驱动总成部件的电气化已经不仅是一个工业趋势。事实上,它在汽车工业已变成一个众多 OEM 的设计标准。
在 2017 年,全球制造了超过 90 万台电动车。算上混合动力,所有电气化车辆的总数超过了 4 百万台。
在2018 年,预计全球生产的电动车超过五百万辆。在未来的5 至10 年这种预测甚至更甚,预计定制概念的电动车生产总量将会成指数上升。
基于这些数字和估算,对大多数汽车板块的公司来说,电动车已成为一种重要的业务模式。
因此,壳牌已在不同业务单元的电动车项目进行了重大投资。壳牌润滑油技术正在致力于为电气化和全电驱动系统发展专用的润滑油技术解决方案。
甚至在最高级别等级的电驱动系统中仍需要润滑油(在很多案例中)和冷却液。制造电动汽车的最普通方式是用小型齿轮箱,它包括一套差速器和一套齿轮减速机构。通常的润滑油容积取决于电驱动单元的容积变化,在 0.5 升到 4 升多之间。对润滑特性的需求,以下是关键的:是否电机整合在齿轮箱中(湿式电机设计) 或者附加在变速箱上(干式电机设计)。术语“湿式电机设计” 指的是(从润滑油提供者角度来看)电机正被润滑油冷却,因此变速箱油品需要在标准特性上面增加额外的要求。
今天的许多电动车由众所周知的变速箱油品润滑,如传动桥/手动变速箱油或自动变速箱油。在大多情况下,润滑油并不接触电力部件,因而对润滑部件这只需要完成传统的硬件润滑要求,例如齿轮和轴承。
然而,如果是“湿式电机设计“,必须更慎重考虑和评估在润滑油和电气部件之间的化学和电磁反应。使用标准润滑油将推动许多 OEM 围绕油品来设计硬件,以使硬件耐久和紧凑。但是当考虑以润滑油作为设计元素,具有电动车应用专用性能的新配方是正确选择,这将给系统带来综合的性能:
为了达到上述目的,必须特殊设计润滑油适用于电动车应用的操作条件。壳牌称作这种润滑技术为”“E-Fluids” - 电动车润滑油。
为了开发电动车润滑油技术,选择正确的配方组分是非常关键的。电动车润滑油的基本是使用高等级的基础油(三类或以上),这在一个综合配方中有超过 70%的比例。
高等级的基础油,更有可能是全合成基础油,能在成本和性能之间达成最好的平衡。密度,分子结构和粘度是评估热传导性能的关键因素。更好的热传导性能不仅减少齿轮箱的操作温度以及因此提高综合效率,而且帮助冷却电驱动单元的集成式电部件,增加添加剂系统的活性。
配方中使用纳米颗粒技术作为添加剂组分能显著地推动润滑油的热传导特性。但是原材料和生产处理的高成本仍然是介绍此种技术进入商业化的主要障碍。
对于电动车润滑油的开发,关键是理解要求和规格的来源,这是由硬件方面确定的。当前,在整个工业定义电动车润滑油的需要规格似乎有高度的不确定性。特别是,在电部件与油品之间的电特性与反应并非众所周知,它是很多研发项目的一部分。
做全套应用测试的经验和能力使得壳牌有大量案例来理解电驱动单元的失效模式,特别理解这个变速箱油品的相当新的电特性领域。应用这种知识于开发处理中,壳牌和它的供应商已经开发了许多新的测试方法和升级台架,来为已有的和共同所知的产品检测新的配方和组分。
通过评估 OEM 需求并监控当前的电动车硬件发展趋势,壳牌已开发了三种不同的润滑平台,它能适用于电驱动单元的干式和湿式电机设计。
壳牌电动车润滑油齿轮油适用于典型的具有隔离电机(干式电机设计)的齿轮减速装置,并且平衡齿轮和轴承的高磨损保护。高等级基础油和粘度指数改进剂的组成能为低粘度和高粘度指数提供好的平衡,用以减少拖曳力和摩擦损失。
壳牌电动车润滑油 i 加技术提供优异的铜保护和低的电导率。由于分散剂及清净剂选择,它可对离合系统提供像 ATF 自动变速箱油品的摩擦特性。因此它适用于限滑量的低硫分化学组分,但提供更好的抗刮擦保护,并能应用于集成式电部件的直接冷却。差速应用的离合器或者电气化的分动箱。与 ATF 自动变速箱油相比,它包含大量的低硫分化学组分,但提供更好的抗刮擦保护,并能应用于集成式电部件的直接冷却。
得益于新型添加剂化学,壳牌电动车润滑油 i 加技术把类似于手动变速箱油的高抗磨保护与优异的铜保护相结合。它适用于齿轮箱电部件的直接冷却和高扭矩的电动车应用,同时能提供全配方变速箱油的所有传统性能。