전기 모빌리티로의 세계적인 전환은 자동차 파워트레인의 설계 요구사항을 변화시키고 있습니다.전기 자동차 (EV) 모터가 작아지고, 가벼워지고, 빨라지고, 효율화되면서 베어링 제조업체와 자동차 엔지니어들에게 새로운 과제가 되고 있습니다.
기존의 내연기관과 달리 전기모터는 매우 높은 회전속도로 연속적으로 작동할 수 있다.모터 아키텍처, 작동 조건 및 차량 설계에 따라 현대의 일부 트랙션 모터는 10,000 RPM을 훨씬 상회하는 회전 속도에 도달할 수 있으며, 특정 고성능 시스템은 상당히 높은 속도로 작동합니다.
동시에 전기 모터는 베어링을 통과하는 전류라는 전통적인 구동계에서 덜 흔한 또 다른 과제를 도입합니다.
이러한 상황으로 인해 실리콘 나이트라이드 볼에 대한 관심이 높아졌으며, 특히 전기자동차 모터 및 e-액슬 시스템에 사용되는 하이브리드 세라믹 베어링에 대한 관심이 높아지고 있다.
왜 EV 자동차가 새로운 베어링 과제를 창출합니까
전기 자동차 모터는 전통적인 내연기관과는 다르게 작동합니다.
EV 견인 모터는 일반적으로 다음과 같습니다:
· 회전속도가 높다
· 높은 전력 밀도
· 소형 차원
· 낮은 마찰
· 높은 에너지 효율
· 긴 서비스 수명
· 낮은 유지보수
이러한 요구사항은 모터 베어링에 상당한 요구를 합니다.
실리콘 질화 공 (Silicon Nitride ball) 이란?
실리콘 nitride 배짱은 정밀 세라믹 분야에서 제조 한 고성능 실리콘 nitride (Si ₃ N ₄)다.
그들은 일반적으로 결합하는 하이브리드 세라믹 베어링에 사용됩니다:
· 실리콘 질화 세라믹 볼
· 강철 내 · 외부 고리
· 적합한 베어링 케이지
· 적절한 윤활 시스템
이러한 구성은 세라믹 볼의 우수한 압연특성과 스틸 레이스웨이의 인성 및 하중 능력이 결합되어 있기 때문에 EV 모터에 특히 매력적입니다.
1. 고속 EV 모터를 위해 무게를 낮춥니다
질화규소의 가장 중요한 특성 중 하나는 밀도가 낮다는 것입니다.
실리콘 나이트라이드의 밀도는 대략 3.2 g/cm³이다
대략:7.8 g/cm³의 베어링 강철과 비교됩니다
실리콘 나이트라이드 공은 대략 60% 더 가볍습니다.
이러한 상당한 질량 감소는 높은 회전 속도에서 베어링 거동에 영향을 미칩니다.
2. . 11g 능력
EV 모터 설계에서 높은 회전 속도가 점점 중요해지고 있습니다.
더 높은 모터 속도는 제조업체가 달성 할 수 있습니다:
· 더 큰 전력 밀도
· 더 작은 모터 치수
· 더 낮은 시스템 중량
· 잠재적으로 재료비를 낮출 수 있습니다
그러나 속도가 높을수록 베어링에 대한 요구가 커집니다.
스틸 볼은고 RPM에서 상당한 원심력을 발생시킬 수 있습니다.
실리콘 나이트라이드 볼은 상당히 가벼워지면서 이러한 효과를 줄여줍니다.
그 결과, 하이브리드 세라믹 베어링은 안정적인 성능을 유지하면서 더 높은 속도의 작동을 지원할 수 있습니다.
3. 전기 절연은 베어링 손상을 방지합니다
실리콘 나이트라이드 볼이 EV 모터에 사용되는 가장 중요한 이유 중 하나는 전기 절연 특성입니다.
전통적인 강철 공은 전기 전도성이 있다.
전동기에서 고주파 전류는 때때로 베어링을 통과할 수 있다.
이렇게 될 수 있습니다:
· 전기 방전
패인 자국 · 표면
· 홈이
· 있 손상
윤활유 · 저하
· 조기 베어링 고장
질화규소는 전기적으로 절연성이 있다.
하이브리드 베어링의 롤링 요소로 사용할 경우 세라믹 볼은 베어링을 통과하는 전기 경로를 방해할 수 있습니다.
이를 통해 전기 침식의 위험을 줄일 수 있습니다.
4. 마찰과 에너지 손실을 줄입니다
EV 제조사들은 구동계 효율을 높이기 위한 방법을 지속적으로 모색하고 있다.
