NTN Co., Ltd. (nachstehend NTN genannt) hat die "isolierend beschichtete Lager", die resistent gegen elektrische Korrosion sind, für das Drei-Elektro-System (e-Axle) von reinen Elektro- (EV) und Hybridfahrzeugen (HEV).
NTN hat den Außendurchmesser und die Stirnfläche des Lageraußenrings mit einer Isolierschicht überzogen, um zu verhindern, dass elektrischer Strom im Lager fließt. Das Lager kann Spannungen von über 100 V standhalten und hat gute Isolationseigenschaften, was dem Markttrend der Hochspannungsfahrzeuge mit neuer Energie entspricht.
F&E-Hintergrund
In den letzten Jahren haben verschiedene Branchen die Dekarbonisierung und Emissionsreduzierung vorangetrieben, so dass auch der Automobilmarkt die Entwicklung und Verbreitung umweltfreundlicher Modelle, einschließlich EVs und HEVs, beschleunigt. Diese Autos mit Motoren als Hauptantriebsquelle sind mit einem e-Axle-System ausgestattet, das Motoren, Wechselrichter und Untersetzungsgetriebe in sich vereint.
e-Axle wird mit Strom angetrieben, aber wenn der Strom durch das Innere des Lagers fließt, entstehen elektrische Funken, die die Metallstruktur korrodieren und abblättern lassen. Daher ist die Überwindung der durch Leckstrom verursachten elektrischen Korrosion ein Problem für Lager, die in dreistrombetriebenen Systemen verwendet werden.
Vorteile von F&E-Produkten
Elektrische Korrosionsbeständigkeit
Durch das Aufbringen einer isolierenden Beschichtung auf den Außendurchmesser und die Stirnfläche des Lageraußenrings wird der Strom, der durch das Innere des Lagers fließt, abgeschwächt, so dass es isolierend genug ist, um Spannungen über 100 V standzuhalten. Die Spannung, der die Motorlager standhalten, beträgt im Allgemeinen weniger als 10% der Batteriespannung, so dass die Lager sich auch dann noch anpassen können, wenn die Batteriespannung in Zukunft auf 800 V ansteigt.
Wärmeableitung
Da die Dicke der Beschichtung sowohl die elektrische Korrosionsbeständigkeit als auch die Wärmeableitung berücksichtigt, hat sie die gleichen Wärmeableitungseigenschaften wie unbeschichtete Standardprodukte.
Abriebfestigkeit
Der Isolierfilm hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine gute Verschleißfestigkeit. Im Vergleich zu Standardprodukten ohne Beschichtung kann sie den Gesamtverschleiß des Außendurchmessers des Außenrings und der Innenwand des Lagergehäuses um 88% reduzieren. Selbst wenn im festen Außenring Kriechschlupf auftritt, kann die für die Isolierung erforderliche Schichtdicke gewährleistet werden.
Äußere Laufbahnoberfläche nach elektrischer Korrosionsprüfung
Standardprodukte verursachen wellenblechartige Schäden, die nur bei elektrischer Korrosion auftreten.
Darüber hinaus kann die diesmal entwickelte Isolierbeschichtung auf verschiedene NTN-Lager auf e-Axle angewendet werden, darunter auch die Hochgeschwindigkeitslager von NTN. Rillenkugellager.
Isolierbeschichtete Lager
Elektrische Korrosion der e-Achse
Um die Lebensdauer der Batterien von Fahrzeugen mit neuer Energie zu verlängern und die Ladezeit zu verkürzen, wird die Spannung von EV-Batterien immer höher. Es wird erwartet, dass 800-V-Batterien in Zukunft weit verbreitet sein werden, aber auch die Auswirkungen der durch Hochspannung verursachten elektrischen Korrosion auf die Lager werden zunehmen.
Um den Motor effizienter zu steuern, wird außerdem die Steuerfrequenz des Wechselrichters ständig erhöht. Es ist absehbar, dass die Anzahl der Funkenbildung zunehmen wird, was die Wahrscheinlichkeit von elektrischer Korrosion erhöht.
Um die Batterielebensdauer des Fahrzeugs zu verlängern und elektrische Energie zu sparen, entwickelt sich die e-Achse weiter in Richtung geringe Größe und geringes Gewicht. Trotz der geringen Größe und des geringen Gewichts muss der Motor weiterhin ein hohes Drehmoment und eine hohe Leistung aufweisen, so dass die Lager hochdrehend sein müssen.
Andererseits werden die Lager und Lagergehäuse immer dünner, je leichter die e-Achse wird. Unter der zusätzlichen Einwirkung der Last neigt der Außenring des Lagers zum Rutschen. Das Gleiten des Außenrings führt zu Lagerverschleiß, was wiederum die Exzentrizität und Neigung des Lagers verursacht, was zu anormalen Geräuschen und Vibrationen des Gehäuses führt, und das erzeugte Schleifpulver verringert die Lebensdauer des Lagers.
