來源：北京匯智慧眾汽車技術研究院（yuàn）

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新能源（yuán）汽車驅動電機具有高功率、高電壓、高轉速、高頻率的特性（xìng），伴隨而來的是軸承電腐蝕時有發生。軸電壓分四（sì）大類型，對軸承的損傷也不完全相同，這裏就不一（yī）一（yī）展開了。如何限製軸承電腐蝕發（fā）生，各企業仁者見仁智者見智，不過（guò）大體分三類：扼流限製，絕緣阻（zǔ）斷和旁路疏導。

01　扼流限製

通過（guò）在變頻器的輸出端放置扼流磁（cí）環或者扼流線圈，如果設計好的話（huà），扼流環（huán）可以消（xiāo）耗掉變頻器開啟、關停時的上衝及熄滅尖峰電壓，同時也會降（jiàng）低導體高頻感抗帶來的諧（xié）波電壓（yā），有（yǒu）效改善EMI的表現。但是（shì）需要注意的（de）是它（tā）無法消除電機的共模電壓，而汽車驅動電機恰恰（qià）是共模電壓擊穿導致的軸承電腐蝕嚴重。另外這種方式通常需要比（bǐ）較大的安裝空間。

02　絕緣阻斷

通過對軸承或關聯（lián）零部件的絕緣措施，將軸電流的路徑切（qiē）斷。值得（dé）注意的是如果采用陶瓷球軸承（chéng），基本可（kě）以解決該（gāi）軸承的電腐蝕（shí）問（wèn）題。但如（rú）果采用絕緣塗層（céng），在高頻情況下（xià），絕（jué）緣層的高頻阻抗是非常低的，未必能承受電壓衝擊，這種擊穿情況在其他行業時有發生。當然即使保護（hù）了絕緣軸承本身，但軸和後麵的負載（zǎi）端都是硬連接，在軸上有電的情況下，電會通過連（lián）接點輸（shū）出到負載端，並在負載端找到薄弱處釋放。

03　旁路疏導

增加低電阻旁路，使電荷通過這個增加的旁路泄導，這樣軸電壓降低，通過軸承的電流會很小，並減少電壓擊穿風險，有效保（bǎo）護軸承。市麵上疏導方案主流有導電碳棒、導電油封、導電（diàn）油脂和接地導電環四種類型。下麵介紹一（yī）下四種疏導方案的優劣勢（shì）。

壓接導電（導電碳棒，導電金屬片）

使用碳（tàn）棒一端（duān）與軸接觸，另一端接地，將（jiāng）電導（dǎo）入地下防止軸電壓（yā）的產生。

優勢：

成本低（dī）

缺點：

無（wú）論碳棒還是軸都是硬質固體材料，由於接觸麵不會（huì）完全光潔（jié），在高速相對（duì）運動（dòng）時，其接觸一定是彈跳接觸。在直流或低頻下，由於壓簧的作用，其彈（dàn）開的時間非常短（duǎn），不會影響（xiǎng）導通。但軸電壓是高頻電壓，在碳棒彈開的瞬間，極有可能會有多個頻率軸（zhóu）電壓未被泄（xiè）導，並在軸承處（chù）產（chǎn）生放電，腐蝕軸承。

其次，碳棒存在可靠性耐久問題（tí）。碳棒是整體材料壓製，存在磨（mó）損的情況。它在工業電機行業屬於消耗品，隔4-6個月需要更換。另外在油冷環（huán）境下，潤滑油（yóu）滲（shèn）透進去，會使碳棒變得鬆軟，碳（tàn）粉更加容易被（bèi）磨掉，加劇縮（suō）短其使用（yòng）壽命。

另外由於上麵說的碳棒和軸是（shì）彈（dàn）跳接觸，碳棒被折斷（duàn）也時有發（fā）生。

緊配導電（diàn）（導電PTFA，導電橡膠，導電碳布（bù））

在軸上設置導電緊配類油封材料，機殼與轉（zhuǎn）子上的電荷通（tōng）過導電油封傳導至機殼，機殼（ké）設置接地的連接。

優（yōu）勢：無（wú）需額外安裝操作。在安（ān）裝初期效果特別好，特別（bié）是高速（sù）情況下由於軸轉動（dòng）帶動導電油封變形（xíng），使導電材料（liào）口收得更緊，導電性能更好（hǎo）。

