專為新能源電傳動(dòng)系統(tǒng)而生，殼牌E-Fluids“綠”動(dòng)未來(lái)！

在中國(guó)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(kāi)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。

油冷技術(shù)比水冷更具潛力

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(lái)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(lái)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(lái)說(shuō),水是很好的冷卻介質(zhì)。國(guó)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(wú)法直接接觸高溫點(diǎn)、無(wú)法直接冷卻熱源,繞組處的熱量需經(jīng)過(guò)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?從繞組到水冷機(jī)殼,存在溫度梯度,繞組無(wú)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(lái)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(wú)影響,因此散熱效率更高的油冷技術(shù)成為研究熱點(diǎn),國(guó)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。

殼牌E-Fluids提供最佳性能和效率

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(lái)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?減少油泥漆膜的生成,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(wú)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。

殼牌E-Fluids助力交通業(yè)脫碳

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Carlos Maurer所說(shuō):"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(kāi)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-Fluids E6i Plus 75W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(guò)與OEM 的共同開(kāi)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(guò)程中也表現(xiàn)出極佳的效果。

可見(jiàn),面對(duì)世界以及中國(guó)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(guó)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)!

1 Based on DKAOxidation Test 170°C/192hr, comparing kinematic viscosity increase at 100°C.

2 Comparing electrical conductivity data, measured to mod. DIN 53483 at 500V. Shell E-Fluids Technology vs. conventional Heavy Duty ATF.

3 Shell E-Fluids E6 i Plus 75W vs. Competitor E-Fluids in mod. ASTM D130 Cu-Strip Test at 168hr/150°C; Measurement of Copper in oil acc. DIN 51399-2.

4 Comparing Thermal Conductivity data at 120°C / 140°C between Shell E-Fluids Technology and a Competitor E-Fluids solution acc. to ASTMD7896-19.