电驱驱动系统润滑油选取

2023年12月30日发(作者：东风风神最新款)

1.背景

在国际节能、CO2的形势下，新能源汽车成为全球汽车产业发展的趋势。在我国，新能源汽车已成为十二五规划中的七大战略新兴产业之一。近年来，电动汽车已被世界公认为 21 世纪汽车工业改造和发展的主要方向。电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车，主要包括EV、HEV、P-HEV、FCEV、REEV。同时装有电机，在一定工况下提供驱动力或者发电进行能量回收。

电动汽车是，涉及机械、电子、材料、化工、计算机、系统控制、电动源等高新技术的产物，其基本结构主要分为3个子系统，即主能源系统（电动源）、驱传动系统、能量管理系统。其中，驱传动系统又由电控系统、电机、传动系统和驱动车轮等组成。

注：已正式通过禁止新汽油或柴油内燃机销售法案的国家包括：法国（2040）、爱尔兰（2030）、荷兰（2030）、挪威（2025）、斯洛文尼亚（2030）、斯里兰卡（2040）、瑞典（2045）、英国（2040）及以色列（2030）。

无论是从世界范围、国内市场还是从市场角度、技术角度，电动汽车动力系统的耦合是未来汽车发展的重要趋势，而驱动电机与减速器耦合的形式是新能源传动系统发展的方向，也是目前绝大多数电动汽车开发商所采取的形式。在电驱驱动系统中，为使传动装置结构紧凑，并最大限度地降低功率消耗、减轻部件磨损、冷却摩擦副，通常采用电机和机械传动部分“集成式”润滑的方案进行设计，这就要求润滑油不仅要保证对机械传动部分的良好润滑和冷却，还要满足驱动电机的润滑冷却要求。

从近期的USA-CTI、Berlin-CTI及国内的期刊中不难发现，电驱驱动系统的发展趋势：小型化、集成式、高功率密度、油冷等方式，而针对油冷却润滑方式的将成为电驱动的特有的特点。

以现今的油冷却式驱动系统而言，兼容性作为电子系统一项重大课题，本文将以兼容性为课题进行阐述。

2.混动车辆的电气化架构

位置

、发电一体电机)。

描述

电机置于变速箱之前，皮带驱动BSG电机(启动P1

电机置于变速箱之前，安装在发动机曲轴上，在离合器之前（原本飞轮的位置）。

电机置于变速箱的输入端，在离合器之后（发动机与变速箱之间

电机置于变速箱的输出端，与发动机分享同一根轴，同源输出

电机置于变速箱之后，与发动机的输出轴分离，一般是驱动无动力的轮子

3.经典的纯电动及混动变速箱

Tesla

Honda_i-MMD

OPEL_Ampera-e

Fiat_eFlite

VW_

4.混动车辆的润滑部位

位置

描述

驱动电机冷却

电池包热管理

逆变器冷却

电机绕组直接冷却

电池膜生产

驱动电机轴承润滑

车轮及转向轴承润滑

减速器润滑

差速器润滑

5.电机和电力器件的冷却

Electric

Motor

电机

风冷液冷内部油冷

强制对流定子冷却套油雾直接冷却

空气

水+ 二醇

电介质油

今天

Tomorrow 2023-2025

(GaN, SiC)

如今，间接液冷是主流。不久将来（2019/2020），电动机的功率密度将会增加，大多数下一代发动机应该由油冷却。

车辆齿轮油规格

车辆齿轮油API规格（最早1966年发布，目前API 1560-1995）

7.车辆齿轮润滑剂黏度分类（SAE J306)

◆增加SAE 80和◆SAE J306-SAE85两个黏1985 1991

度级别

◆增加增加2005

◆在98版基础上增加SAE

190两个黏度级别

KRL(20H)试验

110和SAE

黏度划分

◆SAE J306 ◆SAE J306-91

◆黏度等级分为含字母W和不含字母W的两个系列 1998

2005

8.不同变速器类型对润滑油的区别

手动变速器油

极压保护

磨损保护

分散污染物的能力

去污性

抗氧化

腐蚀抑制

离合器摩擦兼容性

线束兼容性

高速/齿轮保护

热保护

传导

+++

后桥齿轮油

+++

自动变速电驱系统润器润滑油滑油

+++

++++

+++

从上图可以看出，电驱系统润滑油对分散污染物能力、抗氧化、腐蚀抑制较传统润滑油相对高一些，而对于线束兼容性、高速/齿轮保护、热保护、传导等方面是对于电驱系统特意提出的。