缺點：導（dǎo）電油封和軸承是緊配安裝壓入，緊配要求抱緊力強，這樣會損失一部分功率（lǜ），導致電機發熱。導電油封的外（wài）緣（yuán）為塑料（liào）件和橡膠件，而由於汽車（chē）是運動件，軸本身也有一定（dìng）的跳動，磨的時間長（zhǎng）了（le）以後緊配變鬆配，跟軸之間會產（chǎn）生間隙，導電就變得時斷時續。油冷環境（jìng）下（xià），油進入（rù）間隙以後會形成一個隔（gé）絕層，電就（jiù）導不出來。所以導電油封（fēng）在初（chū）始狀態測效果不（bú）錯，但是存在（zài）耐久（jiǔ）性問題（tí）。

導電油脂

與普通軸承尺寸完成相同，隻是在絕緣的（de）油脂裏（lǐ）加入一些導電（diàn）顆粒，通過導電顆粒卸載軸電壓避（bì）免（miǎn）容性擊穿放電。

優勢：設計簡單；優化改動小，成本優；測試軸電壓降低很多。

缺點：導電油脂其（qí）實就是潤滑油脂加一些導電材料。潤滑油脂浸潤性非常好，導電顆粒表麵就（jiù）會形成一層絕（jué）緣油膜，形成離散分布的非連續導體（tǐ），油脂導電就變成絕緣油脂電容擊穿和導電材料電阻導電相結合，雖然電壓降（jiàng）下來了，但（dàn）持續的擊穿放電（diàn），軸（zhóu）承損壞的速度甚至超過非導（dǎo）電油（yóu）脂。另外擊（jī）穿放電產（chǎn）生的熱量會導致油脂快速硬化和氧（yǎng）化，影響（xiǎng）導電效果。

過盈導電（纖維導電環）

設計纖維過盈量，使汽車全壽（shòu）命周期內，纖維都能與軸接觸，電流（liú）通（tōng）過（guò）纖維泄導。

優點：全壽命周期免維（wéi）護，軸跳動（dòng）對導電環（huán）幾乎沒有影響。

但需要注意以下（xià）幾個方麵：

靜態電阻的大小

非絕緣軸承在靜（jìng）態時的電阻（zǔ）一般在1Ω左右，安裝導電環以後軸對地電阻要低於1Ω，才能在汽車起步和加減速的時候，對軸承起到保（bǎo）護作用。

化學穩定性

在油冷電機中，導電環需要和ATF油直接接觸。ATF油含多種添加劑，化學成分複雜，這就要求和它接觸產品（pǐn）的化學穩定性要（yào）高，能與ATF油（yóu）化學相容，否則會發生化學反應進而影響（xiǎng）軸接（jiē）地效果，甚至導（dǎo）致整個電驅係統潤滑、冷（lěng）卻、絕緣失效。所以在油冷條件下使用的軸接地產品的化學穩定性（xìng）是需要考量的重要指標。因此，軸接地產（chǎn）品方案中不建議使用穩定性低的有機（jī）物，例如（rú）膠粘劑（jì）等。

保證接（jiē）觸良好

要保證導電環的纖（xiān）維頂（dǐng）端和軸始（shǐ）終接觸。油冷（lěng）電機的轉軸上有一層油膜，這層油膜會在轉軸和導電環之間形成一個絕緣層。導電環的纖維要（yào）夠硬夠挺，才能刺破這層油膜。

方案：接地導電環，一邊與軸接觸，另一端安裝在殼體上（接地）即可，將電導入地下即可有效防止軸電壓的產生。

1、特殊（shū）的材料，兼具導電性和柔（róu）韌性（xìng），保證接觸電（diàn）阻（zǔ）遠小於1Ω，同時在高速磨損的過程中不至於斷裂；

2、特殊的結構，既保證纖維在任何情況下不會脫落，又保（bǎo）證（zhèng）不使用任何有機（jī）成分，沒有任何兼容性問題；

3、特殊的設計，既保證在風冷/水冷（lěng）情況下的（de）壽（shòu）命，又保證在有油環（huán）境下的導電性。