環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻以及燃油、排放法規(guī)的不斷加嚴(yán),使得全球汽車制造商在電氣化路線上走得越來(lái)越快,越來(lái)越多的混合動(dòng)力汽車以及純電動(dòng)汽車開始涌入市場(chǎng)。在這一背景之下,汽車零部件供應(yīng)商們也紛紛加快電氣化轉(zhuǎn)型的腳步,以滿足整車企業(yè)日益增長(zhǎng)的需求,占領(lǐng)未來(lái)市場(chǎng)新高地。
汽車軸承企業(yè)自然也加入到了這一陣營(yíng)之中。不過(guò),作為一種高精密、高強(qiáng)度、高轉(zhuǎn)速的汽車零部件,軸承在發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等傳統(tǒng)燃油車相關(guān)部件中應(yīng)用頗多,重要性眾所周知,而在電氣化車輛,尤其是電動(dòng)汽車中,軸承的應(yīng)用空間以及相應(yīng)的要求似乎有所改變。在這一情況之下,汽車軸承企業(yè)面臨著怎樣的考驗(yàn)?又將如何應(yīng)對(duì)?在近期舉辦的2019年上海車展上,蓋世汽車采訪到全球軸承行業(yè)知名企業(yè)NSK中國(guó)區(qū)副總裁郁國(guó)平,針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行了深入交流。
電氣化趨勢(shì)下的技術(shù)革新
盡管相對(duì)于傳統(tǒng)燃油車來(lái)說(shuō),混合動(dòng)力汽車以及純電動(dòng)汽車在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別,尤其是純電動(dòng)汽車,該類車型采用蓄電池、電動(dòng)機(jī)、控制器及相關(guān)設(shè)備替代了原有的內(nèi)燃機(jī)和油箱,但這并不意味軸承的需求會(huì)大幅降低。實(shí)際情況是,雖然相較于傳統(tǒng)燃油車,純電動(dòng)汽車上某些軸承減少了,但另外一些軸承則在增多。
郁國(guó)平指出,雖然純電動(dòng)汽車中沒(méi)有了軸承用量較大的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱,但其同樣需要驅(qū)動(dòng),同樣需要環(huán)保、舒適以及安全,而為了滿足這些要求,就需要大量機(jī)械式的部件去實(shí)現(xiàn),“電動(dòng)汽車中,電機(jī)數(shù)量增加,這些電機(jī)都是需要軸承的。不僅如此,只要有轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)的地方就能夠用到我們的軸承產(chǎn)品”。
當(dāng)然不可否認(rèn)的是,由于除了傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車通用的一些部件之外,電動(dòng)汽車還增加了新的軸承產(chǎn)品需求,汽車軸承供應(yīng)商必須進(jìn)行具有針對(duì)性的創(chuàng)新研發(fā)。郁國(guó)平表示,電動(dòng)汽車中,不同電機(jī)有不同的型號(hào),要求的參數(shù)也是不同的,但是總體來(lái)說(shuō)有以下幾大共性:一、靜音,“在電動(dòng)汽車中,沒(méi)有了發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音,其它方面的噪音會(huì)更明顯,所以電動(dòng)車對(duì)于零部件的靜音要求更高”;二、能量損失要低,效率要高,這與電動(dòng)車的續(xù)航里程相關(guān);三、環(huán)保,對(duì)環(huán)境要友好;四、質(zhì)量可靠性,“不要為了某些特性而犧牲安全和質(zhì)量”。
而基于在摩擦學(xué)、機(jī)電一體化、潤(rùn)滑等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì),NSK針對(duì)以上四個(gè)方面進(jìn)行了大量的研發(fā),并取得了諸多的成果。據(jù)了解,汽車中所有電機(jī)所使用到的軸承,NSK都可以生產(chǎn),包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及減速箱用的高速球軸承、電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)用的球軸承、電動(dòng)剎車系統(tǒng)用的滾珠絲杠等等,并且產(chǎn)品性能優(yōu)異,NSK推出的驅(qū)動(dòng)電機(jī)用球軸承,據(jù)稱不僅可延長(zhǎng)5倍壽命,而且降低20%摩擦力矩。
