出于环境保护的考虑，近年来电动汽车产业发展迅速。
2021年，中国电动汽车保有量达到213.2万辆。与2016年的41.8万辆相比，仅5年时间，电动汽车产量增长了约5.1倍。
电动汽车与燃油汽车的动力系统差异
电动汽车与传统燃油汽车最大的区别在于动力系统。
燃油汽车系统包含大量运动部件，例如齿轮、活塞、阀门和曲轴等。
其工作原理是燃料在内燃机中燃烧并产生动力，整个过程由变速传动系统控制。
相较之下，电动汽车系统采用车辆电能，由电动机驱动，转速则由调速器控制。
众所周知，燃油系统中的运动部件越多，可能发生磨损的部位就越多，甚至可能引发整车故障。
相比之下，电动汽车系统的运动部件更少，其中最关键的运动部件是电机轴上使用的轴承滚珠。
因此，从这一角度看，电动汽车系统优于传统燃油汽车系统。
此外，对于电动汽车而言，电机轴承的质量直接决定整车性能。
为何陶瓷轴承优于钢制轴承
通常，电动汽车电机轴上的常规轴承滚珠和滚子多采用钢材制造。不过，仍有更优的选择。
陶瓷轴承无论是混合陶瓷轴承——即陶瓷滚珠配钢制滚道，还是全陶瓷轴承，都是首选方案。
尤其是氮化硅（Si3N4）陶瓷轴承，将为电动汽车行业锦上添花。
Si3N4陶瓷轴承的先进制造工艺
就由 Si3N4 3N4 陶瓷轴承而言，Lily 具备超过 20 年的制造经验。
在陶瓷球制造过程中，研究人员配制了未经加工的氮化硅（Si3N4）粉末，并对其粒径、密度、对称性以及含水率等特性进行了细致研究。
在加入适量化学粘结剂后，粉末先压制成坯体，再进行研磨、滚磨和抛光。
这些陶瓷球随后经过“热等静压（HIP）”工艺处理，该工艺通过同时施加压力和热量实现致密化。
这类工艺能够提升陶瓷轴承的硬度和韧性，并有助于抑制滚动接触疲劳。
由于经过该工艺处理，即使在极端工况下，陶瓷轴承也不易出现崩裂、断裂或失效。
它们被视为“航空级”产品。事实上，陶瓷材料本身就发挥着关键作用。
其优势十分明确，是其他材料所不具备的。
Si3N4 陶瓷轴承在电动汽车中的核心优势
轻量化
就轴承而言，重量越轻越有利。Si3N4 3N4 陶瓷轴承是理想之选。
Si3N4 3N4 的重量低于钢材，且陶瓷轴承套圈的重量不足钢制套圈的一半。
对于电动汽车工程师而言，他们更倾向于采用轻量化轴承。
高刚性与高强度
陶瓷轴承不仅比钢制轴承更轻，而且具有更高的强度和硬度。
陶瓷轴承的硬度是钢制轴承的两倍，较钢制轴承硬度高出60%以上，且更不易变形。
这对于提升轴承寿命和运行效率具有明显优势。
低摩擦
与钢制轴承相比，陶瓷轴承中由 Si3N4 制成的滚珠在轴承组件内产生的摩擦和热量更少。
这意味着其所需润滑剂更少，磨损更低，滚道应力更小，工作温度也更低。
耐高温
陶瓷轴承同样能够承受高温环境。
即使在高达1,000°C以上的温度下运行，也不会因极高温而产生热膨胀。
如此高的温度远远超出了汽车应用的需求。
电绝缘性
对于电动汽车而言，Si3N4 陶瓷轴承的另一项优势，也可以说是最重要的优势之一，就是电绝缘性能。
电流会加速轴承失效，因此，若轴承材料具备电绝缘特性，就可避免不必要的轴承故障。
众所周知，氮化硅（Si3N4)具有电绝缘特性，这在几乎所有轴承应用中通常都是一项优势。
在汽车驱动电机存在高电压的情况下，电流泄漏容易在轴承内部引发电蚀，最终导致过早失效。
如果采用钢制轴承，唯一的办法是对钢材进行绝缘涂层处理，这会增加制造工艺的复杂性，并带来污染风险。
汽车对重量和体积的要求极为严格，难以采用复杂的制造工艺，因此，Si3N4 陶瓷轴承成为首选。
此外，氮化硅具有材料一体化成形的特性。
长寿命
与钢制轴承相比，陶瓷轴承具有更长的使用寿命。
陶瓷轴承可避免钢制轴承频繁更换所带来的高成本和不必要的浪费。
对于电动汽车而言，陶瓷轴承有助于维持并延长整车使用寿命，从而实现更长的续航里程。
结论
Si3N4凭借材料优势，陶瓷轴承可有力推动电动汽车行业实现长期、健康发展。
关于作者
