路博润:环保低碳新能源解决方案(下)

 2023-05-05  中国润滑油信息网
电动汽车市场的爆炸式增长不仅为汽车电驱系统的创新提供了巨大机遇,同时也对能适应电驱系统高效率运行的全新润滑油提出了更高的要求。电动汽车传动系润滑油的主要功能1、散热冷却虽然水乙二醇冷却液的热力学特性(如导热系数和比热容)优于基于碳氢化合物的...

  电动汽车市场的爆炸式增长不仅为汽车电驱系统的创新提供了巨大机遇,同时也对能适应电驱系统高效率运行的全新润滑油提出了更高的要求。

  电动汽车传动系润滑油的主要功能

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  1、散热冷却

  虽然水乙二醇冷却液的热力学特性(如导热系数和比热容)优于基于碳氢化合物的润滑油,但由于其电导率过高和无法同时保护电机高速轴承的局限性,因此不能直接用于电机内部冷却,而常用于水冷电机的外部冷却。

  电动汽车专用润滑油可直接冷却电机内部,最新设计在定子内设有导油槽,将定子绕组的高热量带至油冷却器,并在此通过热交换器与外界交换热量,从而达到散热目的。

  TIPS:相比之下,水冷电机只能通过电机外围水套内的水乙二醇类冷却液对电机进行间接冷却,冷却液无法直达电机内部,因此冷却效果相比油冷电机大打折扣。

  2、降低粘度

  尽管所有的专用润滑油都可以起到冷却和散热作用,但由于油品粘度是电驱动紊流工况下影响其散热效率的决定性因素,因此在保持其它润滑性能、特别是齿轴保护能力不受影响的前提下,尽可能地降低粘度是优化油品添加剂配方的重要目标之一。

  优化配方的电动汽车专用润滑油具有最佳的粘度,能更好地进行散热。直接冷却的方式有效降低了电机定子绕组的运行温度,并降低了由此造成的各种电气和机械损耗,从而提升了整个电驱动系统的运行效率。

  TIPS:与水乙二醇冷却液的间接冷却相比,电动汽车专用润滑油的直接冷却方式对效率的提升非常显著。

  3、电机永磁体

  另一方面,低粘度专用润滑油对保证电机永磁体的长期运行也起着至关重要的作用。所有磁性材料在称为居里点(Curie point)的温度下都会失去其磁性,这对永磁体而言是致命的,然而在远低于居里点的温度下也可能发生不可逆的磁性损失,正是这种效应定义了永磁体的工作温度。

  例如,钕铁硼(NdFeB)的居里点为310至350°C (具体参数取决于材料等级),但最高工作温度范围通常为80°C至180°C,永磁体的永久损坏意味着电机工作温度的降低,这决定了电机的极限工作温度(通常由电机绕组的热敏电阻监控,该温度也受到电机绝缘材料的耐温限制),这就是为什么电机有两条功率曲线(见下图):第一条功率曲线是峰值功率曲线(即短期、通常为30秒),第二条是连续功率曲线(即电机能长时间运行的功率曲线)。

  相比水冷电机,油冷电机的直接冷却方式有利于提高电机的连续输出功率  

  通过有效地冷却电机内部,就可以延长永磁体的性能和寿命,并且确保电机的连续输出功率不会受到永磁体性能衰减的影响。

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  在一些案例中,主机厂甚至在评估一种更紧凑的设计,这种设计去除了水乙二醇冷却系统,采用电动汽车专用润滑油直接冷却功率半导体(逆变器)。静电积聚是半导体保护中的一个常见问题,并可能因电弧放电导致元器件的损坏,电动汽车专用润滑油具有合适的电导率,可以避免此种现象的发生。因此,电动汽车专用润滑油是非常好的电气绝缘体,现已被视为整个电气绝缘系统的重要组成部分。


(来源:中国润滑油信息网)
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