9.电驱类型对润滑油的影响区别

10.电驱系统润滑油-选取原则

电驱驱动系统润滑油选取时，需注意几点：

1.在满足功能、性能的前提下，尽量选取低粘度油品，现状：选取5.0-5.9 的100℃ KV值；

2.在满足车辆动态润滑的前提下，润滑油量尽量少，现状：1L左右；

3.在满足极限温度的情况下，优选布氏粘度的油品，现状：5000左右；

4.在满足扭矩及转速情况下，FZG等级10级以上、四球满足验证要求；

5.电气化性能满足试后油评价指标要求，并在绝对的条件下测试，满足使用要求；

6.在考虑油品时，需考虑外界环境对整箱的影响（水份、清洁度、金属颗粒）；

7.合适的倾点及凝点是保证整箱在极限温度下正常工作的保证；

8.选取潜在油品时，需考虑橡胶性及塑料件兼容性问题；

9.若逆变器采用油冷时，需考虑PCB板对电气性能的影响。

11.电驱系统润滑油-现状

润滑油粘温数据

550.00450.00350.00KV

MM^2/S

250.00150.0050.00 ℃

-50.00Dexron VI(C30EV) BOT130M-75W/90(BAIC-EH系)

75W-90 (中华H230 EV)

TITAN EG D-6(帝豪)

BOT130M-75W/90(BAIC-Life) BOT130M-75W/90(BAIC-EC系)

昆仑75W/90(JAC_iEV系)

75W/90 (eQ车型)

BOT130M-75W/90(BAIC-EX360) BOT130M-75W/90(逸动)

ATF300(SAIC EV80)75W/90 (eQ1车型)

BOT130M-75W/90(BAIC-EX200)BOT130M-75W/90(奔奔)

BOT 351 LV(RoeweERX5)75W/90 (艾瑞泽5e)

BOT130M-75W/90(BAIC-EU系)

BOT130M-75W/90(长安-CS15)

Spirax S3 ATF MD3(腾势)

Fuchs 75W/90 (瑞虎3xe 400)

从上图可以看出，润滑油的选取基本是基于传统变速器进行选取，这主要是因为现阶段的减速器结构与传统变速器差异不大，故选取传统油品并无不当之处，但针对电驱动化的系统(油冷结构）就需要考虑油品的电气化性能，若选取传统油品会造成整箱报废或危及人身安全。

12.电驱系统润滑油-热传导

从上图可以看出，润滑油品的热传导效率越高，对其整箱的散热能力提供帮助，可降低整箱的温度。

12.电驱系统润滑油-热传导特性

●粘度是关键因素

●化学仍然可以是不同的

12.电驱系统润滑油-热传导

Prandtl KV100 4 cSt4PrandtlGpe III200PAOEster #1150Ester #2Ester #318Température (°C)Prandtl evolution with temperature9Prandtl

Number500PAO 2400PAO 4PAO 6PAO 83440Température (°C)从上图可以看出，不同的基础油类型造成润滑油粘度计热扩散系数的不同，在选取润滑油时需要特别关注，针对电驱动润滑油而言，基础油的类型应为三类+基础油。

12.电驱系统润滑油-热传导

Diffusivité thermique0,0900,085热扩散率

/s)α(m?0,0800,0750,070MFF0,0650,XPTempératureConductivité thermique0,1550,150热扩散系数

λ(W/mK)0,1450,1400,135MFF0,1300,0XPTempérature (°C)

13.电驱系统润滑油-电导率

传导

混合

绝缘

从上图可以看出，电驱动润滑油应处于绝对的绝缘，否则会造成整套电驱驱动系统损害，甚至会造成车辆报废，设计人员应引起注意。

14.电驱系统润滑油-电阻值

从上图可以看出，考虑电驱驱动系统的特殊性（轻量化、集成化），为保证在两相对运动零件或相对静止零件的爬电距离下不会产生短路或异常联结问题，在设计电驱驱动润滑油时，需提高润滑油的电阻值（整箱内部的清洁度长度、宽度、直径、油品带电粒子的数量）。

15.电驱系统润滑油-线径损失率

从上图可以看出，虽然AMT、AT、DCT整箱中都有相应的线束或接插件等零件，但相对于电驱驱动系统的设计，仍具有不同（传统变速器的线束具有包塑，而电驱系统只有一层绝缘层），所以在选取电驱驱动电机线径时，需考虑线径的直径及所允许的线径损失率，而在选取相应的油品时，需要确认线径的损失率，保证在1000h的验证过程中，线径损失率满足整箱的要求。

16.电驱系统润滑油-击穿电压

从上图可以看出，电驱动润滑油应处于相对的绝缘（整箱的试后的清洁度，主要考虑颗粒数、颗粒长度、宽度、直径等），否则会造成整套电驱驱动系统间隙较小的零件发生卡滞或短路，造成电机烧毁或损害，甚至会造成车辆报废，设计人员应引起注意。

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润滑油,系统,驱动