值得一提的是,在新能源汽車方面,NSK并不僅僅提供軸承產(chǎn)品,還研發(fā)有其它相關(guān)產(chǎn)品,例如減速機(jī)。就電動(dòng)車而言,降低成本及延長(zhǎng)續(xù)航里程,小型化及輕量化是電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),不過(guò),電機(jī)既要小型化,也要保證輸出特性,這就需要將其轉(zhuǎn)速提高,而當(dāng)轉(zhuǎn)速提高到20000轉(zhuǎn)以上,一般減速箱齒輪的靜音效果以及壽命都將受到挑戰(zhàn)。
就此,NSK研發(fā)出了新型的減速機(jī),該減速機(jī)并不靠齒輪來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng),而是通過(guò)油膜來(lái)實(shí)現(xiàn)。郁國(guó)平表示:“這一產(chǎn)品NSK是有專利的,將來(lái)是我們的一個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)品,因?yàn)殡S著電機(jī)轉(zhuǎn)速越來(lái)越高,這一類減速機(jī)的需求必然會(huì)越來(lái)越多。”另?yè)?jù)其透露,為提高效率,NSK還將考慮如何把高速電機(jī)、新型減速機(jī)、傳統(tǒng)減速機(jī)等進(jìn)行集成的方案,目前相關(guān)研究還處于前期開發(fā)階段。
可以看到,在汽車電氣化趨勢(shì)下,NSK正在展開一系列的產(chǎn)品布局。實(shí)際上,由于在新能源汽車方面布局得相對(duì)較早,新能源汽車相關(guān)的業(yè)務(wù)已經(jīng)成為NSK新的增長(zhǎng)點(diǎn)。郁國(guó)平表示:“我們?cè)谛履茉雌嚪矫娴膬?yōu)勢(shì)是很多整車廠有目共睹的,所以在去年,我們獲得的項(xiàng)目還是比較多的。雖然目前總體的量比較小,還是趕不上傳統(tǒng)燃油車的量,但是因?yàn)樵鲩L(zhǎng)比較快,業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)在不斷增加。”
更多元化的創(chuàng)新研發(fā)
誠(chéng)然,未來(lái)新能源汽車比重必定有所增加,但傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車型在較長(zhǎng)的時(shí)期里仍將是市場(chǎng)主流,與此同時(shí),智能化、自動(dòng)駕駛以及共享化等趨勢(shì)也在同步發(fā)生。因此,汽車軸承供應(yīng)商同樣需要滿足這些方面的需求。郁國(guó)平表示:“傳統(tǒng)燃油車不會(huì)一下子全部消失,相關(guān)技術(shù)還在不斷更新?lián)Q代,并且除了發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等方面產(chǎn)品升級(jí)的需求之外,車聯(lián)網(wǎng)、安全、共享出行等方面也會(huì)對(duì)未來(lái)的汽車軸承提出更多的新需求,我們?cè)谶@些方面的關(guān)注也不會(huì)放松。”
針對(duì)以上方面,NSK也進(jìn)行了大量的研發(fā)工作。舉例來(lái)說(shuō),在自動(dòng)駕駛的過(guò)程中需要自動(dòng)剎車的功能,因此對(duì)于這一部件的反應(yīng)速度等方面有著更高的要求。而這不僅需要軟件的配合,還需要反應(yīng)更靈敏的機(jī)械裝置的支撐,NSK開發(fā)的滾軸絲杠就具備這樣的優(yōu)勢(shì)。郁國(guó)平表示:“軟件自然十分重要,但是最終讓車停下來(lái)還是要機(jī)械性的裝置來(lái)完成。”
