在中國明確2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值、2060年前碳中和目標(biāo)的大背景下，交通行業(yè)作為二氧化碳排放大戶，其減排需求愈發(fā)急迫，全面電動(dòng)化或成為交通行業(yè)脫碳的重要突破口。

 

然而迄今為止，汽車制造商主要配套為內(nèi)燃機(jī)車輛開發(fā)的潤(rùn)滑產(chǎn)品，市面上多數(shù)潤(rùn)滑油不能為電動(dòng)汽車提供最佳性能和效率。殼牌在2019年5月成功推出乘用車E-Fluids系列產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行組合拓展，目前已經(jīng)能滿足從乘用車、廂式貨車到大型卡車和公共汽車等電動(dòng)汽車制造商的需求，為新能源電傳動(dòng)系統(tǒng)量身打造出了專屬產(chǎn)品。

 

 

隨著新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，驅(qū)動(dòng)電機(jī)越來越向高轉(zhuǎn)矩密度、高功率密度的方向發(fā)展，這些都與電機(jī)的散熱方式緊密相關(guān)，高效的散熱能力可以提高電機(jī)的持續(xù)功率和持續(xù)扭矩。

 

從電動(dòng)汽車的直觀表現(xiàn)來看，高效的散熱能力提高了電機(jī)的爬坡能力、加速能力，降低了電機(jī)的重量，實(shí)現(xiàn)了鐵心的輕量化，或者在電機(jī)有效質(zhì)量不增加的情況下增加了額定功率和峰值功率；降低了動(dòng)力總成的空間體積及重量，有效提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率密度，從而降低整車重量，提高整車性能以及效率。

 

事實(shí)上，在高功率密度和高轉(zhuǎn)矩密度的指標(biāo)下，電機(jī)溫升是最難攻克的環(huán)節(jié)，且伴隨著驅(qū)動(dòng)集成化的發(fā)展趨勢(shì)，如今的二合一、三合一、多合一、集成式混動(dòng)系統(tǒng)、輪轂電機(jī)也對(duì)系統(tǒng)的散熱能力提出了更高的要求。

 

對(duì)新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)來說，水是很好的冷卻介質(zhì)。國內(nèi)新能源汽車技術(shù)路線主要采用水冷的方式，但是由于電機(jī)高溫部分主要集中在繞組端部，流體介質(zhì)無法直接接觸高溫點(diǎn)、無法直接冷卻熱源，繞組處的熱量需經(jīng)過槽內(nèi)絕緣層、電機(jī)定子才能傳遞至外殼被水帶走，傳遞路徑長(zhǎng)、散熱效率低，且各部件之間的配合公差也影響了傳遞路徑的熱阻大小。因?yàn)橛袩嶙璧拇嬖冢瑥睦@組到水冷機(jī)殼，存在溫度梯度，繞組無法直接冷卻，導(dǎo)致溫度堆積形成局部熱點(diǎn)。

 

為了進(jìn)一步提高電機(jī)的散熱能力，需要直接冷卻熱源來提升冷卻效率。而油本身因?yàn)榫植坎粚?dǎo)磁、不易燃、不導(dǎo)電、導(dǎo)熱好的特性，對(duì)電機(jī)磁路無影響，因此散熱效率更高的油冷技術(shù)成為研究熱點(diǎn)，國內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)大力發(fā)展噴油冷卻方式，對(duì)電機(jī)繞組端部實(shí)現(xiàn)噴油冷卻。
 

 

與市場(chǎng)上比較普遍的水冷技術(shù)相比，油冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于絕緣性能良好、冷卻油沸點(diǎn)比水高、凝點(diǎn)比水低，使冷卻油在低溫下不易結(jié)冰、高溫下不易沸騰。油冷電機(jī)對(duì)端部裸露面積更大的扁線繞組電機(jī)的冷卻效果更明顯，能夠主動(dòng)冷卻到內(nèi)部轉(zhuǎn)子部件；同時(shí)有利于電機(jī)與變速箱的集成，提高軸承的潤(rùn)滑冷卻效果、環(huán)境溫度較低時(shí)加熱變速箱油提高潤(rùn)滑攪拌效率。

 

當(dāng)前階段，油冷電機(jī)在技術(shù)與應(yīng)用上已經(jīng)有了一定的經(jīng)驗(yàn)積累。而隨著市場(chǎng)與配套技術(shù)的進(jìn)一步成熟，整車對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率密度與低溫環(huán)境下續(xù)航里程的要求進(jìn)一步提高，油冷電機(jī)在某些應(yīng)用場(chǎng)合如持續(xù)功率密度要求高、安裝空間苛刻、軸承油封可靠性要求高，尤其是超高速電機(jī)領(lǐng)域會(huì)取得進(jìn)一步應(yīng)用并體現(xiàn)出巨大競(jìng)爭(zhēng)力。

 

大多數(shù)OEM新型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)由油冷電機(jī)和減速箱組成高度集成電驅(qū)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、重量低、功率高等目標(biāo)，而電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)所帶來的大量熱量又會(huì)造成電機(jī)效率下降，因此油冷電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可以顯著提高電機(jī)的冷卻效果，同時(shí)兼顧電機(jī)定子甚至轉(zhuǎn)子的冷卻。油品直接冷卻不僅能夠有效地降低電機(jī)運(yùn)行溫度，而且能夠減少電機(jī)核心部件的成本，提高電機(jī)的輸出效率。

 

基于上述考慮，油冷電機(jī)潤(rùn)滑油需具備諸多特性，而殼牌E-Fluids系列產(chǎn)品則很好地滿足了這些需求：

 

