雅富頓：現(xiàn)代潤(rùn)滑油如何保持性能平衡？

現(xiàn)代潤(rùn)滑油在平衡車輛系統(tǒng)的冷卻、保護(hù)、效率和可靠性方面發(fā)揮著極其重要的作用。這些油液中的添加劑不僅可以大幅提高硬件性能，還是將新硬件推向市場(chǎng)的關(guān)鍵。從油冷電機(jī)和多速電驅(qū)動(dòng)橋等最新電動(dòng)汽車技術(shù)，到浸入式冷卻電池模塊等新興技術(shù)，都可以受益于有針對(duì)性的潤(rùn)滑油添加劑解決方案。
 

“潤(rùn)滑油不僅僅是系統(tǒng)中可互換的部分；它對(duì)成功的設(shè)計(jì)做出了必不可少的貢獻(xiàn)，” 潤(rùn)滑油添加劑專家雅富頓化學(xué)公司eMobility市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)理Adam Banks解釋說(shuō)，“每種潤(rùn)滑油都含有可確保其具有適當(dāng)特性的添加劑，以支持特定的應(yīng)用。雖然添加劑在成品潤(rùn)滑油中的占比不到10%，但它們卻對(duì)潤(rùn)滑油的大部分性能有著重要的影響。正因如此，雅富頓才與OEM及工程公司開(kāi)展密切合作：通過(guò)盡早識(shí)別新材料和硬件帶來(lái)的挑戰(zhàn)，雅富頓能夠幫助實(shí)現(xiàn)未來(lái)所需的性能提升。” 適應(yīng)未來(lái)意味著電動(dòng)汽車的潤(rùn)滑油必須準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)許多新的需求——尤其是潤(rùn)滑和冷卻電機(jī)的能力。除了常規(guī)的齒輪、軸承和摩擦元件，潤(rùn)滑油還與高速高溫電機(jī)、電力電子元件以及敏感的電控系統(tǒng)和傳感器直接接觸，這些給潤(rùn)滑油及其添加劑帶來(lái)了新的、有時(shí)是相矛盾的性能需求。

雅富頓研發(fā)總監(jiān)Chris Cleveland博士說(shuō)：“電動(dòng)汽車使用的潤(rùn)滑油需要進(jìn)行可靠的測(cè)試，確保它們滿足要求：不僅僅是在開(kāi)始時(shí)，而是在整個(gè)使用壽命期間。為了讓消費(fèi)者認(rèn)可電動(dòng)汽車的可靠性，這些測(cè)試結(jié)果必須有效地轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。” 與傳統(tǒng)潤(rùn)滑油相比，電動(dòng)汽車的潤(rùn)滑油還需要在以下三個(gè)方面表現(xiàn)出色：電氣性能、熱穩(wěn)定性以及與新材料的適應(yīng)性。雅富頓研發(fā)了先進(jìn)的測(cè)試方法，不僅可以驗(yàn)證新油的實(shí)驗(yàn)室特性，而且還可以更進(jìn)一步確定所有可能影響潤(rùn)滑油長(zhǎng)期性能的相關(guān)因素。
 

合適的油液電氣特性不僅可以提高安全性，還能保護(hù)元件免受突然放電造成的潛在損壞。Cleveland博士解釋說(shuō)，“首先，任何與電氣設(shè)備接觸的潤(rùn)滑油都應(yīng)該是介電液體，其導(dǎo)電性較低，儲(chǔ)存電荷的能力有限，” 所有潤(rùn)滑油暴露在高溫下都會(huì)加速熱衰解，電機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量熱量。熱衰解會(huì)增加油液中極性粒子的數(shù)量，從而增加其導(dǎo)電性，因此熱穩(wěn)定性對(duì)保證長(zhǎng)期性能來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
 

Cleveland博士透露，“對(duì)新油進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)電氣性能測(cè)試固然重要，但人們往往會(huì)忽略隨著時(shí)間推移而發(fā)生的電氣性能變化。由于熱穩(wěn)定性對(duì)電動(dòng)汽車潤(rùn)滑油至關(guān)重要，所以雅富頓非常重視老化油的內(nèi)部測(cè)試：這樣可以幫助我們預(yù)測(cè)潤(rùn)滑油的性能和使用壽命。” 兼容性是第三個(gè)關(guān)鍵方面。電機(jī)繞組和電力電子設(shè)備都含有銅，有的銅導(dǎo)線上面有涂層，有些是密封在一個(gè)單元中，因此油液與各種新型涂層、密封材料以及漆的適應(yīng)性至關(guān)重要。潤(rùn)滑油還必須與銅本身相容，因?yàn)橥繉訒?huì)隨著時(shí)間的推移而收縮和破裂，金屬會(huì)因此暴露而直接接觸油液。
 

