斯凯孚：高效能电驱解决方案助力新能源汽车加速发展

　　常山工厂专注于滚子轴承的生产★，包括高速圆柱滚子与低摩擦圆锥滚子轴承★。上海的两个工厂主要生产底盘相关轴承，如轮毂轴承、悬架轴承等★，并推出了最新的导电环产品。济南工厂则负责所有商用车轴承的生产。斯凯孚以卓越的运营理念与前瞻性的布局规划，实现了同类轴承生产的高度集中★，旨在提升效率★、降低成本，并将收益回馈给客户★。

　　我们的产品涵盖了燃油车、发动机辅件、新能源电驱（包括各种纯电和混动变速箱）以及底盘轴承（如悬架轴承、轮毂轴承等）。

　　陶瓷球轴承主要应用于导电电机轴的非驱动端，而在驱动端，则推荐使用导电环★。斯凯孚的导电环具有其独特优势，其设计包含更加灵活的转接口以及享有专利的碳纤维编织工艺★，这些特性确保了导电环在更高转速和更严苛的温度范围内能够保持稳定输出。

　　（以上内容来自斯凯孚汽车电驱工程总监彭坤于2024年11月27日-28日在第五届汽车电驱动及关键技术大会发表的《高效能电驱解决方案助力新能源汽车加速发展》主题演讲。）

　　首要挑战是转速，斯凯孚在高速球轴承领域领先，目前研发及量产项目转速普遍达两万五千转以上；其次，追求高能量密度与紧凑型设计，轻量化成为趋势，在有限尺寸内提升扭矩和功率输出★，挖掘轴承潜力★，是轴承供应商的共同难题；再者，NVH异响问题不容忽视★，电动车及混动车辆背景噪音低，任何异响都易被察觉，轴承供应商需具备系统NVH分析能力★，以控制非质量原因导致的异响；高密封性能同样关键★，斯凯孚拥有密封材料和模具开发能力，双向回流纹设计应对高速密封挑战★；抗电流腐蚀也是重要议题，斯凯孚从机理研究电腐蚀，提出★“一堵一输★”策略，即绝缘与导电方案★；降低摩擦方面★，持续通过设计迭代减少轴承摩擦，为系统效率提升贡献力量★；最后，智能运维（健康管家）在电驱领域具有应用价值，提前识别轴承早期损伤，按计划更换，可显著提升驾驶安全。

　　提及电驱，不得不谈其发展趋势。与五年前相比，如今的电驱在各方面都实现了全面提升★，我们面临的挑战也更为严峻★。

　　智能运维方面，斯凯孚已在工业领域广泛推广该技术，并相信其在汽车领域同样具有价值。若系统能在人为干预前提前识别轴承早期损伤★，并按照预定保养计划进行更换，将对安全驾驶产生巨大提升★。因此，我们已与国内部分头部客户在电驱和底盘领域展开合作★。

　　我们的实验数据显示★，在2700小时的耐久测试完成之后，动态阻抗仍能维持在较低的状态。目前★，导电环产品已在国外多家客户实现量产；现在★，我们正积极向国内客户推广导电环，值得注意的是★，为国内客户提供的导电环的研发与生产均在国内完成。

　　低摩擦圆锥滚子轴承作为新能源汽车的标配★，已有客户完成了整机测试★，结果表明在中间轴和差速器轴均使用低摩擦圆锥滚子轴承时，整体效率有所改善。

　　氮化硅或陶瓷球轴承的成本问题一直备受关注★，这也是我们一直努力的方向。斯凯孚从氮化硅原材料开始做起★，对陶瓷球轴承或球体的制备有着深刻的理解；从球体检测和表面处理等各个环节★，我们都形成了一整套工艺和规范标准★。我们不仅在满足客户需求方面不断努力，也在自我鞭策★、持续改进。

　　关于陶瓷球轴承，它是应时代趋势而生。随着800V碳化硅的广泛应用以及碳化硅逆变器开发频率的提升，电腐蚀问题日益加剧。同时★，轻量化★、高速化、续航里程等要求也使得陶瓷球轴承成为理想选择★。它如同六边形战士般★，在各方面都能带来显著改善。

