何为油电混合动力汽车(油电混合动力汽车在什么情况下使用油)

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11月初,比亚迪发布了最新的市场数据。最引人注目的不是今年前10个月累计销量同比增长71.35%,而是其燃油车销量在10月首次跌破总销量的10%。另一项统计显示,今年1-9月,比亚迪共销售乘用车44.6万辆,其中新能源汽车33.1万辆。9月乘用车销量达到7.9万辆,其中新能源汽车销量突破7万辆,同比增长276.4%,混合动力和纯电动汽车销量基本持平。2020年,比亚迪乘用车累计销量达到41.6万辆,其中新能源汽车占比不到一半。

混动、纯电汽车大行其道 电动化汽车专用油品市场如何跟上需求

这从一个侧面反映了中国汽车市场的变化方向。随着《节能与新能源汽车技术路线图2.0》和《新能源汽车产业发展规划(20212035年)》的相继发布,在纯电技术路线获得更多市场认可的同时,混动也受到了整车厂商前所未有的关注。比亚迪-I、长安蓝鲸IDD、长城柠檬DHT、吉利雷申庆Hi X、奇瑞鲲鹏.自主品牌汽车公司对混合动力技术路线的布局浮出水面。

混动技术往往意味着传统内燃机需要大幅度优化,原有的传动系统需要重新设计,因此其复杂程度不可低估,可谓“带头动全身”。即便是润滑油——这种在传统汽车行业已经成熟的应用,甚至是供应链中有些不起眼的部分,在电气化浪潮下也面临着翻天覆地的变化。

传统的石油产品不再适合

“车辆传动系统对润滑油的需求不断演变。从发展历史来看,与手动变速器相比,自动变速器对润滑油的需求发生了很大变化。目前汽车行业正加速向电驱动方向发展,对润滑油产品的需求是新的、不同的。”浙江方正电机有限公司总经理牛明奎博士告诉记者《中国汽车报》,“电机按照冷却方式可分为风冷产品、水冷产品和油冷产品。与传统的发动机转速5000 ~ 6000 rpm相比,纯电动汽车电机的转速大大提高,这意味着润滑油应该具有更高的抗剪切性和更好的消泡性能。同时,由于转速的提高,电机本身的工作温度也随之升高,定子和转子的温度会达到150甚至更高。对于高速电机,传统的水冷方案有其局限性,油冷更有优势。特种润滑油与电机的性能有很大的关系。特别是,许多非金属材料用于电机,它们的耐油性成为一个重要的关注点。”

青山工业传动系统研究院院长王海兵对此表示赞同。“混合动力专用变速器对润滑油的需求方向非常明确,粘度要低才能获得更好的传动效率,此外还应具有更好的抗氧化性和抗铜腐蚀性。”他说,“值得注意的是,当前混合动力系统和电力驱动系统的集成和小型化趋势要求对驱动和传动系统进行集中和统一的冷却和润滑。”

“无论是混合动力还是纯电动汽车,电机的引入都要求润滑油的绝缘性能。同时,这两类车辆的能量转换形式与传统燃油车不同,对润滑油的传递效率提出了更高的要求。混合动力汽车专用润滑油应以变速箱体为基础,结合电机的设置方式,增强散热性和绝缘性。对于纯电动汽车,应考虑电机布置和传动的差异,以增强其摩擦特性或承载能力。”中国石油兰州润滑油开发中心高级工程师赵表示,“新能源汽车内部空间设计相对紧凑,对驱动电机系统的性能要求较高。永磁同步驱动电机具有体积小、重量轻、效率高的特点,因此在应用上具有一定的优势,是当今广泛使用的产品。润滑油的性能对运行有着显著的影响

“随着新硬件的应用,它的工作条件、范围以及与传统内燃机的区别肯定会体现在油品上。无论是专用混动发动机使用的机油,还是纯电动汽车使用的减速机油,还是动力电池的冷却液,传统润滑油对抗氧化性、耐磨性、耐腐蚀性的要求都不一样。以专用混合动力发动机为例。相比之下,它不会长时间满负荷工作,工作时间基本上只有传统发动机的50% ~ 60%。同时,它面临更多的启停状态,因此油温会更低(与传统发动机油温100 ~ 110相比)。但较低的温度会影响机油的正常性能,影响传统添加剂在低温下的工作效率,影响燃烧产物中的水分能否充分蒸发。从这个意义上说,特种机油需要采用新技术、新配方,以达到更好的水相容性、抗乳化性和抗腐蚀性能。”壳牌(上海)科技有限公司亚太区乘用车润滑油技术经理胡华告诉记者,“对于纯电动汽车,更应该关注电池热管理冷却液的绝缘、抗氧化和阻燃性能;要考虑减速机油的抗剪切性能,减速机和电机的组合要考虑润滑油对漆包线和电线的腐蚀等因素。”

