路博潤：新能源汽車潤滑油的嶄新世界（下）

 

在影響新能源汽車電驅(qū)橋油的所有因素中，銅腐保護性能極為重要。相比齒輪在電驅(qū)橋運行過程中的逐漸磨損，含裸露銅的電機繞組或電氣元件的腐蝕會導致災難性的故障，這種故障可能發(fā)生在電驅(qū)橋使用壽命的早期。

 

電驅(qū)橋油對含裸露銅電氣元件的銅腐保護是最難解決的問題之一（例如，如何既起到銅腐保護作用又能平衡齒軸保護性能），全新開發(fā)的添加劑技術起到了關鍵作用。一些添加劑公司傾向于采用傳統(tǒng)自動變速箱油技術，事實上，開發(fā)新能源汽車專用添加劑需要全新的研發(fā)和試驗能力。

 

 

目前已商業(yè)化的一些新能源汽車電驅(qū)橋油其實是傳統(tǒng)變速箱油的修改產(chǎn)品。傳統(tǒng)手動變速箱油含有較高活性硫的極壓劑（EP），銅腐性能較差，因此不適合新能源汽車。而一些低粘化的自動變速箱油（ATF）雖然不含活性硫，但含有其它改進摩擦特性的腐蝕性成分，因此也無法很好地適應新能源汽車。我們需要用全新的添加劑技術設計新能源汽車專用配方，來解決銅腐保護這一難題。標準化測試將有助于比較油品性能，這方面還需要做更多的工作。美國材料試驗協(xié)會（ASTM）的一個工作組正在研究專門用于新能源汽車潤滑油的銅腐測試方法。目前的銅片腐蝕試驗(ASTM D130) 存在較多的局限性（例如銅片評分結(jié)果受到試驗條件缺乏一致性和試驗人員的主觀判斷的影響、試驗后舊油的銅含量容易波動等），而且也無法實時觀察銅腐蝕速率，無法判斷其它電機相關性能例如導電沉積物，因此亟需一種全新的銅腐試驗代替。
 

 

電機的短期溫升通常極為迅速，從而加速銅腐蝕反應。即使銅腐蝕不會導致災難性故障，形成的腐蝕產(chǎn)物（如銅氧化物、硫化銅/硫化亞銅和其它化合物）也會降低銅線導電性，增加銅線內(nèi)阻，產(chǎn)生更多的熱量。熱量在這些被腐蝕的區(qū)域積聚，進一步加速腐蝕過程。因此，潤滑油的防腐性能在新能源汽車電驅(qū)橋油的總體性能要求中至關重要（見圖1）。

 

主機廠不能只選擇一種適用燃油車的傳統(tǒng)變速箱油，然后期望它能與新能源汽車一起工作，他們需要的是真正與新的硬件相互匹配的全新配方的潤滑油。

 

選用正確的電驅(qū)橋油配方可以有效地保護銅元件免受腐蝕，電氣元件并不一定要接觸到潤滑油才會受到影響，由于新能源汽車電機的溫度很高，不合適的潤滑油配方中的揮發(fā)性成分會蒸發(fā)并滲透到潤滑油無法到達的地方。有些銅腐抑制劑只在液相潤滑油中起作用，而在氣相中不起作用，氣相腐蝕比液相腐蝕發(fā)生得更快。因此，潤滑油必須防止氣相腐蝕，特別是對于封閉在電驅(qū)橋中、位于箱體上部空間不容易被油泵強制或齒輪飛濺潤滑的電氣元件。

 

 

油老化的兩種主要機制是熱降解和氧化。新能源汽車配套油液必須控制熱量，熱量會加速任何類型的化學反應，包括氧化反應。例如電機加速時產(chǎn)生的大電流會導致定子溫度高達170~180度，這給電驅(qū)橋油增加了額外的壓力。使用具有良好熱氧化穩(wěn)定性的高品質(zhì)基礎油和粘指劑，再結(jié)合專門設計的添加劑技術，可延緩油泥和沉積物的形成，從而消除高熱量的壓力。

 

 

一些新能源汽車的電機采用間接冷卻的方式，即在電機周圍有冷卻水套，其中使用水乙二醇作為系統(tǒng)冷卻液。直接冷卻設計是一個新趨勢，即電驅(qū)橋油可以同時用作電機和減速箱的潤滑冷卻油（見圖2）。這種類型的直接冷卻設計減少了油液的品種和密封的復雜性，更為重要的是，它大大提高了熱管理效率，目前已出現(xiàn)在小部分主機廠的新車型上，并且大多數(shù)主流廠商都在開發(fā)這種新型油冷設計的電驅(qū)動系統(tǒng)。
 

 

浸沒式電池冷卻油的要求與電機冷卻油大不相同。其中一個難題是，電池必須在各種天氣條件下保持在相對較窄的溫度范圍內(nèi)（即溫度太低，電池無法工作；溫度太高，容易引起電池發(fā)熱，影響電池性能和壽命，更嚴重的可能會發(fā)生熱失控安全事故）。針對新能源車電池的特殊工況和特性，路博潤專業(yè)團隊進行了深入研究，以提供全面的潤滑冷卻解決方案。