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Marktdynamik 

Fahrer: Herkömmliche oder ICE-Lager sind nicht mit Elektrofahrzeugen kompatibel 

Die Automobilindustrie erlebt derzeit einen bedeutenden Wandel mit der zunehmenden Einführung von Elektrofahrzeugen (EVs) . Da diese Fahrzeuge auf dem Markt für Elektrofahrzeuge an Bedeutung gewinnen, wird es wichtig, die Feinheiten ihrer Komponenten zu verstehen, insbesondere wenn man sie mit ihren Gegenstücken mit Verbrennungsmotoren (ICE) vergleicht. Lager von Elektrofahrzeugen sind einem Temperaturbereich ausgesetzt, der etwa 20 % höher ist als bei herkömmlichen Lagern mit Verbrennungsmotor. Dieser erhöhte Temperaturgradient ist größtenteils auf ihre unmittelbare Nähe zum Elektromotor und die Hochgeschwindigkeitsrotationen zurückzuführen, denen sie ausgesetzt sind. Dies erfordert eine Abweichung in der Materialzusammensetzung und der Art der verwendeten Schmierung. Wenn es um Geschwindigkeit und Lastdynamik geht, arbeiten beachtliche 85 % der Elektrofahrzeuge im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen mit höheren Drehzahlen. Diese Betriebseigenschaften erfordern Lager, die in der Lage sind, erhöhte Drehzahlen und Axiallasten zu bewältigen.

Unsere Untersuchungen zeigen, dass sich die erwartete Lebensdauer herkömmlicher Lager beim Einsatz in Elektrofahrzeugen um 30 % verkürzt. Diese Reduzierung ist auf die besonderen Betriebsbelastungen zurückzuführen, die Elektrofahrzeuge auf diese Komponenten ausüben. Die Materialzusammensetzung ist ein weiterer Bereich, der einen Wandel auf dem globalen Markt für Elektrofahrzeuglager erlebt. Beträchtliche 70 % der Hersteller von Elektrofahrzeugen tendieren mittlerweile zu Keramik-Hybridlagern. Ihre Vorliebe ergibt sich aus der überlegenen Fähigkeit dieser Lager, höheren Temperaturen standzuhalten, und ihrer verbesserten Beständigkeit gegen elektrische Lichtbögen.

Abgesehen davon haben Elektrofahrzeuge im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor von Natur aus ein leiseres Betriebsprofil. Dieser Unterschied hat die Erwartungen der Verbraucher geweckt, wobei satte 90 % eine leisere Fahrt von Elektrofahrzeugen erwarten. Diese Erwartung unterstreicht den Bedarf an geräuscharmen Lagern in Elektrofahrzeugen. Darüber hinaus weichen die Schmierungspraktiken für Elektrofahrzeuge von denen herkömmlicher Fahrzeuge ab. Die Fette, die bisher für ICE-Lager Standard waren, schaden Elektrofahrzeugen nicht. Erstaunliche 95 % der Hersteller von Elektrofahrzeugen befürworten mittlerweile die Verwendung von Spezialschmierstoffen, um vorzeitigem Verschleiß vorzubeugen.

Herausforderungen: Elektrische Probleme in Lagern von Elektrofahrzeugen

Elektromotoren in Fahrzeugen bestehen aus zahlreichen Teilen, wobei sich Lager als am anfälligsten für elektrische Störungen herausstellen. In jüngster Zeit wurde bei Elektrofahrzeugen (EVs) ein Anstieg elektrischer Komplikationen in diesen Lagern gemeldet, was zu erheblichen Bedenken hinsichtlich der Langlebigkeit motorbasierter Antriebssysteme führte. Im Mittelpunkt jedes batterieelektrischen Fahrzeugs (BEV) und Hybridfahrzeugs steht ein 3-Phasen-Wechselstrom-Traktionsmotor/Generator auf dem globalen Markt für Elektrofahrzeuglager. Da Batterien Gleichstrom (DC) liefern, sind Wechselrichter – auch als Frequenzumrichter (VFDs) bezeichnet – für die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom unerlässlich. Allerdings erzeugen diese Wechselrichter unbeabsichtigt unerwünschte Spannungen an den Motorwellen. Ohne eine konsequente und dauerhafte Erdung kann diese Spannung korrodieren und letztendlich zum Verschleiß der Motorlager führen.

