A NTN Co., Ltd. (a seguir designada por NTN) desenvolveu a "rolamentos com revestimento isolante" resistentes à corrosão eléctrica para o sistema de três eixos eléctricos (e-Axle) de veículos puramente eléctricos (EV) e híbridos (HEV).
A NTN revestiu uma camada de película isolante no diâmetro exterior e na face final do anel exterior do rolamento para evitar que a corrente eléctrica flua no interior do rolamento. Pode suportar tensões superiores a 100V e tem boas propriedades de isolamento, o que está de acordo com a tendência do mercado de veículos de alta tensão para novas energias.
Antecedentes de I&D
Nos últimos anos, várias indústrias têm vindo a promover a descarbonização e a redução de emissões, pelo que o mercado automóvel também está a acelerar o desenvolvimento e a popularização de modelos amigos do ambiente, incluindo VEs e VHEs. Estes automóveis com motores como fonte de energia principal estão equipados com um sistema e-Axle que combina motores, inversores e redutores num só.
O e-Axle é acionado por eletricidade, mas são geradas faíscas eléctricas quando a corrente passa pelo interior do rolamento, provocando a corrosão e o descolamento da estrutura metálica. Por conseguinte, superar a corrosão eléctrica causada pela corrente de fuga é um problema para os rolamentos utilizados em sistemas tri-eléctricos.
Vantagens dos produtos de I&D
Resistência à corrosão eléctrica
Ao aplicar um revestimento isolante no diâmetro exterior e na face final do anel exterior da chumaceira, a corrente que passa pelo interior da chumaceira é enfraquecida, tornando-a suficientemente isolante para suportar tensões superiores a 100V. A tensão que as chumaceiras do motor suportam é geralmente inferior a 10% da tensão da bateria, pelo que as chumaceiras podem adaptar-se mesmo que a tensão da bateria aumente para 800V no futuro.
Dissipação de calor
Uma vez que a espessura do revestimento tem em conta tanto a resistência à corrosão eléctrica como a dissipação de calor, tem as mesmas propriedades de dissipação de calor que os produtos padrão não revestidos.
Resistência ao desgaste
A película de isolamento tem um baixo coeficiente de fricção e uma boa resistência ao desgaste. Em comparação com produtos standard sem revestimento, pode reduzir o desgaste total do diâmetro exterior do anel exterior e da parede interior da caixa de rolamentos em 88%. Mesmo que ocorra deslizamento por fluência no anel exterior fixo, a espessura de revestimento necessária para o isolamento pode ser garantida.
Superfície exterior da pista de corrida após ensaio de corrosão eléctrica
Os produtos padrão causam danos semelhantes a placas onduladas que são exclusivos da corrosão eléctrica.
Além disso, o revestimento isolante desenvolvido desta vez pode ser aplicado a vários rolamentos NTN no e-Axle, incluindo os rolamentos rígidos de esferas de alta velocidade da NTN.
Rolamentos com revestimento isolante
Corrosão eléctrica do e-Axle
Para aumentar a vida útil da bateria dos veículos de energia nova e encurtar o tempo de carregamento da bateria, a tensão das baterias dos veículos eléctricos está a aumentar cada vez mais. Espera-se que as baterias de 800V sejam populares no futuro, mas o impacto da corrosão eléctrica causada pela alta tensão nos rolamentos também se tornará maior.
Além disso, para controlar o motor de forma mais eficiente, a frequência de controlo do inversor está também a aumentar constantemente. É previsível que o número de ocorrências de faíscas aumente, aumentando a probabilidade de corrosão eléctrica.
Para prolongar a vida útil da bateria do veículo e poupar energia eléctrica, o e-Axle continua a desenvolver-se no sentido do tamanho pequeno e do peso leve. Embora pequeno e leve, para satisfazer os requisitos de condução, o motor deve continuar a ter um binário e uma potência elevados, pelo que os rolamentos devem ser de alta velocidade.
Por outro lado, à medida que o e-Axle se torna mais leve, os rolamentos e as caixas de rolamentos tornam-se cada vez mais finos. Sob o efeito adicional da carga, o anel exterior do rolamento é suscetível de escorregar. O deslizamento do anel externo provoca o desgaste do rolamento, que por sua vez provoca a excentricidade e a inclinação do rolamento, resultando em ruído e vibração anormais da caixa, e o pó de moagem gerado reduzirá a vida útil do rolamento.