另外一個(gè)值得關(guān)注的趨勢(shì)是,隨著自動(dòng)駕駛的發(fā)展,未來(lái)的驅(qū)動(dòng)將不再是傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式,輪轂電機(jī)的使用或會(huì)增多。輪轂電機(jī)的好處首先是每個(gè)輪子可以單獨(dú)控制,可以提高車輛的操控性和安全性;第二,輪轂電機(jī)把驅(qū)動(dòng)的部件放到輪輞內(nèi),這使得車子上方的空間變大,布置方便,設(shè)計(jì)靈活性更高;此外,它在滿足自動(dòng)駕駛以及某些方面可能起到一些意向不到的效果。
當(dāng)然,目前來(lái)看,輪轂電機(jī)上有諸多問(wèn)題待解,例如簧下質(zhì)量較高、整車成本控制等等,但技術(shù)也在不斷更新,NSK在此次上海車展就展示了其第二代輪轂電機(jī)。在這一產(chǎn)品中,NSK開發(fā)了使用兩個(gè)小電機(jī)及兩速變速器的輪轂電機(jī)小型化技術(shù),變速器可通過(guò)控制兩個(gè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向及轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)順暢的換擋。據(jù)了解,輪轂電機(jī)可適用于多種不同驅(qū)動(dòng)方式的車輛。
除此之外,NSK在上海車展還重點(diǎn)展示了其最新開發(fā)的靈動(dòng)轉(zhuǎn)向模塊。據(jù)NSK技術(shù)人員介紹,靈動(dòng)轉(zhuǎn)向模塊主要由輪轂電機(jī)、平行連桿式主動(dòng)懸架以及電動(dòng)油壓制動(dòng)系統(tǒng)用的滾軸絲杠三大部件組成,其中平行連桿式主動(dòng)懸架是在每個(gè)車輪上有五個(gè)簡(jiǎn)單的執(zhí)行器組成,雖然結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,但是功能非常獨(dú)特,例如通過(guò)5組執(zhí)行機(jī)構(gòu),可靈活控制車輪姿態(tài)(如外傾角、輪距、軸距、避震器傾角),提高汽車的安全性和舒適性;可實(shí)現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向,減小轉(zhuǎn)彎半徑,提高汽車的操控性;無(wú)需傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向管柱便可完成轉(zhuǎn)向功能;通過(guò)機(jī)械式鎖止機(jī)構(gòu),便可維持車輪姿態(tài),減少電能損耗。
值得一提的是,除了硬件能力的強(qiáng)化,NSK也在增強(qiáng)軟件方面的能力。據(jù)了解,目前,NSK針對(duì)一些安全性要求高的關(guān)鍵性產(chǎn)品,會(huì)進(jìn)行自主開發(fā),或者與知名廠商進(jìn)行合作開發(fā)。就在近期,NSK就成功開發(fā)了新一代轉(zhuǎn)向控制軟件。據(jù)介紹,該控制軟件可以減少零件老化帶來(lái)的影響,使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)保持良好的轉(zhuǎn)向感,除了NSK主要產(chǎn)品的管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS),該軟件還可應(yīng)用于齒條式EPS,甚至線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等多種產(chǎn)品。此外,它與高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和目前正處于應(yīng)用技術(shù)開發(fā)階段的自動(dòng)駕駛也具有較高的兼容性。
總而言之,針對(duì)未來(lái)汽車需求,NSK已經(jīng)做了諸多方面的準(zhǔn)備。基于此,郁國(guó)平對(duì)于NSK接下來(lái)的發(fā)展也是十分有信心,“不僅僅是軸承產(chǎn)品,我們還將發(fā)揮我們的核心技術(shù)在輪轂電機(jī)、自動(dòng)剎車系統(tǒng)等諸多方面進(jìn)行研發(fā),所以總體來(lái)說(shuō),我們?cè)谄囆袠I(yè)不僅不會(huì)下降,還會(huì)有很大的發(fā)展空間。”
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