轴承防电蚀与电涡流传感一体化方案主要是解决转速检测与接地放电两个功能模块分开装导致零件多、装配难、成本高的问题。传统方案里,负责给电机轴接地防电蚀的轴电模块和负责测转速的电涡流传感模块是两个独立部件,要么用螺丝、固定板把碳纤维刷固定在传感器上,要么用双层PCB板叠装,零件多、工序复杂、还容易出现接触不良或胶水溢出影响轴转动的情况。
联合动力的这项轴承防电蚀+电涡流传感二合一方案就直接把导电件焊在电路板上。一边负责导走轴电流(防电蚀),一边负责电涡流传感(测速/测位置),两个功能放在同一块单层电路板里,不用多层板叠来叠去。
01.
导电碳刷是如何焊上去的
先说背景问题:电机轴高速旋转时,会因为电磁感应等因素产生轴电压,一旦这个电压超过轴承油膜的绝缘能力,就会击穿油膜形成轴电流,电流会在轴承滚道和滚动体上打出小凹坑(也就是电蚀),加速轴承磨损甚至直接损坏;而传统解决办法是用专用模具把碳纤维束压接成模块,再通过固定器和电路板连接来导出轴电流。专利表述的这种碳纤维与电路板焊接的固定方法,新就是让碳纤维能直接焊接在电路板上,不用额外的固定器,同时保证轴电流能稳定导出、避免锡液外溢损坏碳纤维。
其是把碳纤维的一端焊接在焊盘上,另一端直接接触电机轴,这样就形成了“电机轴→碳纤维→焊盘→电路板”的轴电流传导路径,能直接把轴电流引走,保护轴承不被电蚀。为了让碳纤维能可靠焊接在电路板上,专利对碳纤维做了特殊处理——在其表面依次镀上1-3微米厚的镍层和5-10微米厚的锡层,镍层能形成致密的导电基底,防止碳纤维和锡层发生反应变脆,还能增强结合力,锡层则能提高焊接的润湿性,降低焊接温度,适配电路板的耐温需求。
而且碳纤维接触电机轴的一端还套了金属套管,通过过盈配合固定,金属套管外壁和电机轴紧密贴合,能降低接触电阻,保证电流传导顺畅。电路板上还设计了接地导电回路,焊盘和这个回路相连,最终能把轴电流导入大地或电机壳体,形成完整的接地闭环,彻底避免轴电流在电机内部积聚。
02.
这种一体结构是如何实现的
在来说这种轴承防电蚀+电涡流传感一体化集成结构,主要由带轴孔和环形凸台的壳体、内置的单层PCB板、碳纤维材质的导电件、带凸起和板体部的盖体、导电连接套件与导电件组成,装配时把镀锡后的碳纤维导电件直接焊接在PCB上,一端穿过凸台上的槽口伸进轴孔与电机轴接触实现接地放电,再把盖体扣在凸台上,盖上的凸起插进槽口、板体部贴住凸台外侧,通过过盈配合、凸筋密封和超声波或激光焊接固定,同时利用槽口、凸起、导向槽上的限位面把碳纤维导电件稳稳夹住定位。
既不用螺丝也不用额外压接件,还能防止灌胶时胶水漏进轴孔,另外其他导电件采用带弹性部的鱼眼端子结构,直接插在PCB的导电孔里就能靠弹性压紧导通,再通过连接套件和外部螺丝形成完整接地通路,把轴电流安全导出避免轴承电蚀,同时PCB上集成电涡流检测电路实现转速传感,最终把防电蚀接地和转速检测两大功能整合在一套结构里。
通俗总结就是:联合动力的这款专利就是把电机里“轴电流防腐蚀”和“转速检测”这两个原本分开的功能合二为一,用一根焊接在PCB上的碳纤维刷既当接地导电件又省去复杂固定结构,配合带定位和密封作用的卡扣式盖子,不用螺丝、不用多层板、不用复杂压接工序,零件更少、装配更简单、成本更低,同时密封更好不会漏胶,导电接触更可靠,既能有效防止轴承被轴电流腐蚀损坏,又能精准检测电机转速。
总结.
联合动力的这项专利解决了轴电与电涡流传感模块独立设置的弊端,通过壳体凸台、盖体限位结构,将碳纤维导电件与电涡流检测电路集成在单层PCB上,实现防电蚀与转速检测一体化,简化装配并做好密封防护。整体非常适配新能源汽车电驱动、工业电机等场景,可大幅提升电机使用寿命与综合性能。













沪公网安备31010702008139