Компания NTN Co., Ltd. (далее NTN) разработала "подшипники с изоляционным покрытием", устойчивых к электрической коррозии, для трехэлектрической системы (e-Axle) чисто электрических (EV) и гибридных (HEV) автомобилей.
NTN нанесла слой изоляционной пленки на внешний диаметр и торцевую поверхность наружного кольца подшипника, чтобы предотвратить протекание электрического тока внутри подшипника. Он может выдерживать напряжение свыше 100 В и обладает хорошими изоляционными свойствами, что соответствует рыночной тенденции высоковольтных транспортных средств, работающих на новой энергии.
История исследований и разработок
В последние годы различные отрасли промышленности способствуют декарбонизации и сокращению выбросов, поэтому автомобильный рынок также ускоряет разработку и популяризацию экологически чистых моделей, включая EV и HEV. Эти автомобили с двигателями в качестве основного источника энергии оснащены системой e-Axle, которая объединяет в себе двигатели, инверторы и редукторы.
e-Axle приводится в движение электричеством, но при прохождении тока через внутреннюю часть подшипника возникают электрические искры, вызывающие коррозию и отслоение металлической структуры. Поэтому преодоление электрической коррозии, вызванной током утечки, является проблемой для подшипников, используемых в трехэлектрических системах.
Преимущества продуктов R&D
Электрическая коррозионная стойкость
Благодаря нанесению изоляционного покрытия на внешний диаметр и торцевую поверхность наружного кольца подшипника, ток, проходящий через внутреннюю часть подшипника, ослабляется, что делает его достаточно изолированным, чтобы выдерживать напряжение выше 100 В. Напряжение, которое выдерживают подшипники электродвигателей, обычно составляет менее 10% от напряжения батареи, поэтому подшипники могут адаптироваться, даже если в будущем напряжение батареи увеличится до 800 В.
Рассеивание тепла
Поскольку толщина покрытия учитывает как электрическую коррозионную стойкость, так и теплоотдачу, оно обладает теми же свойствами теплоотдачи, что и стандартные изделия без покрытия.
Износостойкость
Изоляционная пленка обладает низким коэффициентом трения и хорошей износостойкостью. По сравнению со стандартными изделиями без покрытия, она может снизить общий износ наружного диаметра наружного кольца и внутренней стенки коробки подшипника на 88%. Даже если в неподвижном наружном кольце происходит ползучее проскальзывание, толщина покрытия, необходимая для изоляции, может быть гарантирована.
Внешняя поверхность беговой дорожки после испытания на электрическую коррозию
Стандартные продукты вызывают повреждения, похожие на гофрированные пластины, которые характерны только для электрической коррозии.
Кроме того, изоляционное покрытие, разработанное в этот раз, может быть применено к различным подшипникам NTN на e-Axle, включая высокоскоростные подшипники NTN. радиальные шарикоподшипники.
Подшипники с изоляционным покрытием
Электрическая коррозия e-Axle
Чтобы увеличить срок службы батарей новых энергетических транспортных средств и сократить время зарядки, напряжение батарей EV становится все выше и выше. Ожидается, что в будущем будут популярны батареи с напряжением 800 В, однако влияние электрической коррозии, вызванной высоким напряжением, на подшипники также будет возрастать.
Кроме того, для более эффективного управления двигателем частота управления преобразователем также постоянно увеличивается. Можно предположить, что количество искр будет увеличиваться, повышая вероятность электрической коррозии.
Чтобы продлить срок службы аккумулятора автомобиля и сэкономить электроэнергию, e-Axle продолжает развиваться в направлении малых размеров и легкого веса. Несмотря на малые размеры и малый вес, чтобы соответствовать требованиям к движению, двигатель должен обладать высоким крутящим моментом и высокой мощностью, поэтому подшипники должны быть высокоскоростными.
С другой стороны, по мере того как ось e-Axle становится легче, подшипники и подшипниковые коробки становятся все тоньше и тоньше. Под воздействием дополнительной нагрузки наружное кольцо подшипника может проскальзывать. Проскальзывание наружного кольца приводит к износу подшипника, что, в свою очередь, вызывает эксцентриситет и наклон подшипника, что приводит к ненормальному шуму и вибрации коробки, а образующийся шлифовальный порошок сокращает срок службы подшипника.
