近年來，隨著新能源汽車市場高飛猛漲，電驅系統在快速上量的同時，技術上也不斷突破，朝著集成化、平臺化、高壓化、高轉速等方向演進。然而，技術發展在帶來更高效率的同時，也會給現有的零部件帶來諸多挑戰。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，斯凱孚中國區副總裁、東北亞軸承產品總監郭明春在蓋世汽車舉辦的“第三屆電驅動及關鍵技術大會”上，圍繞電動化大趨勢下，電驅系統發展對于軸承的挑戰以及應對之策進行了詳細闡述。

電驅系統發展迅猛，軸承技術遭遇新挑戰

乘聯會最新數據顯示，2022年我國新能源乘用車累計批發量649.8萬輛，同比增長96.3%。乘聯會預計2023年新能源車銷量850萬輛，滲透率達36%。在此背景下，電驅動系統增勢非常可觀，這也給軸承等相關部件帶來新的發展空間。不過，隨著技術的不斷迭代，新的挑戰亦接踵而至。

在郭明春看來，電驅系統發展對軸承行業的挑戰主要呈現在以下幾個方面：

首先是高轉速。現今，新能源汽車對電機轉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，這個挑戰來自耐久性能和極高轉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，然而電機的高轉速趨勢給整機的NVH帶來了不小的挑戰，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展的過程中如影隨形。在傳統400V電驅系統內，鋼球軸承電腐蝕已經非常普遍；而在800V高壓系統中，隨著SiC基材逆變器被大規模使用，高壓和高開關頻率會進一步加劇電腐蝕的發生。

還有一點是電機輕量化帶來的挑戰。現在新的設計中，軸承的使用數量越來越少、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，軸承技術變革勢在必行。如何突破挑戰，打造適合電動化時代的軸承產品，成為相關企業面臨的一個新課題。

新一代軸承技術，逐一擊破各個挑戰

面對汽車行業新的發展趨勢，郭明春表示，斯凱孚在電動化方面較早便開啟了布局，在產品方面不斷尋求創新，目前在解決行業瓶頸方面已有較大突破。

■ 高速球軸承——助推電機提速

據郭明春介紹，早在2018年，斯凱孚就發現了市場上不同尋常的變化：自家的新式節能軸承作為一款工業產品，因其領先于傳統球軸承的高轉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速普遍為10,000rpm左右，而后轉速要求越來越高，逐步邁向15,000rpm、20,000rpm甚至更高。

針對此，2021年11月，斯凱孚發布了革命性的高轉速深溝球軸承HS 1.8，該產品最高轉速系數可達180萬nDm，以40mm軸徑為例可滿足最高30,000rpm電機轉速。發布后一個月，就收獲了第一個客戶定點。

“設計上，我們把HS1.8軸承做成了比較標準的配置產品，因此可以滿足客戶快速的供應需求。”郭明春指出。

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——追求極致低摩擦

郭明春介紹，在減速器內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系統的能效有顯著貢獻。

通過優化設計以及改進磨削工藝，在常規車速下，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。在實現低能耗的同時，也能幫助提高軸承的使用壽命。

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中的軸承產品大多都采用碳氮共滲熱處理工藝，經過這種熱處理工藝的軸承在應對特定工況時的壽命表現更為突出，能通過更好的耐久性能助力實現整體電驅系統的高可靠性。

■ 導電環+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、產生異響等影響，并會縮短軸承和潤滑劑的使用壽命，最終導致軸承失效。對此，斯凱孚認為，面對不論是系統環形電流還是EDM軸電流帶來的電腐蝕風險，混合陶瓷球軸承加上導電環的配置能讓多數難題迎刃而解。

電腐蝕現象 （圖片來源：斯凱孚）

首先在導電環上，斯凱孚已開發多年，該產品既適用于干式環境油脂潤滑的電機，也適用于油冷環境的電機，且可以一直保持在比較低的接觸電阻，具有優異的導電性能。

再來說混合陶瓷球軸承，據郭明春介紹，該產品內外套圈仍然采用軸承鋼，滾動體采用氮化硅材質。這個產品最大亮點是，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100%。

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，以滿足高速增長的新能源汽車需求。

據郭明春透露，斯凱孚的混合陶瓷球軸承產品銷量將在未來兩三年內實現指數級的上升。

提升本地能力，助力車企電動化加速

“現今，新能源汽車行業越來越‘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、技術引領和可靠運轉’的戰略。”郭明春說到。

據介紹，斯凱孚在中國的發展至今已有110年。1912年，斯凱孚便開始在中國拓展業務。伴隨中國整體經濟及汽車產業的大幅邁進，1997年，斯凱孚（中國）有限公司正式成立，投資節奏逐步加快。到目前為止，斯凱孚在中國已經有十個生產基地，目前公司95%的汽車零部件產品已實現本地化生產。

近年來，面對汽車產業電動化、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中心。

其次，為了滿足中國客戶的產能交付需求，在采購方面，斯凱孚也較早在中國區實現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基地建立完成，并于2021年9月實現了第一顆中國本土混合陶瓷球軸承的下線。斯凱孚新昌生產基地延續了斯凱孚“智能”、“清潔”的中國戰略，且具備陶瓷球體檢驗與測試能力，該生產基地也在2022年12月實現了第50萬顆產品的下線。

總的來看，作為一家深度融入中國發展的外資企業，斯凱孚整條價值鏈已經和中國產業鏈深度綁定在一起，隨著市場變化而快速轉變。“面對電驅系統新的變化和要求，我們已經做好了準備，未來將會持續發力，最大化助力中國新能源汽車產業的高速發展。”郭明春總結說到。

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