“抗氧化性是关键性能之一,它与油能否保持稳定的润滑性密切相关。优异的抗氧化性成为了油品长寿命的支撑。纯电动汽车的变速器结构简单,但同时需要变速器和车身载荷,因此油液应具有优良的承载能力和良好的摩擦特性。变速器包含铜线圈和一些密封件。为了保证设备长期正常运行,机油必须具有优异的防锈防腐性能。电机运转时会发热,油必须有良好的散热性能才能保证正常运转,而良好的防起泡特性可以避免因起泡而导致润滑失效。”赵介绍。

不仅仅是技术和产品,还有用户的心理预期。“传统燃油车的用户习惯于对车辆进行定期保养,这涉及到发动机机油和变速箱油。

更换。但新能源汽车用户往往希望车辆驱动总成免维护,这对于电机、减速器和油品就提出了非常高的要求。”牛铭奎认为。

“目前,新能源汽车电机在后期车辆维护过程中并不会添加或更换轴承润滑油,因此消费者基本都有终身免维护的需求。”赵正华告诉记者。

“根据市场趋势,混动专用变速器也要做到全生命周期免维护,对油品要求的确越来越高。”王海兵认同,消费需求的改变给传动系统及油品带来了新的挑战。

新需求呼唤新模式

汽车技术和市场的发展对油品开发提出了诸多新需求,而在现实中,不同车企各异的成长历程和资源禀赋,使得其润滑油品配套体系构成情况多种多样,整零之间往往是较为简单的提出需求、满足需求关系。

“实事求是地讲,国内基础油的水平是过关的,像我们现在一款DCT产品使用的润滑油品就是国内石化巨头提供的。”王海兵表示,“根据我们开发DCT的经验,传动系统、整车、油品、添加剂企业四方的紧密协作非常重要。如果有可能,整车企业来牵头比较合理。”

牛铭奎也持类似的观点:“整车企业、电机及其他关键零部件供应商都会从各自的角度对润滑油提出需求、着手研发。这样的合作模式有一定的缺陷,大家都只聚焦自己关切的那一部分内容,缺乏全面性。”他认为,虽然这样的“需求-咨询-应答”合作方式能够及时有效地满足整零企业的开发需求,但彼此没有实质性进入共同开发阶段。

不同润滑油品供应商配套一家车企的情况,增大了物流组织、售后服务等不同部门的工作复杂度。“这并不单纯是技术原因造成的,往往由技术、传统、商务等方面的因素共同决定。”胡华告诉记者,“在行业飞速发展的今天,全新、年轻的品牌以纯电动、混动技术路线投入其中,传统车企积极谋求在既有业务优势基础上向电动化转型,其新能源汽车与传统动力总成研发部门是相互独立的不同体系,它们在选择配套供应商时,考虑的因素有较大的差异,而传统动力总成研发部门有自己的机制体系和历史沿革。这些因素共同导致了目前同一家车企不同产品的油品供应商并不统一。”

联合开发势在必行

在混动技术路线方兴未艾,纯电动汽车大行其道的当下,专用油品的开发思路显然不宜再延续传统能源汽车时代的传统,而应根据需求的变化及时更新,从而形成更为高效的开发响应机制。

“润滑油产品具有特殊性,开发周期长、使用链条长、制约因素多,这在混动系统中体现得尤为突出。可能上一级供应商,即同步器企业就已开始使用润滑油品。而当我们开发新产品时除了考虑此前提到的基于变速器的各种性能,还要考虑更细节的内容,比如同步器的摩擦材料性能,以及一些更宏观的方面,比如与整车匹配时,不同扭矩、车速等参数的适配。甚至还要考虑售后市场的需求。”王海兵介绍称,“这些因素都意味着专用润滑油品开发周期较长。同时,混动专用变速器所用的油品又难以像发动机润滑油品一样采用通用化的标准牌号。因此,我们的观点是,在专用油品的开发中一定要相关各方共同开发,在最初就要把参数定义好,避免反复。”

