總監(jiān)郭明春在蓋世汽車舉辦的“第三屆電驅(qū)動及關鍵技術大會”上，圍繞電動化大趨勢下，電驅(qū)系統(tǒng)發(fā)展對于軸承的挑戰(zhàn)以及應對之策進行了詳細闡述。
　　斯凱孚郭明春：電驅(qū)時代，汽車軸承面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)和應對之策電驅(qū)系統(tǒng)發(fā)展迅猛，軸承技術遭遇新挑戰(zhàn)
　　乘聯(lián)會*新數(shù)據(jù)顯示，2022年我國新能源乘用車累計批發(fā)量649.8萬輛，同比增長96.3%。乘聯(lián)會預計2023年新能源車銷量850萬輛，滲透率達36%。在此背景下，電驅(qū)動系統(tǒng)增勢非?？捎^，這也給軸承等相關部件帶來新的發(fā)展空間。不過，隨著技術的不斷迭代，新的挑戰(zhàn)亦接踵而至。
　　在郭明春看來，電驅(qū)系統(tǒng)發(fā)展對軸承行業(yè)的挑戰(zhàn)主要呈現(xiàn)在以下幾個方面：
　　首先是高轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)今，新能源汽車對電機轉(zhuǎn)速提出越來越高的要求，目前比較常見的是20,000-25,000rpm，這對軸承來說是比較苛刻的挑戰(zhàn)，這個挑戰(zhàn)來自耐久性能和很高轉(zhuǎn)速的限制也來自潤滑。與此同時，我們看到扁線電機逐步成為技術趨勢，這在功率密度提升的同時，也對軸承的潤滑和發(fā)熱都帶來了新的考驗。
　　其次是低噪音。低噪音振動是電動汽車用戶體驗良好的關鍵，然而電機的高轉(zhuǎn)速趨勢給整機的NVH帶來了不小的挑戰(zhàn)，而軸承是NVH控制的關鍵因素之一。
　　再者，電腐蝕問題也在電機發(fā)展的過程中如影隨形。在傳統(tǒng)400V電驅(qū)系統(tǒng)內(nèi)，鋼球軸承電腐蝕已經(jīng)非常普遍；而在800V高壓系統(tǒng)中，隨著SiC基材逆變器被大規(guī)模使用，高壓和高開關頻率會進一步加劇電腐蝕的發(fā)生。
　　還有一點是電機輕量化帶來的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在新的設計中，軸承的使用數(shù)量越來越少、設計越來越緊湊，這對軸承的耐久壽命提出了更高要求。
　　從上述可見，面對電動化趨勢帶來的機遇與挑戰(zhàn)，軸承技術變革勢在必行。如何突破挑戰(zhàn)，打造適合電動化時代的軸承產(chǎn)品，成為相關企業(yè)面臨的一個新課題。
　　新一代軸承技術，逐一擊破各個挑戰(zhàn)
　　面對汽車行業(yè)新的發(fā)展趨勢，郭明春表示，斯凱孚在電動化方面較早便開啟了布局，在產(chǎn)品方面不斷尋求創(chuàng)新，目前在解決行業(yè)瓶頸方面已有較大突破。
　　高速球軸承——助推電機提速
　　據(jù)郭明春介紹，早在2018年，斯凱孚就發(fā)現(xiàn)了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*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。彼時市面上的新能源汽車電機轉(zhuǎn)速普遍為10,000rpm左右，而后轉(zhuǎn)速要求越來越高，逐步邁向15,000rpm、20,000rpm甚至更高。
　　針對此，2021年11月，斯凱孚發(fā)布了革命性的高轉(zhuǎn)速深溝球軸承HS1.8，該產(chǎn)品*高轉(zhuǎn)速系數(shù)可達180萬nDm，以40mm軸徑為例可滿足*高30,000rpm電機轉(zhuǎn)速。發(fā)布后一個月，就收獲了第1個客戶定點。
　　“設計上，我們把HS1.8軸承做成了比較標準的配置產(chǎn)品，因此可以滿足客戶快速的供應需求。”郭明春指出。
　　斯凱孚郭明春：電驅(qū)時代，汽車軸承面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)和應對之策HS1.8新一代高速球軸承（圖片來源：斯凱孚）新一代圓錐滾子軸承——追求*致低摩擦
　　郭明春介紹，在減速器內(nèi)常常會選用可承受較大軸向載荷的圓錐滾子軸承，但圓錐滾子軸承的摩擦力矩通常較高，在齒輪箱內(nèi)往往會消耗大部分的能量，是汽車軸承品類里的“能耗大戶”。降低圓錐滾子軸承的摩擦力矩對提高三合一電驅(qū)系統(tǒng)的能效有顯著貢獻。
　　通過優(yōu)化設計以及改進磨削工藝，在常規(guī)車速下，SKF新一代圓錐滾子軸承相比標準軸承能降低60%摩擦力矩能耗損失。在實現(xiàn)低能耗的同時，也能幫助提高軸承的使用壽命。