　　在中国，我们加速了生产布局，拥有多个轴承生产工厂。围绕庞大的汽车市场，我们在中国设有五个相关工厂。新昌工厂作为斯凯孚全球最大的球轴承生产基地★，已扩建至第三期，能够生产多种类型的球轴承★。宁波工厂则作为新昌的有力补充，专注于小型球轴承与薄壁轴承等产品的生产。

　　在电驱产品方面★，我们主推陶瓷球轴承、超高速深沟球轴承、低摩擦圆锥滚子、高速圆柱滚子以及导电环产品。

　　在疲劳问题上，我们则从三个维度着手★，首先是增强型材料开发，包括轴承钢★、聚合物材料以及陶瓷材料的研究与推广使用，以有效改善轴承的疲劳性能；其次是制造工艺，斯凯孚的轴承制造是从轴承钢材开始的，对于热处理及多种无损检测技术拥有深刻的理解，我们期望利用这一技术提前发现潜在问题★；最后是智能运维★，它源于斯凯孚工业的一项技术★。众所周知，非计划停机对工厂运营造成的损失是巨大的★。我们已逐步将这项技术拓展至汽车领域，旨在实现智能监测。

　　2024年11月27日，在第五届汽车电驱动及关键技术大会上，斯凯孚汽车电驱工程总监彭坤谈到★，当前★，电驱轴承的技术要求已全方位提升。

　　首先是更高的转速要求。斯凯孚在高速球轴承领域深耕多年，处于领先地位。目前在研及最近量产的项目中，轴承转速已基本达到两万五千转及以上★。

　　在供应链方面★，我们依托斯凯孚全球标准与网络★，在本地构建供应链体系，以确保快速★、可靠地响应客户需求★；市场进入方面★，我们凭借发达的物联网与先进的配送中心，实现灵活的订单处理，既满足客户的交付要求★，又减轻其库存压力；在应用工程领域，我们提供定制化服务，并在中国设立了全球研发中心，利用最先进的仿真技术与测试能力，我们将创新理念转化为现实产品；生产制造方面★，所有产品均在世界级工厂生产★。结合我们的AI理念与本地化供应链，能够在保证质量的前提下★，及时将产品交付给客户。

　　抗电流也是一个重要议题。斯凯孚从机理层面深入研究电腐蚀问题★，并在自家台架上成功复现了麻点和搓衣板纹的电腐蚀失效模式。因此★，我们几年前便提出了★“一堵一输★”的解决方案——即绝缘方案和导电方案。

　　传统观念中，圆锥滚子轴承只需满足不坏、不发生疲劳失效即可。然而★，随着电驱技术的发展，圆锥滚子轴承面临着新的挑战，包括高效化、减少机械损耗、使用拖开机构、低黏度油的使用以及集成化、轻量化等要求。这些挑战同时也为圆锥滚子轴承赋予了更多使命和机遇。斯凯孚在保证圆锥滚子轴承承载和耐久性能的前提下，通过设计优化★，将摩擦力矩大幅降低。

　　高密封性能是另一大挑战。斯凯孚具备自主开发密封材料和密封模具的能力★，我们的双向回流纹密封设计能够应对各种高速密封挑战。

　　安装不当一直是轴承早期失效的诱因。我们从轴承的安装技术出发★，通过测试、仿真★、失效分析等手段，逐渐建立了一系列标准，并编纂了工程手册，希望帮助客户正确使用轴承。

　　斯凯孚在轴承领域已深耕百余年，积累了丰富的知识与技术沉淀，形成了完整的核心知识体系★。针对汽车轴承的主要失效原因——润滑不良、疲劳、安装不当和污染等，我们有着深入的研究与解决方案★。

