SKF湿式电驱架构中的电流泄漏缓解创新及测试方法PPT
大家好！今天我将为大家介绍SKF在电动汽车湿式电驱架构中的电流泄漏问题及其创新解决方案。我的演讲将围绕电流泄漏的类型、缓解策略、轴承电气行为、导电元件设计及测试方法展开，最后总结SKF在这一领域的独特价值。
1. 电流泄漏问题及其影响
首先，我们来看电流泄漏对轴承的影响。电流泄漏会导致轴承组件之间的放电，进而引发滚道和润滑剂的退化。这不仅增加了动力系统的噪音，还降低了系统的可靠性。在电动汽车中，电流泄漏主要分为两种类型：
- 电容放电电流：由于线圈与金属元件之间的电容耦合，轴与壳体之间会产生共模电压。此时，需要在轴与壳体之间建立电气连接。
- 高频循环电流：由于轴与定子之间的电感耦合，轴的两端会产生差分电压。此时，需要在循环电流路径中引入高阻抗。
2. 缓解策略
针对不同类型的电流泄漏，SKF提出了多种缓解策略。我们通过对比驱动端和非驱动端的轴承配置，总结了不同组合对电容放电电流和高频循环电流的缓解效果。例如：
- “导电解决方”案与“传统轴承”的组合对电容放电电流有效，但对高频循环电流无效。
- “混合陶瓷球轴承”与“导电解决方案”的组合则对两种电流泄漏都有效。
3. 轴承电气行为
在轴承的电气行为方面，我们重点关注了接地壳体和浮动轴电压的情况。在弹性流体动压润滑（EHL）条件下，油膜充当绝缘体，具有一定的介电强度和击穿电压。导电解决方案必须通过低电压阈值和低阻抗来降低轴电压。
SKF已经将轴承的电气行为集成到其仿真工具SimPro中，这为我们提供了更精确的模拟和预测能力。
4. 导电元件设计与电气行为
SKF开发了一种导电刷环，由碳纤维和支架组成。我们通过实验测量了刷子的V/I曲线，并建立了导电元件与轴的电气模型。实验表明，传统的LCR仪表无法捕捉导电元件的非线性行为，因此必须通过实际测量来确定导电电压阈值。
5. 测试方法与结果
为了验证导电刷环的性能，我们设计了一套完整的测试方案。测试包括连续电容放电、每50至200小时的电气特性测试，总测试时长为2750小时（18亿转）。测试条件包括从-2000到21000 rpm的转速循环，油浴温度约为70°C。
测试结果显示，SKF导电刷环在18亿转后仍保持良好的性能，电压阈值始终低于接受标准。相比之下，低纤维密度设计的刷子在240小时后电压阈值已超过接受标准。
6. SKF导电刷环的优势
- 集成设计：通过孔设计，可在最合适的位置组装，轴向紧凑，支架可定制为压配或紧固。
- 适应湿环境：可定制纤维密度，即使在湿环境下也能保持低阻抗，无需额外的密封或导电套。
- 抗电容放电损伤：在现实电压和电流条件下具有低阻抗、低阈值电压和低电感。
- 长寿命设计：机械和电气磨损低，测试寿命高达18亿转，最高转速可达21000 rpm。
7. SKF的附加值
SKF不仅拥有丰富的轴承和刷子知识，还具备先进的仿真能力和广泛的产品组合，能够为电动汽车提供定制化的组件测试服务。
8. 结论
总结来说，SKF开发了一种新的测试方法，用于导电元件的耐久性和特性测试。SKF导电刷环在长时间耐久测试中表现出色，能够有效应对电容放电。为了全面保护电动汽车应用免受两种电流泄漏的影响，我们建议同时使用导电刷和混合陶瓷球轴承。
感谢大家的聆听！我们期待与各位进一步探讨SKF在电动汽车领域的创新解决方案。
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