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用于混合动力和电动汽车中的介电液的潜在用途

电动汽车正驶向发展的前沿,驱动这一发展的因素有三:政府、制造商和消费者。
 

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首先,各国政府正在围绕气候变化和城市空气质量制定法律法规,要求制造商依法制造生产。另外,许多消费者越来越注重环境,这种意识变化也在带动着市场需求。

 

立法和市场需求促使制造商利用新技术制造新型汽车,促进新车辆的二氧化碳排放水平达到法定要求。这样多半会带来混合动力和电动汽车的增加。生产的产品越多,车辆的成本就越低,这便会吸引更多的客户群,进而良性循环下去。

 

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图1:立法和市场需求驱动车辆电气化

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图2:电动汽车的类型

 

润滑油在电动汽车中的发展机遇:

 

混合动力汽车仍使用内燃机,所以仍然需要传统的发动机机油;

变速箱需要减少摩擦和增加润滑,但对效率的要求更高;

电池需要热管理系统来实现快速充电;

动力电子设备需要降温才可正常工作。

 

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图3:润滑油在电动汽车中的应用

 

传动液

 

用于传动液中的润滑剂应具有粘度低,有助于泵送,同时可减少摩擦的特性;还必须能为齿轮提供良好的磨损保护。这是因为电动机效率很高,因此变速器中的损耗会很大。所以,理想的润滑油应具有低牵引力。

 

为了研究酯类的减摩性能,我们以高固定速度在微牵引力测定仪上进行牵引力测试。将其与性能最好的市售传动液Yubase进行比较。在75°C的标准运行温度下,添加少量酯Priolube1976有助于减少牵引力,如图4所示。Priolube1976同时还表现出其他优点:如氧化稳定性、防腐及低发泡性能。

 

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图4:添加Priolube1976可减小牵引力

 

介电液

 

充电时间是电动车普及化所要克服的一大挑战。要将充电时间降至有如现在添油地一般,充电桩功率需大幅度提高。这会大幅度增加电池温度,对散热要求也将相对提高。现在普遍的冷却设计,如风冷或冷板冷却,预计会达不到未来所需的散热要求。直接将电池浸入冷却液之内是一个可行的替代方案。这对冷却液是有要求的:粘度低,有助于泵送,不导电的特性,及具有高导热性,达到冷却的目的。
 

图5 说明了电动汽车中一些需要冷却的部件,以及如何用介电液进行冷却。

 

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图5:需要冷却的器件及冷却方法

 

我们进行了大规模研究来测定酯类的物理特性,包括其对导热率的影响。从图6可以看出,酯类和基础油混合使用看来更有助于提高导热性。

 

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图6:将酯类与基础油结合使用可改进导热率

 

未来几年,对电动汽车的需求将不断增加,我们将继续为电动汽车设计新型润滑油。这类润滑油还可能具有双重功能 – 润滑和冷却。


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