Хоча специфічні випробування мастильних матеріалів для електромобілів існують, існує потреба в кращих стандартизованих випробуваннях.
ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ
- Різні матеріали з різною взаємодією вимагають різних вимог до мастил для електромобілів.
- У той час як тертя, знос і стійкість до окислення є важливими, існують додаткові цілі, такі як екологічність, для розробки мастила для електромобілів.
- Багато традиційних тестів ASTM не застосовуються до мастил для електромобілів. Це змушує розробників розробляти тести самостійно. Хоча багато з цих тестів видаються корисними, їм бракує загального визнання стандартизації.
Неочікувані успіхи в застосуванні електромобілів (EV) на європейському ринку, за яким слідує ринок США, є викликом для постачальників масла та присадок. Основні виклики зараз і в майбутньому стосуються мастильних матеріалів і методів випробувань. Значною мірою це пов’язано зі складністю силових агрегатів електромобілів, які вимагають складів мастил, які:
- Зменшити тертя та знос
- Відповідати вимогам до аерації та окислення
- Діють як теплоносії
- Є електроізоляцією
- Сумісні з матеріалами, призначеними для електромобілів.
Щоб визначити сумісність і ефективність мастильних матеріалів, необхідно розробити нові методи випробувань. Як і в будь-якому випробуванні, є можливість, у цьому випадку для виробників комплектного обладнання та постачальників олив і присадок.
Зростання попиту на електромобілі та сумісні мастильні матеріали
Доктор Тімоті Ньюком, менеджер зі стратегічних технологій Lubrizol Corp., прогнозує короткострокові та довгострокові наслідки. «Ринок електромобілів продовжуватиме розширюватися, і необхідність розширення асортименту спонукатиме до розробки нових мастильних матеріалів для електромобілів», — пояснює він. «У короткостроковій перспективі ми побачимо зусилля з розробки мастильних матеріалів із низькою в’язкістю з чудовим захистом від корозії, належним захистом обладнання та збалансованими електричними властивостями. Ці мастильні матеріали зменшать втрати вітру та підвищать, завдяки більш ефективному охолодженню, робочу ефективність двигуна, що призведе до збільшення запасу ходу автомобіля. У довгостроковій перспективі будуть потрібні мастильні матеріали з ще меншою в’язкістю, і вони повинні будуть відповідати очікуванням кінцевих користувачів щодо стійкості».
Грег Семан, представник виробників комплектного обладнання eMobility, Americas/BP Castrol, зазначає, що Європа та Китай продовжують лідирувати в США у переході на електромобілі завдяки законодавству та проактивним діям організацій і виробників. Через це в Європі та Китаї відбувається багато прогресу в технологіях електромобілів і супутніх галузях. «Однак відставання в інших регіонах не обов’язково означає, що цим регіонам потрібно буде пройти ті самі цикли розвитку, що й Європі», — каже він. «Усі новітні технології будуть доступні в усьому світі, і всі регіони продовжуватимуть розробляти технології наступного покоління. Це стосується як апаратного забезпечення електромобілів, так і рідин, які використовуються в електромобілях».
Вплив мастильних матеріалів на продуктивність електромобілів
За словами члена STLE Арупа Гангопадхяя, технічного керівника Ford Motor Co., що займається трибологією силових агрегатів, вплив передового мастила на продуктивність електромобіля може полягати в підвищенні ефективності та охолодження. «Підвищення ефективності внаслідок зменшення тертя сприятиме зменшенню загальних втрат енергії», — каже він.
«Раніше ми не звертали особливої уваги на функції охолодження мастильних матеріалів», — додає він. «В умовах високого крутного моменту мідні котушки в електродвигунах нагріваються дуже швидко і потребують охолодження, перш ніж почнуть знижувати номінальні характеристики. Сьогодні використовуються різні стратегії охолодження, включаючи розпилення мастила. Це добре працює, але було б корисніше, якби сама мастило мала здатність швидше відводити тепло. Це вимагатиме поліпшення теплових властивостей мастила, тобто більшої теплопровідності та більшої питомої теплоємності. Нижча в’язкість також допомагає відводити тепло від уражених ділянок».
Атрибути, які Гангопадхяй вважає важливими, це питомий електричний опір і сумісність матеріалів. «Раніше ми не звертали уваги на питомий електричний опір мастильних матеріалів», — каже він. «Але з електромобілями ми повинні стежити за цим. Як правило, мастильні матеріали мають досить високий питомий електричний опір, щоб запобігти будь-якому струму витоку, що проходить через підшипники. Але якщо ми маємо вищий питомий опір, ніж поточна формула, це допоможе підвищити надійність системи. Сумісність матеріалів – ще один важливий атрибут. Поточні ATF сумісні з ущільненнями, еластомерами та соленоїдами, але електродвигуни мають різні типи матеріалів, які контактують із мастильними матеріалами, такими як поліамідомідне покриття на міді, ізоляційний папір, поліефірні волокна, лак тощо. Наступне покоління рідини для трансмісії електромобілів має бути сумісним з усіма цими різними матеріалами».
Можливості для постачальників масел і присадок
В даний час ATF, розроблені для ступінчастих трансмісій, використовуються в трансмісіях електромобілів, але Гангопадхяй вважає, що компанії, що займаються оливою/присадками, можуть зробити це краще. «Це пов’язано з тим, що традиційні ATF містять компоненти присадок для підвищення довговічності тертя зчеплення», – пояснює він. «Однак у більшості трансмісій електромобілів немає зчеплення. Таким чином, усунення цих компонентів добавок відкриває простір рецептури для забезпечення додаткових характеристик продуктивності».
Ньюкомб вважає, що роль розробників і постачальників полягає в тісній співпраці з OEM-виробниками, щоб зрозуміти напрямок, який вони обирають, і визначити, як створювати мастильні матеріали, які дозволять створювати нові електромобілі з більшою енергоефективністю та запасом ходу.
«Майбутні покоління мастильних матеріалів для електромобілів покладатимуться на нові базові оливи та вдосконалені склади присадок», — зауважує він. «Вже триває робота над розробкою наступного покоління базових масел, які б відповідали майбутнім критеріям, які ми обговорювали. Ми, як постачальник присадок, активно розробляємо хімікати, щоб гарантувати, що ці нові оливи забезпечать необхідний апаратний захист. Крім того, ми визначаємо, як ці нові хімічні речовини та масла можна об’єднати, щоб створити мастильні матеріали, які забезпечуватимуть найкращу цінність для наших клієнтів. Для інженерів, що займаються мастильними матеріалами та механіками, ще ніколи не було так важливо працювати разом для створення сталого енергоефективного світу».