“壳牌作为一家老牌石油企业,正向一家能源公司的方向转型。在传统燃油车时代,我们提供‘粮食’(燃油)又提供‘血液’(润滑油);面向未来,无论混动、纯电动,还是各种替代能源动力,我们提供的产品会更广泛,必须与车企一起合作推进。”壳牌(上海)技术有限公司乘用车油研发团队经理江建第对记者表示。

“审视与车企、零部件供应商的合作,我们依然倾听对方对于技术指标的要求,根据经验与积累,帮助它们从润滑油品的角度完善、平衡这些技术指标。”胡华说道。

江建第告诉记者,车企受政策导向影响,产生了推动技术路线演进的内生驱动力,壳牌与之不再是简单的配合。据悉,目前壳牌已与多家车企进行联合开发,着眼点是基于未来2~3年甚至更长远的问题,比如,对于最新排放法规、快充技术、混动的不同技术路线等。

胡华补充道,壳牌与车企的合作是多元、多种方法并行的,因为我们现在面临的都是新领域中的新挑战。“更多是三方、甚至四方联合开发,从多元化、多维度、多层次帮助车企达成自己的开发预期。”他说。

“比较理想的状态至少应该是整车企业、零部件供应商、润滑油企业三方,基于不同的关注点联合开发。”牛铭奎指出,“以自身经验举例,最初,我们只能从供应商提供的规格书中进行挑选,但经过长期磨合后,我们已开始配合客户,与一些供应商进行联合开发,形成共用的标准库,推动了材料和产品水平的整体提升。”

本土企业寻求市场机会

“我呼吁,国内石油石化企业更多关注包括混动在内的节能与新能源汽车的润滑油脂需求。”王海兵告诉记者,根据以往的合作经验,国内石油石化企业有足够的技术实力。

不过,国内石油石化企业要想在这一领域大展拳脚,还是受到一些因素的制约。“国内汽车行业的心态倾向于求稳,如果支持国内石油石化企业进行开发并配套使用,总会觉得有一定风险,这种风险一旦出现,波及面广,对汽车品牌影响较大。”一位不愿透露姓名的车企工程师对记者说,“国内石油石化企业投入大量资源进行研发却难获市场认可,与此有很大关联。”

“润滑油的研制开发一般包括配方设计、台架试验验证、行车试验验证、工业试生产等部分,而不同类型润滑油因所需台架、行车周期因数量和难易程度不同而存在较大差异,一般来讲,内燃机油的研制周期最长,短则两年,有些难度较大的项目长达5年,其他类型油品的开发周期也有2~4年。”赵正华介绍道,“作为专业的润滑油企业,我们与国内车企、高校、科研院所都有很好的合作基础,联合开发的主要目的就是为了解决设备润滑过程中遇到的一些技术难题,在润滑技术的提升和设备设计改进等方面都起到了关键的支撑作用。”

“虽然我国在润滑油脂液、添加剂产品的开发相对欧美等成熟汽车市场滞后,但经过几代人的共同努力,‘十三五’期间,在单剂、复合剂和润滑油脂液产品开发方面取得了很大的进步,特别是在高铁齿轮油、特高压变压器油、机器人油、脂、风电用油、汽油、柴油发动机油、燃气发动机油、甲醇发动机油等方面从‘跟跑’到实现了‘并跑’或‘领跑’。”赵正华认为,“整车企业应联合润滑油企业,针对零部件的特性和差异性,发起专用润滑油的研发,不仅可以有效降低成本,而且还能提高车辆安全性。新能源汽车专用油的开发,可以效仿国外自动变速器油发展的路线,形成设备与油的认证关系,提高我国新能源汽车发展的自主性。”

“我认为更值得业界重视的是添加剂,与润滑油相比,这更是‘卡脖子’的部分。目前,添加剂是宝塔上的‘塔尖’,在这个领域,路博润、润英联、雪佛龙、雅富顿四家公司还是绝对的霸主。”王海兵表示,“希望相关行业共同发力,早日实现突破。”

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