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1.轴电流问题的"来龙去脉"
1.1 轴电流问题的影响
1.2 电流泄漏的两种类型
1.3 解决措施的有效性对比
1.4 轴承电气模型与泄漏问题的机理说明 (知识星球发布)
2. SKF的解决方案 (知识星球发布)
2.1 SKF产品方案说明
2.2 测试设备与方法
2.3 测试环境及关键参数
2.4 测试结果：电压阈值、阻抗、能量泄放
2.5 SKF导电刷环优势总结
3. 总结
01
轴电流问题的"来龙去脉"
电动汽车动力系统发展的核心目标之一旨在提高整体系统效率，例如，系统架构正在向更高的电压发展、基于SiC的逆变器技术以及新型GaN逆变器的应用。然而，虽然这些技术演变带来了可观的效率优势，但系统中出现寄生电流的风险也在不断增加。那么，这一风险会带来怎样的潜在影响呢？
电流泄漏的影响。当轴承的组件之间发生放电时，会导致轴承的轨道（raceway）磨损，并可能影响到润滑油的质量。这种磨损和润滑问题会进一步增加动力系统的噪音，并降低其可靠性，从而导致轴承和其他机械部件（如齿轮）损坏的风险增加。
那么，轴电流泄漏是如何发生的呢？
1.2 电流泄漏的两种类型
图片来源：2024 CTI SKF
原因：线圈与金属元件之间的电容性耦合。即：当线圈与金属元件靠得很近时，它们之间会产生电容耦合效应，导致电流从一个元件泄漏到另一个元件，此时轴与外壳之间存在共模电压。 影响：可能会对电路的稳定性和安全性造成影响。 解决措施：为了避免电流泄漏或确保电路完整性，需要在轴和外壳之间建立电气连接。
原因：轴与定子之间的感应耦合，即：轴和定子之间的相对运动可能导致感应电流的产生，这种感应电流也是一种电流泄漏，此时轴在其末端呈现差分电压。 影响：可能会增加电路的损耗和热量，影响系统组件的性能和寿命。 解决措施：为了限制循环电流的大小，需要在其传递路径上增加高阻抗，以减少电流的流动和潜在的损害。
1.3 解决措施的有效性对比
面对2.2节提到的两种不同的泄漏类型：电容性放电电流、高频循环电流，如何减少或消除轴承和齿轮箱中的电流泄漏问题呢？有哪些方法？它们的效果又如何?
SKF对比了四类不同轴承拓扑，分析了这些方案对电流泄漏问题的有效性。四类拓扑分别是（驱动端+非驱动端）：
导电刷环+传统轴承
传统轴承+混合陶瓷球轴承
混合陶瓷球轴承+导电刷环
导电刷环+混合陶瓷球轴承
有效性分析结果参见下图：
1.4 轴承电气模型与泄漏问题的机理说明
图片来源：2024 CTI SKF
图1：SKF Conductive brush ring-SKF 导电刷环 图2：实际应用中的布局形式 图3：导电刷环的伏安特性曲线 图4：导电刷环的电气模型
2.2 测试设备与方法
为了全面、准确地评估解决方案收益，SKF开发了一种新的测试设备和测试方法，分别对其实际应用中存在的电气特性、电气耐久性进行复现和测试。
2.3 测试环境及关键参数
(知识星球发布)
解释下上图...
2.4 测试结果
(知识星球发布)
SKF导电刷环在油浴中的测试结果表明，在长达2750小时的测试中，SKF导电刷环在整个测试过程中表现出非常良好的性能。（这里的评估理念重点关注，有参考价值）
-> 能量泄放对比...
2.5 SKF导电刷环优势总结
(知识星球发布)
我们总结下SKF导电刷环设计的特征和技术优势，结合下图：
-> 可靠性...
03
以上是关于SKF电驱轴电流泄漏解决方案的学习和解读(节选)，完整版报告与解读在知识星球 [SysPro|国际峰会报告解读] 专栏发布 (全文5700字)，知识星球上传了一些轴承腐蚀相关的机理研究和解决方案报告，具体内容摘要如下图，比较有参考价值，可以与本文结合起来学习、了解。感谢你的阅读！
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2024年9月9日 晚
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