沈阳瑞思达轴承有限公司

SHENYANG TOTAL BEARINGS CO.,LTD

N
新闻资讯

技术动态

防止电动汽车传动系统中轴承的电蚀

分类:技术动态 发布时间2023-01-09 14:16 浏览量:1399

日本精工目前正在开发一种具有成本效益的新方法,以防止电动汽车(EV)动力传动系统中的电蚀。基于生产用于深沟球轴承的专利塑料包覆成型的独特方法,与昂贵的“混合”轴承相比,电动汽车制造商将节省大量成本,这些轴承具有陶瓷制成的绝缘部件。

适用于内圈和外圈,专利绝缘层厚度范围为0.7至1.2mm。

由于存在在多相之间频繁切换的逆变器等情况,寄生电流可能会通过电动汽车电机的多条路径。特定类型的电动机结构也可能导致各种轴承电流,包括转子接地轴承电流、循环轴承电流和 EDM(电火花加工)电流。

特别是电火花加工电流对轴承构成严重风险,主要是由于在特定电压下发生的电弧。这种电弧(负载充电)导致在相当高的安培值下不受控制的放电,从根本上改变了钢轴承套圈和滚珠的形态。在这里,材料在金属表面上熔化并重新凝固,因此内圈和外圈的轴承滚道上开始出现几微米深的波纹。过多的噪音通常是此问题的第一个指标。对于随着不断发展而变得越来越安静的电动汽车来说,噪音是非常不可取的。

NSK测试表明包覆成型轴承创新与标准NSK轴承相比取得了成功

NSK决定是时候着手为这个长期存在的问题制定解决方案了,首先通过评估促进电蚀的条件,包括:负载、转速、温度和润滑剂粘度等操作条件;由此产生的润滑条件(流体动力学、混合、边界);以及电阻(材料和电容)等电气特性。

帮助防止电蚀的既定方法基本上包括绝缘或传导。如果电荷不太高,则使用导电润滑脂或尺寸良好的接地元件可能就足够了。但是,对于特定的轴承位置,例如齿轮箱之前的驱动端轴承,需要陶瓷或塑料轴承部件形式的绝缘。例如,NSK可以使用陶瓷作为外圈/内圈的涂层,或者可以用陶瓷制造整个滚筒元件和滚珠。虽然这些“混合陶瓷”轴承提供了对抗电蚀的最佳对策,但它们也很昂贵。

对更具成本效益的解决方案的需求迫在眉睫,因为电动汽车的高压架构即将从当今占主导地位的 400V 系统转变为 800V。后者最早可能在2030年占据50%的市场份额,这将使问题增加一倍,并且需要对轴承采取更好的保护措施。
因此,日本精工建议使用由高性能PPS(聚苯硫醚)聚合物制成的塑料包覆成型,该聚合物具有高耐热性和各种化学品性,以及稳定的电气和机械性能(即使在高达150°C的温度下)。此外,与许多其他聚合物类型不同,该材料具有低吸水率,可确保尺寸稳定性。

全面的NSK测试揭示了包覆成型轴承与公司标准轴承相比的性能。例如,在 24V 电压和 15kHz 频率下,标准轴承的内圈和外圈显示出明显的电蚀。相比之下,新的NSK包覆成型轴承没有证据表明这种现象。在不同的转速下会产生相同的结果。

包覆成型的生产得益于位于欧洲NSK工厂的创新注塑工艺,以优化对电动汽车行业的供应。特殊的模具特征可确保分子和玻璃纤维的均匀分布和取向,以优化机械性能。值得注意的是,包覆成型的精度意味着不需要研磨,从而留下“结构化”的表面处理。因此,轴承座与轴承外径之间没有100%接触,从而产生充满空气的间隙。空气是一种很好的隔离器,无需任何成本。这项创新为NSK解决方案提供了市场差异化。另一个好处是,结构化光洁度克服了轴承座内轴承蠕变的既定问题,因为由于多个接触点(取决于用例),它可能会提供更好的配合。

适用于内圈和外圈,专利绝缘层的厚度通常在0.7至1.2mm之间。为了适应额外的材料,NSK可以提供空间中立的解决方案。在开始新的轴承设计时,这是最简单的,尽管NSK也可以相应地加工现有轴承外径的材料。但是,此解决方案存在成本因素。作为替代方案,原始设备制造商可以考虑开放容纳轴承的外壳,这意味着NSK不必改变其工艺。采用这一途径使电动汽车制造商能够充分利用与混合陶瓷轴承相比可节省的显着成本。

最后,电动汽车行业有一种经济高效的解决方案,可以消除电气化传动系统中轴承的电蚀。二次成型目前适用于NSK的6008,即将应用于其6206深沟球轴承系列(密封和非密封),这是电动汽车应用的理想选择。

 

分享到:
上一篇:监测低速轴承的艺术
下一篇:手持式电动工具轴承

版权所有©沈阳瑞思达轴承有限公司

电话:024-22923833 传真:024-88729249

手机:13940483518(微信)

辽ICP备2021004399号

技术支持 | 启达传媒