　　斯凱孚郭明春：電驅(qū)時代，汽車軸承面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)和應對之策新一代圓錐滾子軸承（圖片來源：斯凱孚）
　　另值得一提的是，目前斯凱孚獲得定點或量產(chǎn)中的軸承產(chǎn)品大多都采用碳氮共滲熱處理工藝，經(jīng)過這種熱處理工藝的軸承在應對特定工況時的壽命表現(xiàn)更為突出，能通過更好的耐久性能助力實現(xiàn)整體電驅(qū)系統(tǒng)的高可行性。
　　導電環(huán)+混合陶瓷球軸承——助力解決“電腐蝕”困擾電腐蝕往往會帶來軸承表面損壞、潤滑劑過早老化、產(chǎn)生異響等影響，并會縮短軸承和潤滑劑的使用壽命，*終導致軸承失效。對此，斯凱孚認為，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險，混合陶瓷球軸承加上導電環(huán)的配置能讓多數(shù)難題迎刃而解。
　　斯凱孚郭明春：電驅(qū)時代，汽車軸承面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)和應對之策電腐蝕現(xiàn)象 （圖片來源：斯凱孚）
　　首先在導電環(huán)上，斯凱孚已開發(fā)多年，該產(chǎn)品既適用于干式環(huán)境油脂潤滑的電機，也適用于油冷環(huán)境的電機，且可以一直保持在比較低的接觸電阻，具有優(yōu)良的導電性能。
　　再來說混合陶瓷球軸承，據(jù)郭明春介紹，該產(chǎn)品內(nèi)外套圈仍然采用軸承鋼，滾動體采用氮化硅材質(zhì)。這個產(chǎn)品*大亮點是，氮化硅作為天然的電絕緣體，能有效避免電腐蝕導致的軸承失效。斯凱孚混合陶瓷球軸承的其它性能優(yōu)勢也非常明顯，比如能降低摩擦力矩15-30%，速度性能提升至少10%，延長油脂壽命1。
　　斯凱孚郭明春：電驅(qū)時代，汽車軸承面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)和應對之策適用于新能源汽車的混合陶瓷高速球軸承技術（圖片來源：斯凱孚）值得一提的是，混合陶瓷球軸承原本是使用在高精尖的工業(yè)應用，需求量較少，成本相對較高。為了大幅降低其成本，斯凱孚在2017年收購了瑞典氮化硅粉末品牌Vesta Si，并在近年進行了擴產(chǎn)，以滿足高速增長的新能源汽車需求。
　　據(jù)郭明春透露，斯凱孚的混合陶瓷球軸承產(chǎn)品銷量將在未來兩三年內(nèi)實現(xiàn)指數(shù)級的上升。
　　提升本地能力，助力車企電動化加速
　　“現(xiàn)今，新能源汽車行業(yè)越來越‘卷’，特別是中國車企對供應鏈的快速響應能力提出了越來越高的要求。作為一家外企供應商，要滿足此點必須加強本土能力建設。因此我們提出了‘植根中國、技術引領和可行運轉(zhuǎn)’的戰(zhàn)略。”郭明春說到。
　　據(jù)介紹，斯凱孚在中國的發(fā)展至今已有110年。1912年，斯凱孚便開始在中國拓展業(yè)務。伴隨中國整體經(jīng)濟及汽車產(chǎn)業(yè)的大幅邁進，1997年，斯凱孚（中國）有限公司正式成立，投資節(jié)奏逐步加快。到目前為止，斯凱孚在中國已經(jīng)有十個生產(chǎn)基地，目前公司95%的汽車零部件產(chǎn)品已實現(xiàn)本地化生產(chǎn)。
　　近年來，面對汽車產(chǎn)業(yè)電動化、智能化等新的趨勢，斯凱孚再度增強了本地布局：
　　首先，為了強化本地工程能力，斯凱孚在中國設立了全球研發(fā)中心。
　　其次，為了滿足中國客戶的產(chǎn)能交付需求，在采購方面，斯凱孚也較早在中國區(qū)實現(xiàn)了從原材料到零部件成品的供應鏈本土化布局。
　　此外，在生產(chǎn)基地方面，斯凱孚也進行了擴建。如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1顆中國本土混合陶瓷球軸承的下線。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，且具備陶瓷球體檢驗與測試能力，該生產(chǎn)基地也在2022年12月實現(xiàn)了第50萬顆產(chǎn)品的下線。
　　總的來看，作為一家深度融入中國發(fā)展的外資企業(yè)，斯凱孚整條價值鏈已經(jīng)和中國產(chǎn)業(yè)鏈深度綁定在一起，隨著市場變化而快速轉(zhuǎn)變?！懊鎸﹄婒?qū)系統(tǒng)新的變化和要求，我們已經(jīng)做好了準備，未來將會持續(xù)發(fā)力，*大化助力中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。”郭明春總結說到。