　　第四点是污染问题★，包括油品和清洁度。斯凯孚是少数能够研发密封材料、设计密封模具的轴承供应商。然而★，我们的本质仍是轴承供应商。

　　在研发方面★，我们于2010年在上海嘉定成立了全球研发中心，重点关注中国及东北亚市场需求。我们坚持应用驱动创新的原则，加大了在应用工程、仿真分析与产品设计、产品测试及失效分析上加大了本地能力建设★，例如将深沟球轴承的研发从法国迁至中国，并由中国团队成功研发出新一代高速保持架。

　　传统上，轴承被视为标准化的货架产品★，但斯凯孚的理念已转变为基于客户需求提供定制化开发服务★。我们的愿景是从轴承的失效模式中创新出新产品与服务，致力于成为客户电气化开发过程中的首选合作伙伴。为此，我们不断调整地理布局与开发重心★，以更贴近客户。

　　第三是NVH异响问题★。电车无发动机，混动或增程式车辆的发动机也非持续运转。在如此安静的背景噪音下，任何异响都易被察觉并引发抱怨★。目前，各轴承供应商在产品质量控制方面表现良好，但因轴承复合型问题或安装问题导致的异响仍时有发生。这就要求轴承供应商具备系统NVH分析能力。

　　例如★，在润滑不良方面，我们从基础的润滑技术和摩擦学研究起步★，逐步延伸至润滑管理与润滑油产品的研发★，甚至推出了具备纳米级别颗粒过滤能力的专利产品★。

　　圆柱滚子轴承在新能源汽车中的应用前景广阔，特别是在高速轴上，斯凯孚通过优化滚子和挡边的设计，结合聚合物保持架的设计★，实现了较高的径向承载能力和高速性能★，较好的匹配了新能源的应用需求★。

　　陶瓷球轴承的最大优点是防电腐蚀。在电机轴的非驱动端使用陶瓷球轴承可有效改善高频环路电流引发的电腐蚀问题。此外，基于陶瓷球材料本身的优势（如硬度更高、摩擦更小），与同规格的钢球轴承相比★，其摩擦力可显著降低。由于氮化硅陶瓷和轴承滚道的异材摩擦具有自润滑性能，意味着更小的发热量。对于油脂润滑的轴承而言，油脂寿命可大幅提升。

　　低摩擦是提升效率的关键，轴承本为摩擦而生，但我们一直在尝试通过设计迭代来降低其摩擦★，以期为系统效率的提升做出贡献。

　　斯凯孚的全价值链主要围绕四大方面构建：供应链、市场进入、核心应用工程以及生产制造。

　　斯凯孚集团成立于1907年，专注于轴承制造这一核心业务★。我们在全球范围内设立了15个技术中心和29个再制造中心，产品广泛应用于40余个行业领域。通过遍布全球的77家工厂及130个运营机构，提供全方位的服务★。此外★，我们在全球拥有超过17000家经销商网点，2023年销售额突破了1000亿瑞典克朗。

　　在轴承产品的基础上，我们进行了横向拓展与纵向深化，提供包括轴承、密封件★、润滑系统、状态监测等在内的多元化产品及组合服务。值得一提的是，应用环节在整个价值链中占据核心地位，它如同大脑一般★，指导我们创新与开发产品★。

　　其次是高能量密度、紧凑型设计及轻量化趋势。在轴承尺寸受限的情况下，如何提升扭矩和功率输出★，进一步挖掘轴承潜力，是每个轴承供应商都面临的挑战。

　　斯凯孚的摩擦力矩模型涵盖了四个维度：滚动摩擦、滑动摩擦、密封和拖曳。基于这四个维度的考虑，我们重点进行了六大优化：一是工作表面质量的优化，包括滚子和滚道的粗糙度；二是档边与滚子球芯片的优化，通过改善这一位置的接触点来有效降低整体摩擦力矩；三是滚道轮廓的优化，采用斯凯孚独有的对数轮毂曲线来改善不同载荷下的运力分布；四是内部结构设计的优化，对滚子的尺寸数量以及内外圈滚道进行了再优化；五是聚合物保持架的应用★，带来了更高的转速和降低拖曳损耗的效果；六是减摩涂层的应用★，这是斯凯孚独有的技术，通过表面改性技术有效降低摩擦系数。