Un liquide de refroidissement et de transmission unique pour VE ?

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SAN ANTONIO – Les véhicules électriques peuvent réduire la demande de lubrifiants automobiles, mais ils nécessitent toujours des lubrifiants, et compte tenu de la grande variété de conceptions utilisées par les fabricants d’équipements d’origine, il faudra peut-être un assez grand nombre de produits pour faire fonctionner le parc automobile de demain.

Un responsable de Shell a expliqué les nombreux facteurs susceptibles d’affecter les exigences de performance des fluides de transmission et des liquides de refroidissement des véhicules électriques lors d’une réunion organisée ici la semaine dernière par la Society of Tribologists and Lubrication Engineers.

S’exprimant lors de la conférence Tribology and Lubrication for E-mobility, Dairene Uy, responsable du projet Shell Global Solutions pour les fluides de transmission, a expliqué que des travaux sont également en cours pour développer des produits uniques pouvant être utilisés à des fins multiples, de la lubrification des transmissions, des moteurs et des essieux au refroidissement. batteries, convertisseurs et chargeurs embarqués.

Les véhicules alimentés uniquement par batterie n’ont pas besoin d’huile moteur, donc le passage aux voitures et camions électrifiés réduira considérablement les volumes de demande de lubrifiant, même si les hybrides rechargeables contiennent toujours des moteurs à combustion interne qui utilisent de l’huile moteur.

Les BEV et les PHEV ont encore de nombreux composants et systèmes qui doivent être lubrifiés, refroidis ou les deux, a déclaré Uy. Les grandes batteries alimentant les deux types de véhicules, ainsi que les câblages en cuivre des moteurs électriques et d’autres parties des moteurs ont tous des besoins de refroidissement importants. Les roulements du moteur, les essieux et les systèmes de direction doivent être graissés, et les transmissions nécessitent des lubrifiants pour les engrenages et les différentiels.

En tant qu’industrie naissante, les fabricants de véhicules électriques utilisent une grande variété de conceptions, ce qui augmente considérablement le nombre de produits nécessaires à l’industrie des lubrifiants. Certains équipementiers utilisent des moteurs électriques secs qui sont séparés de la transmission et du différentiel. Le fluide de transmission pour ces véhicules doit fournir un excellent contrôle du frottement ainsi qu’une stabilité thermique modérée, un refroidissement, un contrôle de la mousse, une compatibilité avec le cuivre et une isolation électrique, a déclaré Uy. Le lubrifiant moteur doit fournir un très bon anti-usure et un bon contrôle et efficacité de la mousse, tandis que l’huile pour engrenages doit fournir un anti-usure supérieur, une bonne isolation électrique et un contrôle modéré de la mousse.

D’autres équipementiers utilisent des moteurs électroniques humides, combinant et enfermant le moteur avec la transmission et le différentiel. Cette approche réduit le poids du véhicule, économise de l’argent et augmente l’efficacité, mais augmente les exigences de performance du liquide de transmission puisqu’il doit désormais également lubrifier le moteur et le différentiel. Ces fluides peuvent ou non nécessiter un contrôle du frottement, a déclaré Uy, mais ils nécessitent une compatibilité supérieure avec le cuivre et une excellente compatibilité avec le cuivre, une isolation, une résistance à l’usure, une stabilité thermique et un contrôle de la mousse.

Comme dans les voitures propulsées uniquement par des moteurs à combustion interne, les fabricants de PHEV utilisent une variété de transmissions, y compris des modèles manuels, automatiques, à variation continue et à double embrayage, chacun créant des exigences différentes pour le liquide de transmission. Les BEV peuvent utiliser des essieux électriques à une ou plusieurs vitesses. Les choix du degré d’électrification, de la conception des engrenages et des éléments de changement de vitesse affectent également les exigences de performance des lubrifiants et des fluides.

« La topologie du groupe motopropulseur peut ajouter une grande complexité à la sélection du bon lubrifiant », a déclaré Uy. « Seul le fait de considérer ce qui précède peut facilement conduire à plus d’une centaine d’options de fluides différentes. »

Les grosses batteries et les charges électriques élevées des véhicules électriques créent de nouveaux défis importants pour les fournisseurs de lubrifiants, a déclaré Uy. Les formulateurs s’efforcent de développer des liquides de refroidissement qui non seulement éliminent les grandes quantités de chaleur générées par les batteries, mais qui empêchent également l’emballement thermique et les incendies.

Les fluides exposés aux charges élevées créées par les batteries et les enroulements en cuivre doivent empêcher les fissures qui ont tendance à se développer dans l’isolation et ne doivent pas réagir avec le cuivre de peur qu’ils ne provoquent une corrosion qui saperait l’efficacité d’un moteur.

Parce qu’ils ne contiennent pas de moteur à combustion interne, les BEV n’ont que deux fluides de fonctionnement principaux, a déclaré Uy, un lubrifiant de transmission et un liquide de refroidissement eau-glycol. L’industrie montre un certain intérêt à combiner ces fluides en un seul produit – encore une fois parce que cela permet de réduire le poids des véhicules ainsi que d’améliorer les performances des véhicules.

L’utilisation d’un seul fluide nécessiterait un moteur humide et un système de refroidissement par immersion pour la batterie du véhicule, ce qui réduit les coûts et améliore l’efficacité. Cette approche simplifierait également la chaîne d’approvisionnement en fluides.

Uy a déclaré qu’il était au moins conceptuellement faisable de concevoir un fluide unique qui remplisse les deux fonctions et réponde à ces défis.

« Les lubrifiants peuvent être formulés avec des propriétés diélectriques pour permettre un contact direct avec des sources de chaleur comme les batteries, les onduleurs et les moteurs électriques », a-t-elle déclaré. Elle a refusé de spéculer sur la mesure dans laquelle les équipementiers pousseront pour une telle approche ou sur la probabilité que les formulateurs réussissent à développer un seul fluide. (lubesngreases 7/12/22)

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