出色的散熱性能：殼牌E-Fluids采用低粘度設(shè)計(jì)，保證了油品良好的導(dǎo)熱性能，從而滿足高溫條件下的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)冷卻和散熱需求。

 

優(yōu)異的電氣特性：殼牌E-Fluids采用特殊基礎(chǔ)油和添加劑配方，有針對(duì)性地控制油品導(dǎo)電性能，保證較高的抗擊穿電壓，以滿足系統(tǒng)中的絕緣特性要求。

 

卓越的油品兼容特性：殼牌E-Fluids獨(dú)特的腐蝕抑制方案，保證油品的化學(xué)穩(wěn)定性，有效避免線束的腐蝕，同時(shí)確保產(chǎn)品與電機(jī)繞組絕緣漆，絕緣紙，密封件，套管等非金屬材料的兼容特性。

 

升級(jí)的抗氧化性能：殼牌E-Fluids擁有更加優(yōu)秀的氧化穩(wěn)定性，防止高溫?zé)嵫趸瑴p少油泥漆膜的生成，并且減少氧化后油品的電氣性能的變化，從而保證電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各部件的穩(wěn)定運(yùn)行。

 

同時(shí)，考慮到減速箱系統(tǒng)的潤(rùn)滑需求，油品依舊要對(duì)齒輪軸承等部件提供良好的潤(rùn)滑保護(hù)，針對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)12000rpm以上以及較高的輸入扭矩，油品同時(shí)需滿足減速箱的潤(rùn)滑要求。殼牌E-Fluids具備：

 

出色的抗磨承載特性：采用獨(dú)特配方，即使在低粘度下，也能對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的齒輪齒面，輸入端、輸出端軸承提供抗磨承載特性，大大減少磨損量。

 

良好的表面特性：殼牌E-Fluids注重油品的泡沫和空氣釋放性的控制，即使在高速電機(jī)輸入的運(yùn)行狀態(tài)下，從配方上控制泡沫產(chǎn)生的傾向，以及可能產(chǎn)生的負(fù)面影響。

 

良好的高低溫性能：殼牌E-Fluids產(chǎn)品完全能夠滿足低溫起動(dòng)的要求，實(shí)現(xiàn)冬季啟動(dòng)無憂，減低啟動(dòng)扭矩；另外高溫下，能夠提供適宜的潤(rùn)滑油膜，保護(hù)嚙合部件。

 

 

新能源傳動(dòng)系統(tǒng)需要專屬潤(rùn)滑油，正如殼牌公司全球商用車執(zhí)行副總裁CarlosMaurer所說：“一旦添加到BEV或FCEV汽車的密封環(huán)境中，潤(rùn)滑液需要在車輛的使用壽命內(nèi)保持最佳水平，這就是為什么首次加注對(duì)電動(dòng)汽車如此重要。我們已將殼牌天然氣制油（GTL）基礎(chǔ)油技術(shù)用于殼牌E-Fluids產(chǎn)品組合，因?yàn)槠涞驼扯忍匦允管囕v動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的效率更高。我們的潤(rùn)滑油研究實(shí)驗(yàn)室致力于提供最先進(jìn)的流體解決方案，以滿足溫度控制、氧化、銅腐蝕和導(dǎo)熱性等特定的電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)挑戰(zhàn)。”

 

的確，殼牌與市場(chǎng)主流的OEM展開深入合作，取得了電機(jī)油冷技術(shù)的突破。專業(yè)的殼牌E-Fluids可為客戶提供：卓越的氧化穩(wěn)定性，使?jié)櫥偷氖褂脡勖L(zhǎng)，從而盡可能避免車輛使用壽命期間的任何維護(hù)停機(jī)或換油；即使在高溫下，殼牌專為電動(dòng)商用車研發(fā)的E-Fluids潤(rùn)滑油，標(biāo)準(zhǔn)氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，氧化率比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供的類似產(chǎn)品少50%”①。

 

在典型工作條件下冷卻電機(jī)時(shí)，導(dǎo)電率至多可比為重型商用車設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)變速器油低8倍②；由于硫含量降低搭配優(yōu)化的添加劑系統(tǒng)，殼牌E-FluidsE6iPlus75W與競(jìng)品相比，銅溶解比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供的類似產(chǎn)品少3倍以上③；與競(jìng)品提供的電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)油液相比，殼牌E-Fluids技術(shù)可提供最高9%的熱導(dǎo)率提升④，從而為電機(jī)端部繞組和齒輪箱潤(rùn)滑提供了更高的冷卻能力。

 

為實(shí)現(xiàn)更佳的冷卻效果，殼牌研發(fā)人員還充分考慮不同OEM硬件的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其潤(rùn)滑、冷卻、電機(jī)材料兼容性等需求，進(jìn)行油品的相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)并獲得OEM的技術(shù)認(rèn)證。通過與OEM的共同開發(fā)，結(jié)合OEM的部件單體測(cè)試、模擬計(jì)算以及臺(tái)架測(cè)試，殼牌產(chǎn)品在油冷驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)中表現(xiàn)優(yōu)良，同時(shí)在減速箱的實(shí)際運(yùn)行過程中也表現(xiàn)出極佳的效果。

 

可見，面對(duì)世界以及中國環(huán)保升級(jí)的趨勢(shì)，殼牌已準(zhǔn)確把握脫碳時(shí)代潤(rùn)滑油行業(yè)的新機(jī)遇，深入了解本土市場(chǎng)需求，用世界級(jí)領(lǐng)先科技和中國化定制服務(wù)，推動(dòng)交通運(yùn)輸行業(yè)向節(jié)能減排方向邁進(jìn)！