기계적 손실을 조금만 줄여도 에너지 효율 향상에 기여할 수 있습니다.
실리콘 질화물 공은 그들의 때문에 마찰을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다:
· 낮은 밀도
· 높은 경도
· 부 드러 운 표면
· 우수한 롤링 거동
더 낮은 마찰은 다음과 같은 결과를 가져올 수 있습니다:
· 발열량 감소
전력 손실 · 저감
· 개선된 베어링 효율
EV에서 이러한 개선은 잠재적으로 전체 구동계 효율을 높이는 데 기여할 수 있습니다.
EV 모터의 실리콘 질화 공 대 한 강철 공
성능 요인 | 실리콘 질화공 (Silicon Nitride Balls) | 강철 공 |
밀도 | 낮은 | 높은 |
고속 성능 | 훌륭 한 | 좋은 |
절연 | 훌륭 한 | 없 음 |
부식 저항 | 훌륭 한 | 적당 한 |
저항을 입고 | 훌륭 한 | 좋은 |
마찰 | 낮은 | 더 높은 |
고속 발열 | 낮 | 더 높은 |
전기 자동차 파워트레인의 응용 분야
실리콘 나이트라이드 볼은 여러 EV 구동계 시스템에 사용될 수 있습니다.
견인 모터
주 전기 모터는 고속, 효율적인 베어링을 필요로 합니다.
E-Axles
e-차축은 여러 구동계 부품을 콤팩트한 단위로 통합합니다.
실리콘 질화 볼은 다음을 기여 할 수 있습니다:
· 고속 작업
· 마찰 감소
절연 ·
고속 전기 모터
일부 첨단 EV 플랫폼은 점점 더 높은 모터 속도로 이동하고 있습니다.
회전 속도가 증가할수록 롤링 요소 질량을 줄이는 것이 더 중요해집니다.
실리콘 나이트라이드 볼은 밀도가 낮기 때문에 상당한 이점을 제공합니다.
EV 베어링용 실리콘 나이트라이드 볼을 선택하는 방법
EV 응용 분야를 위한 세라믹 볼을 선택할 때 엔지니어는 평가해야 합니다:
Ball Material 퀄리티
고밀도, 저결함 실리콘 나이트라이드는 더 나은 신뢰성을 제공합니다.
정밀도 학년
일반적인 정밀도 요건은 다음에서 다양할 수 있습니다:
· G5
· G10
· G16
모터 속도 및 베어링 설계에 따라 달라집니다.
표면 조도
고품질 표면 마감은 롤링 성능을 향상시키고 마찰을 줄여줍니다.
지름 일관성
균일한 볼 직경은 더 나은 하중 분배를 보장합니다.
제조업체 품질 관리 (Manufacturer Quality Control)
중요한 품질 파라미터는 다음과 같습니다:
· 밀도
· 경도
· 둥그스름하
· 지름 변동
· 표면 조도
· 내부 결점
실리콘 질화물 공에 관한 FAQ
실리콘 나이트라이드 볼이 EV 모터에 사용되는 이유는 무엇입니까?
경량화, 전기절연성, 내마모성, 고속 작동에 적합하기 때문에 사용된다.
실리콘 나이트라이드 볼이 EV 효율을 향상시키나요?
이들은 전체적인 영향이 완전한 모터 및 베어링 시스템에 따라 다르지만 베어링 마찰과 기계적 손실을 줄여 잠재적으로 구동계 효율을 향상시킬 수 있습니다.
실리콘 나이트라이드 볼이 전기 베어링 손상을 방지할 수 있습니까?
그들은 실리콘 나이트라이드가 전기적으로 절연성이 있기 때문에 롤링 요소를 통해 전류 통과를 줄이는 데 도움을 줄 수 있습니다.그러나 베어링 보호는 전체 모터 전기 설계의 일부로 다루어져야 합니다.
EV 모터용 스틸 볼보다 질화 실리콘 볼이 나은가요?
전류가 우려되는 고속 EV 모터의 경우 실리콘 나이트라이드 공은 종종 상당한 성능 이점을 제공합니다.스틸 볼은 더 낮은 속도 또는 비용에 민감한 응용 분야에 적합한 상태를 유지할 수 있습니다.
세라믹 베어링이 더 비싸나요?
그래.실리콘 질화물 공은 강철 공보다 초기 비용이 더 높습니다.그러나 효율성, 내구성 및 전기 손상 감소라는 잠재적인 이점을 통해 까다로운 애플리케이션에 대한 투자를 정당화할 수 있습니다.