Dieser elektrische Schaden an den Lagern stellt ein verstecktes Problem bei Elektrofahrzeugen dar und veranlasst die Automobilingenieure, sich beispiellosen Herausforderungen zu stellen. Die unregelmäßige Natur der durch Wechselrichter induzierten Wellenspannungen, die dazu neigen, dem Weg des geringsten Widerstands zu folgen, bedeutet, dass Lösungen wie isolierte Motorlager den Schaden möglicherweise lediglich auf andere Teile, einschließlich Getriebelager oder Radlager, umleiten. Interessanterweise kann dieses Problem sogar bei den Lagern des Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs auftreten, wenn das Fahrzeug im Elektromodus fährt.

Trend: Der Aufstieg intelligenter Lager in Elektrofahrzeugen

Auf dem Lagermarkt haben sich Lager von bloßen Stahlkugeln zu hochentwickelten Geräten mit integrierten Sensoren entwickelt. Moderne Elektrofahrzeuge nutzen diese fortschrittlichen Lager und nutzen sie als Hilfsmittel zum Sammeln und Weiterleiten von Informationen über den Zustand des Antriebsstrangs. Beispielsweise können die Schwingungsmuster von Lagern jetzt Einblicke in potenzielle Probleme im Antriebsstrang geben und sogar Daten über Nutzung und Geländebedingungen liefern. Die digitale Revolution hat einen Wandel von reaktionärer hin zu vorausschauender Wartung eingeläutet. Fortschrittliche Industrie 4.0-Tools, wie beispielsweise an Automobilkomponenten angebrachte Sensoren, bieten Echtzeit-Einblicke in die Leistung, die in die Überwachungssysteme der Hersteller eingespeist werden können. Zu diesen Innovationen gehören intelligente Lager, die mit dem industriellen Internet der Dinge (IIoT) kompatibel sind. Diese Lager verfügen über die Fähigkeit, bevorstehende Probleme selbst einzuschätzen und vorherzusagen.

Als Herzstück rotierender Mechanismen sind intelligente Lager optimal positioniert, um einen zukunftsorientierten Wartungsansatz zu ermöglichen. Sie können wertvolle Daten zu Aspekten wie Lagergeschwindigkeit, Richtung und den verschiedenen Kräften liefern, die auf sie einwirken.

Nach Angaben von ACS können Elektroautomotoren bis zu 15.000 Umdrehungen pro Minute (U/min) erreichen, im Gegensatz zu nur 8.000 U/min bei Verbrennungsmotoren, wobei die meisten Verbraucherautos bei etwa 6.000 U/min . Die erhöhte Drehzahl von Elektromotoren steigert nicht nur die Leistung, sondern macht auch schwere und kostspielige Getriebe auf dem Lagermarkt überflüssig. Dies stellt jedoch hohe Qualitätsanforderungen an alle Antriebsstrangkomponenten. Lager in Fahrzeugen sind bedingt durch ihren Einsatz enormen Belastungen und Verschleiß ausgesetzt. Sie müssen erheblichen Zentrifugalkräften standhalten und gleichzeitig eine begrenzte selbstinduzierte Erwärmung durch schnelle Rotation gewährleisten. Über die Lager hinaus müssen die Konstrukteure auch die Lebensdauer des Fahrzeugs berücksichtigen, von dem erwartet wird, dass es über große Entfernungen und Jahre hinweg zuverlässig bleibt.

Segmentanalyse 

Nach Typ 

Nach Fahrzeugtypen wird der globale Markt für Lager für Elektrofahrzeuge von batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) dominiert, die im Jahr 2023 einen Umsatzanteil von 54,2 % bis 2032 voraussichtlich leicht auf 55,0 % Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV) und Plug-in-Hybrid Elektrofahrzeuge (PHEV) folgen dicht dahinter mit Anteilen von 35,7 % bzw. 10,1 % im Jahr 2023 .

Aus technologischer Sicht ist der Bedarf an Lagern, die Hochgeschwindigkeitsdrehungen in Elektrofahrzeugen ermöglichen, von größter Bedeutung. Solche Lager bewältigen auch Herausforderungen wie die Aufrechterhaltung der Schmierung und den Schutz vor Verunreinigungen. Darüber hinaus stellt die Einführung von Hybridlagern, die Stahlringe mit Siliziumnitrid-Komponenten kombinieren, Innovationen im Umgang mit den potenziellen Gefahren dar, die von robusten Elektromotoren in Elektrofahrzeugen ausgehen. Dieses Hybriddesign sorgt nicht nur für betriebliche Effizienz, sondern verlängert auch die Lebensdauer von Elektroantriebssträngen.