“我們認(rèn)為基本的銅腐蝕測(cè)試遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，”Cleveland博士說(shuō)，“所以我們的測(cè)試延長(zhǎng)了銅片的浸泡時(shí)間，并在測(cè)試結(jié)束時(shí)測(cè)量了油液中銅的含量。這樣能夠更準(zhǔn)確地反映金屬損失，與現(xiàn)實(shí)世界的表現(xiàn)具有更好的相關(guān)性。”
 

標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試忽略的另一個(gè)方面是油液在氣相時(shí)與銅的適應(yīng)性。Cleveland博士補(bǔ)充說(shuō)，“考慮到電機(jī)產(chǎn)生的高溫以及傳感器和控制器數(shù)量的增加，以蒸汽形式存在的潤(rùn)滑油很可能會(huì)與含銅元件接觸。” “由于沒(méi)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試來(lái)檢查這種接觸的影響，雅富頓開(kāi)發(fā)了一種氣相銅腐測(cè)試。試驗(yàn)表明，對(duì)于某些標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)液，銅在氣相中的腐蝕比在液相中的腐蝕更嚴(yán)重。我們通過(guò)廣泛的測(cè)試發(fā)現(xiàn)了這一具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，而通過(guò)精心的添加劑化學(xué)設(shè)計(jì)可以解決這個(gè)問(wèn)題。”
 

雅富頓的測(cè)試方法正在推動(dòng)新一代EV專用潤(rùn)滑油的發(fā)展。雅富頓的傳統(tǒng)傳動(dòng)液化學(xué)技術(shù)已在全球超過(guò)三分之一的汽車中使用，其最新的解決方案現(xiàn)已涵蓋從混合動(dòng)力傳動(dòng)平臺(tái)（源自步進(jìn)式、DCT或CVT設(shè)計(jì)）到最新的全電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)，包括油冷電機(jī)和多速電驅(qū)動(dòng)橋。“我們的HiTEC® 35701復(fù)合添加劑促成了首款ETF（電動(dòng)變速箱油）的開(kāi)發(fā)，它專門(mén)用于滿足油冷多速電驅(qū)動(dòng)軸的所有要求。雅富頓歐洲OEM客戶經(jīng)理 Harald Maelger 博士說(shuō)，“這種復(fù)合添加劑可以平衡冷卻、磨損保護(hù)、優(yōu)化摩擦、電氣性能和適應(yīng)性。在與OEM的合作中我們了解到，效率、可靠性和價(jià)值是工程師們最關(guān)心的問(wèn)題，所以我們聯(lián)系Ricardo，讓其對(duì)使用專用 ETF 的好處開(kāi)展獨(dú)立評(píng)估。”

Ricardo模型顯示，使用合適的潤(rùn)滑油直接冷卻電機(jī)，其整體效率提高了2-3%。分析還表明，使用2速和3速變速箱代替單速變速箱，同時(shí)使用具有適當(dāng)摩擦性能的潤(rùn)滑油，還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)2-4%的效率提升。Maelger博士解釋說(shuō)，“這些效率提升可以用于增加行駛里程或?qū)崿F(xiàn)電機(jī)和電池成本的凈降低。”

Ricardo分析表明，即使對(duì)于電池浸入式冷卻等新興技術(shù)，直接冷卻仍有助于支持更快的充電、更快的功率輸出和更高的效率的需求。Maelger博士補(bǔ)充說(shuō)，“雖然專業(yè)的電池浸入式冷卻技術(shù)和冷卻液尚未成為主流，但我們一直在展望未來(lái)，不斷探索先進(jìn)潤(rùn)滑油能為電動(dòng)汽車市場(chǎng)的全方面發(fā)展帶來(lái)的價(jià)值。”
 

雅富頓的工作不僅基于添加劑和建模的專業(yè)知識(shí)，而且還基于對(duì)商業(yè)化產(chǎn)品線設(shè)計(jì)開(kāi)展實(shí)際的內(nèi)部評(píng)估。雅富頓與OEM 合作伙伴共同合作，繼續(xù)將測(cè)試提升到一個(gè)新的水平。正如最近發(fā)布的那樣，基于預(yù)生產(chǎn)OEM硬件的原型電機(jī)臺(tái)架測(cè)試表明，提高潤(rùn)滑油的熱導(dǎo)率可以顯著提高電機(jī)的峰值扭矩。
 

雅富頓的價(jià)值在于，通過(guò)合適的潤(rùn)滑油添加劑化學(xué)，為工程合作伙伴解鎖新技術(shù)。Adam Banks總結(jié)說(shuō)，“成功的工程都與平衡有關(guān)。” “通過(guò)專業(yè)潤(rùn)滑油技術(shù)提供商和硬件開(kāi)發(fā)商之間緊密和早期的合作，可以最有效地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。” 雅富頓化學(xué)公司的OEM團(tuán)隊(duì)?wèi){借豐富的化學(xué)、建模和測(cè)試專業(yè)知識(shí)，繼續(xù)為合作伙伴提供指導(dǎo)，幫助他們找到并保持平衡。