新能源汽车中，陶瓷轴承的应用成为一种趋势

发布时间：2024-05-17

NO.1 陶瓷球简介

陶瓷球是用陶瓷材料制作的圆球，可以分为结构陶瓷球和功能陶瓷球，在机械与催化领域有广泛的应用。结构陶瓷球主要起到支撑作用，主要应用在轴承上。陶瓷虽然易碎，但是一些特殊结构的陶瓷具有极高的硬度，如氮化硅材料，其硬度仅次于金刚石，因而可以应用在轴承支撑上。

随着时间的发展，陶瓷球的应用经历了从军用到民用的过程。从应用领域来讲，随着产业升级的变化，经历了从传统工业到应用在新型产业的变迁过程。

陶瓷球应用历史（来源：《陶瓷轴承的性能与应用》，《新型陶瓷轴承研究的现状与展望》）

NO.2 新能源汽车中陶瓷轴承的应用成为一种趋势

新能源汽车对汽车轴承提出了更多新要求：

电机轴承相比传统轴承转速高，需要密度更低、相对更耐磨的材料；

由于电机的交变电流引起周围电磁场变化，需要更好的绝缘性减小轴承放电产生的电腐蚀；

要求轴承球表面更光滑，较少磨损。

全球新能源汽车销量预测（来源：wind， EVTank，德勤）

我国新能源汽车销量预测（来源：中国汽车工业协会，中国汽车技术研究中心）

陶瓷球具有低密度、高硬度、耐摩擦等特点，适宜高速旋转工况，在高温强磁高真空等领域，陶瓷球具有不可替代性。从几乎没有陶瓷轴承在汽车上使用，到2020年新能源汽车中5%的轴承已经被陶瓷轴承取代，在新能源汽车领域，陶瓷轴承取代钢球轴承已经是一种趋势。特斯拉设计的电机中输出轴是采用混合陶瓷轴承，轴承滚珠采用氮化硅球组成；奥迪ATA250电机位于内部的2个转子轴承采用陶瓷材质制成。

特斯拉电机分布（来源：特斯拉官网）

据测算，预计2025年，全球新能源汽车领域陶瓷球市场空间将接近40亿元，2030年将接近200亿元；预计2025年国内新能源汽车领域陶瓷球市场空间将接近13亿元，2030年将超过100亿元。

NO.3 陶瓷轴承产业链由国外企业主导，国产化正在加速！

陶瓷球产业链（来源：中国粉体网）

高端陶瓷球一般需要同时实现三个关键技术指标，高精度（加工技术、G5以及更高）、长疲劳寿命（陶瓷技术）、好的表面质量（通常是几百倍下没有任何微观缺陷）。

常用陶瓷球检测手段（来源：国海证券研究所）

要解决这三个问题，需要有优质的原料、稳定先进的陶瓷制作工艺和陶瓷球加工技术。

国内某陶瓷球龙头企业产品参数（来源：国海证券研究所）

长期以来的行业现状是上游高纯粉末制备技术被UBE（宇部兴产）等国外企业长期掌控，长疲劳寿命陶瓷球毛坯主要是COORSTEK和Toshiba主导，陶瓷球加工主要是ASK、椿中岛等日系企业。COORSTEK、ASK等国外企业可达到G3精度（较G5等级更高）且有非常好的表面质量，而国内轴承球加工能力较差，同时缺乏有效检测手段，很难稳定达到G5以上的精度，而且球表面质量差距更大。

国内某陶瓷球龙头产品类型（来源：国海证券研究所）

国内企业发展速度较快，正在逐步缩小与国外企业的差距，特别是个别龙头企业目前基本同时解决了陶瓷技术、加工精度和陶瓷球表面质量控制技术等关键问题。

来源于：国海证券研究所

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