Nach Produkt 

Der globale Markt für Lager für Elektrofahrzeuge weist eine vielfältige Produktsegmentierung auf, an deren Spitze Kugellager stehen. Im Jahr 2023 dominieren Kugellager mit einem Anteil von 44,6 % den Markt. Es wird erwartet, dass ihre Vormachtstellung anhält und sich bis zum Jahr 2032 einen Anteil von 44,3 % sichert, dank ihrer reduzierten Kontaktfläche, die es ihnen ermöglicht, die Reibung erheblich zu minimieren, und ihre Vielseitigkeit sowohl bei zwei- als auch bei vierrädrigen Fahrzeugen sichert ihre Relevanz. Gleit- oder Gleitlager hingegen bieten, wenn auch rudimentärer, eine robuste Belastbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Stoßbelastungen. Es wird prognostiziert, dass ihre Nachfrage im Prognosezeitraum stetig wachsen wird, was ihre Nützlichkeit bei Anwendungen unterstreicht, die Widerstandsfähigkeit gegen Schwingungsbewegungen erfordern.

Darüber hinaus halten Wälzlager im Jahr 2023 einen beachtlichen Marktanteil von 37,0 %. Dies ist auf ihre überlegene Effizienz bei der Aufnahme starker radialer und axialer Belastungen bei gleichzeitiger effektiver Reduzierung der Rotationsreibung zurückzuführen. In den Industriezweigen Investitionsgüter, Automobil, Haushaltsgeräte und Luft- und Raumfahrt werden vor allem Wälzlager bevorzugt, was ihre breite Anwendung unterstreicht.

Nach Material

Was das Material angeht, ist Stahl auf dem globalen Markt für Lager für Elektrofahrzeuge (EV) führend. Im Jahr 2023 sicherte sich Stahl den größten Marktanteil für Lager für Elektrofahrzeuge, ein Trend, der voraussichtlich bis 2032 anhalten wird. Im Jahr 2023 machten Stahllager einen beachtlichen Marktanteil von 40,8 % aus, wobei die Prognosen bis 2032 einen geringfügigen Rückgang auf 40,7 % zeigen. Die Allgegenwärtigkeit Der Anteil von Stahl in EV-Lagern wird auf seine zentrale Rolle in den Komponenten und Ringen von Rollen- und Kugellagern zurückgeführt, die den steigenden Anforderungen an Leistung und Geschwindigkeit in Antriebssträngen, insbesondere Elektromotoren, gerecht werden.

Interessanterweise entwickeln sich Keramiken aufgrund ihrer inhärenten stromisolierenden Eigenschaften zu einem entscheidenden Segment. Ihr Wachstum ist besonders bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen und als Gegenmittel gegen Bedenken hinsichtlich elektrischer Entladungen bemerkenswert. Durch den Einbau von Keramikkugeln ist die Herstellung von Hybridlagern zu einer innovativen Lösung geworden. Trotz ihrer höheren Kosten wird der Markt für Keramikkugellager durch ihre Vorteile wie 40 % geringere Dichte als Stahl, niedrigere Betriebstemperaturen und längere Lebensdauer bestimmt.

Nach Fahrzeugkategorie

Der weltweite Markt für Lager für Elektrofahrzeuge (EV) verzeichnet einen starken Nachfragezuwachs bei Personenkraftwagen. Im Jahr 2023 machen Pkw einen Marktanteil von 72,8 % aus. Es wird erwartet, dass diese Dominanz mit einem leichten Rückgang auf 71,9 % bis 2032 anhält. Der Anstieg der Pkw-Verkäufe, insbesondere in Schwellenländern, angetrieben durch steigende verfügbare Einkommen, hat das Wachstum dieses Segments gestützt. Der Nutzfahrzeugkategorie steht jedoch ein rasches Wachstum bevor: Ihr Marktanteil soll von 27,2 % im Jahr 2023 auf 28,1 % im Jahr 2032 steigen.

Das schnelle Wachstum im kommerziellen Segment ist auf die wachsende Beliebtheit von Elektrobussen zurückzuführen, insbesondere in Ländern wie China und Indien. Da die weltweiten Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels zunehmen, erfreuen sich Elektro-Lkw zunehmender Akzeptanz. Interessanterweise waren zwar nur 0,3 % der im Jahr 2021 verkauften Lkw elektrisch, der breitere Fahrzeugmarkt meldete jedoch, dass fast 10 % aller Verkäufe Elektrofahrzeuge waren. Der Vorstoß zur Elektrifizierung von Langstrecken-Lkw bietet zusammen mit der Notwendigkeit verbesserter Netzinfrastrukturen vielversprechende Perspektiven für das Nutzfahrzeugsegment im Markt für Elektrofahrzeuge.

