新能源轴承坏了（新能源电机轴承）

新能源汽车驱动电机具有大功率、高电压、高转速、高频等特点。与此同时，轴承的电腐蚀也经常发生。轴电压主要有四种类型，对轴承的损害也不完全相同，这里不再一一赘述。如何限制轴承电腐蚀的发生，各企业意见不一，但大致可分为三类：扼流限制、绝缘阻塞和旁路疏通。

限制：通过在变频器输出端放置扼流磁环或扼流线圈，如果设计得当，扼流环可以消耗变频器开启和关闭时的过冲和消光峰值电压，并且也会降低导体高频感抗引起的谐波电压有效改善EMI性能。但需要注意的是，它并不能消除电机的共模电压，而正是汽车驱动电机中共模电压的击穿导致了轴承最严重的电腐蚀。另外，这种方法通常需要较大的安装空间。

阻断：通过轴承或相关零件上的绝缘措施，切断轴电流的通路。值得注意的是，如果采用陶瓷球轴承，则基本可以解决轴承的电腐蚀问题。但如果采用绝缘涂层，在高频条件下，绝缘层的高频阻抗很低，可能无法承受电压冲击。这种故障在其他行业时有发生。当然，即使绝缘轴承本身受到保护，轴与其后面的负载端也是硬连接的。当轴上有电时，电力将通过连接点输出到负载端，并找到负载端的最薄弱点进行释放。和诚科技遇到过大量电机前后端使用绝缘轴承的案例。变速箱的轴承和花键被电腐蚀，损失更大！

排水：添加一个低电阻旁路，以允许电荷通过该增加的旁路排出。这样就降低了轴电压，通过轴承的电流会很小，降低电压击穿的风险，有效保护轴承。市场上的排水解决方案主要有四种类型：导电碳棒、导电油封、导电油脂和接地导电环。更有趣的是，我们在产品研发过程中也进行了一一对比实验。

四种导流方案优缺点对比

压接导电（导电碳棒、导电金属片）：利用碳棒一端接触轴，另一端接地，在地下导电，防止轴电压的产生。

优点：成本低

缺点：碳棒和轴都是坚硬的实心材料。由于接触面不会完全光滑，因此在高速相对运动时接触必须是弹跳接触。在直流或低频下，由于压缩弹簧的作用，其弹簧打开时间很短，不会影响导通。然而，轴电压是高频电压。在碳棒弹开的瞬间，很可能多个频率的轴电压无法放电，而在轴承处发生放电，腐蚀轴承。

其次，碳棒存在可靠性和耐用性问题。碳棒由整体材料制成，容易磨损。是工业电机行业的消耗品，需要每4-6个月更换一次。另外，在油冷环境下，润滑油的渗透会使碳棒变软，碳粉更容易磨损，进一步缩短其使用寿命。

另外，由于上述碳棒与轴之间的弹跳接触，碳棒有时可能会断裂。

紧配合导电（导电PTFA、导电橡胶、导电碳布）：轴上设置导电紧配合油封材料。机壳和转子上的电荷通过导电油封传输到机壳，机壳设有接地连接。

优点：无需额外安装。在安装初期效果特别好，特别是在高速时，因为轴旋转带动导电油封变形，使导电材料开口变紧，导电性能更好。

缺点：导电油封与轴承安装压入过紧。紧配合需要较强的保持力，这会损失部分功率并导致电机发热。导电油封的外缘由塑料件和橡胶件组成。由于汽车是运动部件，轴本身也有一定的跳动。磨削时间长了，紧配合会变得松动，轴与轴之间会出现间隙，导电性会时断时续。在油冷环境下，当油进入间隙时，会形成隔离层，电流无法传导出去。因此，导电油封在初始状态下表现良好，但存在耐久性问题。

导电脂：尺寸与普通轴承相同，只是在绝缘脂中添加了一些导电颗粒，通过导电颗粒卸载轴电压，避免电容击穿放电。

优点：设计简单；优化改动小，成本低；测试轴电压大大降低。

缺点：导电脂实际上是润滑油脂加上一些导电材料。润滑脂的润湿性非常好，导电颗粒表面会形成绝缘油膜，形成离散分布的不连续导体。润滑脂的电导率成为绝缘润滑脂的电容击穿和导电材料的电阻传导的组合。虽然电压下降，但随着持续击穿放电，轴承损坏率甚至超过非导电油脂。另外，击穿放电产生的热量会使润滑脂迅速硬化、氧化，影响导电效果。

干涉传导（纤维导电环）：纤维干涉的设计使得纤维在汽车的整个生命周期内都能与轴接触，电流通过纤维放电。

优点：整个生命周期免维护，轴跳动对导电环几乎没有影响。

但需要注意以下几个方面：

静态电阻大小

非绝缘轴承的静态电阻一般在1左右。安装导电环后，轴对地电阻必须低于1，以在汽车启动和加减速时保护轴承。

化学稳定性

在油冷电机中，导电环需要与ATF 油直接接触。 ATF油含有多种添加剂，化学成分复杂，这就要求与其接触的产品具有较高的化学稳定性，并与ATF油化学相容。否则会发生化学反应，影响轴接地效果，甚至导致整个电力传动系统损坏。润滑、冷却、绝缘故障。因此，油冷条件下使用的轴接地产品的化学稳定性是需要考虑的重要指标。因此，不建议在轴接地产品解决方案中使用稳定性较低的有机物质，例如粘合剂等。

确保接触良好

确保导电环的纤维尖端始终与轴接触。油冷电机的转轴上有一层油膜，该油膜在转轴和导电环之间形成绝缘层。导电环的纤维必须足够硬以穿透该油膜。

解决方法：将接地的导电环一侧与轴接触，另一端安装在外壳上（接地）。通过将电引入地下，可以有效防止轴电压的产生。

1

特殊材料，既导电又柔韧，保证接触电阻远小于1，同时高速磨损时不会断裂；

2

特殊的结构不仅保证纤维在任何情况下都不会脱落，而且保证不使用有机成分，不存在相容性问题；

3

特殊的设计不仅保证了风冷/水冷条件下的使用寿命，还保证了油性环境下的导电性。

审稿人：刘庆