电气化车辆专用变速箱油品旨在打造恰当性能平衡

在传动系统电气化发展的趋势下,优化变速箱油品性能的同时还要克服电气化带来的不同挑战

随着OEM车厂在不断努力来满足日益严格的温室气体排放法规要求,乘用车传动系统的电气化进程也在不断加快。润英联动力传动液全球产品经理赵刚先生探讨了最新的行业发展趋势,并评估了油品配方人员在平衡变速箱硬件保护与混动及纯电动汽车所要求的特定电气化性能时所面临的挑战。

行业分析师对车辆电气化进展的预测各异、众说纷纭,而混动、插电混和纯电动的行业细分又使得对各种数据的比较变得难上加难。国际能源署(IEA)在分析时采用了“既定政策”和“可持续性发展”两种情景,这会在2030年得到两种非常不同的预测结果。

行业分析数据倾向于在这个时间段内,全球汽车销量约有26%-30%为纯电动车。所有预测都表明仅由内燃机驱动的汽车销量将会下降,而电气化车辆(EV)的销量将会增长。例如,彭博新能源财经指出到2040年,所有类型的电气化车辆销量将占到全球新车销量的80%以上。尽管存在诸多不确定性,但随着各国政府和立法机构在不断寻求更快速地解决温室气体排放问题,我们可以确信车辆电气化将会是构成这一解决方案的一大要素,形式上可能会以更多混动车(仍采用内燃机驱动)、增程式或纯电动架构。

不管采用何种传动系统方案,车辆电气化都给为润滑油配方带来很多挑战。

技术视频

润英联一直在研究开发能够满足各种电气化架构需求的专用变速箱油品添加剂技术,更多信息,请观看下面视频。

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润英联e-fluid添加剂视频

如视频中所示,随着各种混动架构、到增程式、乃至纯电动和氢气燃料电池的使用,电气化程度也在随之提高,因此必须要对电气化专用的变速箱油品添加剂进行定制化开发,以满足各种电气化类型的不同要求。

在混动系统中,在油品未与电机直接接触时,就需要保持所有传统变速箱油品的特性,如空气释放性、抗氧化性、摩擦特性以及齿轮/轴承泵磨损耐久性。然而在配备油冷电机的系统中,新型电气化车辆专用变速箱油品还需要关注电机冷却、材料兼容性以及电学性能。满足这些新要求的同时,还必须要精心平衡对变速箱性能优化和硬件保护的需要,尤其在更低粘度的环境下,所有这些因素要在添加剂组分选择时进行新的考量。

除了保证变速箱性能和提供保护之外,还必须要考虑电气化车辆专用变速箱油品的电学性能

热传递对电机冷却来说至关重要

冷却将电能转化为机械能的电机被视为是电气化车辆传动冷却液的一大重要功能。有多个关键参数可影响传动液的热传递性能:

我们在内部实验室及第三方测试实验室针对各种运行条件进行的调查研究表明导热系数和基础油黏度是影响热传递性能的两个最重要因素。其中一个关键的研究结果是发现更低黏度的油品可以延迟定子绕组升温,而绕组升温会造成电机无法发挥最佳性能)

材料兼容性

当电机被放入变速箱后,一些有别于现有变速箱使用的材料正在被引入进来。

由于腐蚀可导致电流泄漏或变速箱内发生短路,因此许多OEM厂商将与铜线和连接线的兼容性视为电气化车辆专用变速箱油品的重要参数。润英联为筛选添加剂,进行了包括ASTM D130和全新的带电电路板试验等一系列测试,以确保提供良好的铜兼容性。

电性能

电兼容性问题是所有电气化车辆开发时都必须要考虑的要素。电气化汽车内配备的电力设备需要在几百伏的电压下工作,这意味着油品也需要提供足够的电阻率以避免电流泄漏。体积电阻率[VR]是用来测量电学兼容性的,而提高恰当的电阻率是配方精妙平衡的体现。电阻率太低可导致断电,而电阻率太高则可能导致静电荷累积和因电弧现象造成的硬件损坏。具有最佳电阻率的电气化车辆专用变速箱油品带来的电流泄露很低,这可以帮助OEM厂商通过在更高电压下运行更小的电机来减少壳体尺寸。

润英联对添加剂及其分子结构可如何影响体积电阻率有着深刻认知和见解。

我们的调查研究已表明,电气化车辆专用变速箱油品的最大体积电阻率取决于基础油,质量更高,粘度更大,基础油体积电阻率就越高。然而,添加剂可用于优化变速箱油品的电学性能,从而满足OEM厂商不断变化的要求。

超低粘度油品带来更多挑战

近年来,为帮助OEM厂商满足日益严格的燃油经济性法规和目标要求,变速箱油品正向超低粘度发展。20世纪90年代,装车油的运动黏度通常为8cSt(在100oC时),而当前变速箱油品的运动粘度可达到3cSt左右。向如此低的粘度等级发展带来明显优势的同时,也为超低粘度电气化车辆专用变速箱油品的研发人员带来了很多配方挑战。

为解决这些问题,润英联在调配超低粘度自动变速箱油的丰富经验基础上,投资开发了下一代抗磨剂组分和卓越的体积电阻率配方。经过大量的台架和筛选测试后,这些领先的电气化车辆专用变速箱油品添加剂现已通过了包括大众纯电ID.3和特斯拉在内的大规模行车试验。

未来我们将会在行业洞察网站继续为您报道行车试验的进展和结果。如想进一步了解我们为各种电气化变速箱应用而特别打造的电气化产品的更多详情,请点击这里来联络我们。


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