電動汽車傳動液的實驗研究

康明艷 ，陳立秋 ，李釩 ，楊慧 ，宋翔

（1.天津渤海職業技術學院,天津300402；2.天津歐陸寶新材料科技有限公司，天津301800）

在大力提倡節能、低碳的形勢下，新能源汽車成為全球汽車產業發展的趨勢。電動汽車是指全部或部分由電機驅動的汽車，主要包括純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車。

電動汽車動力系統的耦合是未來汽車發展的重要趨勢，在電驅變速箱中，為使傳動裝置電動汽車都裝有蓄電池和電機。蓄電池包括：鉛電池、鎳電池、鋰電池或者燃料電池。蓄電池是動力源之一，電機的作用是在一定工況下提供驅動力或者發電進行能量回收。結構緊湊，并最大限度地降低功率消耗、減輕部件磨損、冷卻摩擦副，通常采用電機和機械傳動部分“一體化”潤滑的方案進行設計。電動汽車的傳動液既與機械傳動部分直接接觸，又與電機直接接觸。電動汽車的傳動液必須同時滿足機械傳動部分和電機的使用要求。

1 研究現狀[1～3]

遼寧蘭晶科技有限公司的丁楊和張柏華于2017年9月4號發明的專利《一種電動汽車傳動系統專用油及其制備方法》（申請號201710825867.4），發明的目的是提供一種具有優良的絕緣性能、高擊穿電壓、同時具有良好的潤滑、冷卻、減磨等功能的電動汽車傳動系統專用油及其制備方法。專利給出了配方，專利所調配的電動汽車傳動系統專用油經過性能檢測，確定具有優異的抗泡性能、抗磨減摩性能、氧化安定性、黏溫特性、剪切安定性和摩擦特性，同時具有良好的絕緣性能。專用油擊穿電壓＞80kV，老化后油品的擊穿電壓＞70kV，具有明顯節能減排的效果，同時具有較高的傳動效率和優良的冷卻效果，適用于機械傳動部分與電機共用一套潤滑系統的電動車傳動系統的潤滑。

中國石油大連潤滑油研究開發中心的徐晶晶等做了汽車自動傳動液電性能分析，通過試驗研究了不同基礎油、添加劑以及氧化程度與電導率的關系。得出了結論：自動傳動液中基礎油和添加劑的組成對油品電導率會產生一定的影響，并且油品的電導率會隨著氧化老化的程度不斷增加。

2 實驗研究

2.1 產品性能要求

在機械傳動部分，傳動液要同時作為能量傳遞工作和熱傳遞介質，傳動液直接與電驅變速箱金屬部件接觸，硫化物和磷化物對金屬銅有腐蝕作用，所以傳動液中盡量不要含有硫磷等組分。

電機是電驅變速箱核心部件，為了保證電機安全有效運行，電驅變速箱用傳動液必須具備電氣性能:一方面油品要有高的體積電阻率和擊穿電壓;另一方面油品要具備優異抗磨損性能、抗泡性能以及和漆包線良好的相容性，避免油品在使用過程中發生絕緣性能的降低。

高速運轉的電機需要傳動液具有良好的冷卻性能，而齒輪、濕式離合器等機械傳動部件要傳動液具備優異的摩擦特性、氧化安定性、剪切穩定性、溫升特性、防銹防腐性和良好的導熱性能。電動汽車傳動液須保持足夠低黏度，保證良好的散熱性，同時還必須能夠抵御高溫造成的降解。

要實現這一目標，必須通過合適的基礎油、高性能聚合物和高性能添加劑三管齊下，才能保證油品的性能與長壽。

2.2 實驗原料

1）選擇較低黏度的Ⅲ類基礎油和Ⅳ類聚α烯烴（PAO）。要除去基礎油和合成油中的水分及其它雜質，保證油品的低黏度要求和絕緣性能要求。

2）選擇分散型的聚甲基丙烯酸酯為黏度指數改進劑，調節油品黏度和黏度指數，改善潤滑油的黏溫性能。

3）選擇不含硫磷的有機氮鉬富勒烯作為極壓抗磨劑，保證專用油在具有優異抗磨損性能的同時，專用油的擊穿電壓超過80kV。

4）選擇3.5二叔丁基-4-羥基苯丙酸異辛酯作為抗氧劑,保證專用油在具有優異抗氧化性能的同時，專用油擊穿電壓超過80kV。

5）選擇甲基硅油復合抗泡劑作為抗泡劑,抑制油品在使用中的起泡傾向。

6）選擇合成油溶性聚醚化合物提高傳動液的潤滑性能。

7）選擇聚ɑ-烯烴-馬來酸酐共聚物及其衍生物，改善傳動液的低溫流動性能。

2.3 實驗制備

1）取一定重量低黏脫水基礎油，加溫75℃攪拌70min；2）在基礎油中依次加入抗氧劑、極壓抗磨劑、油性劑、黏指劑、降凝劑和抗泡劑；3）65℃條件下攪拌90min，得到電動汽車傳動液產品A；4）改變基礎油和各添加劑的配方比例，平行試驗得到電動液產品 B、C、D、E。

2.4 性能對比實驗

取我國某大型電動車生產廠家正在使用的電動汽車傳動液，用F表示。和本研究制備的五個電動汽車傳動液產品，進行對比試驗。

2.4.1 實驗方法

采用GB/T 5096公開的方法測試A-E和F對銅片的腐蝕級別；采用SH/T0306公開的方法測試A-E和F對FZG齒輪的通過級別；采用GB/T12579測試電動汽車傳動液A-E和F的抗泡性能。

2.4.2 實驗結果(見表1)

表1 新配方與傳統電動汽車傳動液性能測試結果

3 結果分析與討論

1）本實驗在改變潤滑油基礎油的含量和不同添加劑含量的基礎上，研制配方調和而成的五個電動汽車傳動液的性能在腐蝕性能、抗壓性能和抗泡性能方面各有優勢。

2）新配方電動汽車傳動液的綜合性能比現有使用的電動汽車的綜合性能好。

4 結論

本研究優選2～3種不同的基礎油，優選了抗氧劑、極壓抗磨劑、油性劑、黏指劑、降凝劑和抗泡劑。實驗通過改變基礎油和各添加劑的配方，分別得到了五個不同的電動汽車傳動液，并將實驗配方得到的五個電動汽車傳動液和現有電動汽車傳動液的性能在腐蝕性、極壓抗磨性和抗泡性方面進行了對比測試。

實驗結果表明，本配方電動汽車傳動液的綜合性能比現有電動汽車傳動液的綜合性能好。本配方采用了不含硫磷的極壓抗磨劑配方，選用了低黏度基礎油，由于實驗測試還在繼續進行中，后續的實驗中將對新配方的電動汽車傳動液的其他性能與現有電動汽車傳動液的性能進行進一步的對比測試。

實驗研究基礎油的不同以及基礎油組分的含量不同對潤滑油的絕緣性能、導熱性能、潤滑性能和電絕緣性能的影響。