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Regionale Analyse 

Der weltweite Markt für Lager für Elektrofahrzeuge befindet sich in einer Transformationsphase, wobei verschiedene Regionen unterschiedliche Wachstumsverläufe verzeichnen. Dabei sticht die Region Asien-Pazifik im Markt hervor. Dank der schieren Menge an Elektrofahrzeugen, die in dieser Region produziert und konsumiert werden, dürfte das Land bis 2032 einen Marktanteil von über 54 % erreichen. Allein China geht davon aus, dass bis 2025 über 15 Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen unterwegs sein werden. Diesem Wachstum steht das ehrgeizige Ziel Indiens gegenüber, bis zum Ende des Jahrzehnts einen Anteil von 30 % an Elektromobilität zu erreichen, was fast 7 Millionen neuen Elektrofahrzeugen entspricht. Japan, das nicht zurückbleiben will, hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2025 mindestens 2 Millionen neue Elektrofahrzeuge zu registrieren. Dieses beeindruckende Wachstum wird durch die Einrichtung von über 5.000 Ladestationen in Südkorea und mehr als 50.000 Ladestationen in China unterstützt. Darüber hinaus sind in der Region Asien-Pazifik mehrere große Hersteller von Elektrofahrzeugbatterien ansässig, mit über 120 Produktionsstätten allein in China. Automobilzentren wie Thailand und Indonesien haben in den letzten zwei Jahren gemeinsam über 1 Milliarde US-Dollar investiert, um die Infrastruktur für Elektrofahrzeuge zu fördern. 

Europa folgt dicht dahinter und trägt mehr als 27 % zum weltweiten Umsatz des Lagermarktes für Elektrofahrzeuge bei. Der Ansatz der Region für einen nachhaltigen Transport wird durch die Tatsache veranschaulicht, dass das Vereinigte Königreich plant, den Verkauf neuer Benzin- und Dieselautos bis 2030 zu verbieten und damit den Weg für eine von Elektrofahrzeugen dominierte Zukunft zu ebnen. Allein in Deutschland wurden im Jahr 2022 über 833.000 Elektrofahrzeuge verkauft, während Frankreich mit 346.000 Einheiten knapp dahinter liegt. Darüber hinaus haben die Elektroautoverkäufe in Spanien kürzlich die 100.000-Marke pro Jahr überschritten. Auch europäische Autohersteller investieren stark in die Infrastruktur für Elektrofahrzeuge und haben für die nächsten fünf Jahre über 10 Milliarden US-Dollar zugesagt.

Top-Player auf dem globalen Markt für Lager für Elektrofahrzeuge 

• AB SKF
• C&U Group Co., Ltd.
• Fersa Bearings SA
• ILJIN Co., Ltd.
• JTEKT Corporation
• Nachi-Fujikoshi Corp.
• ABC-Lager (NEI Ltd.)
• NMB Technologies Corporation
• NRB Bearings Limited
• NSK Ltd.
• NTN Corporation
• Schaeffler Technologies AG & Co. KG
• Die Timken Company
• Zhejiang XCC Group Co., Ltd.
• Andere prominente Spieler

Überblick über die Marktsegmentierung:

Nach Typ

• Batterieelektrisches Fahrzeug (BEV)
• Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV)
• Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV)

Nach Produkt

• Rollenlager
  • Kegelrollenlager
  • Nadellager
  • Zylinderrollenlager
  • Andere
• Kugellager
  • Rillenkugellager
  • Schrägkugellager
  • Selbstausrichtendes Kugellager
  • Andere
• Verbundlager
• Andere

Nach Material

• Stahl
• Keramik
• Polymer
• Andere

 Nach Verkaufskanal

• OEMs
• Aftermarket

Nach Fahrzeugkategorie

• Personenkraftwagen
• Nutzfahrzeug

Auf Antrag

• Getriebe/Getriebe
• Motor
• E-Achse
• Rad
• Andere

Nach Region

• Nordamerika
  • Die USA
  • Kanada
  • Mexiko
• Europa
  • Westeuropa
    • Großbritannien
    • Deutschland
    • Frankreich
    • Italien
    • Spanien
    • Restliches Westeuropa
  • Osteuropa
    • Polen
    • Russland
    • Restliches Osteuropa
• Asien-Pazifik
  • China
  • Indien
  • Japan
  • Südkorea
  • Australien und Neuseeland
  • ASEAN
  • Rest des asiatisch-pazifischen Raums
• Naher Osten und Afrika
  • Vereinigte Arabische Emirate
  • Saudi-Arabien
  • Südafrika
  • Rest von MEA
• Südamerika
  • Argentinien
  • Brasilien
  • Rest von Südamerika