Chercheurs : le courant électrique pourrait augmenter l’usure.

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Une vue rapprochée du système électrique d’un moteur de voiture écologique. © asharkyu

Dans une découverte qui signale des défis potentiels pour les véhicules électriques, une équipe de chercheurs du milieu universitaire et de l’industrie a observé que la charge électrique appliquée à l’interface des surfaces métalliques peut augmenter considérablement le taux d’usure lorsqu’elles glissent les unes contre les autres.

S’exprimant le 30 novembre lors de la conférence Tribology and Lubrication for E-Mobility organisée à San Antonio par la Society for Tribologists and Lubrication Engineers, Ali Erdemir, de la Texas A&M University, a déclaré que les résultats étaient préoccupants en raison des charges qui prévalent dans les véhicules électriques.

« L’essentiel est que, quel que soit le fluide, vous avez en fait tendance à subir une usure plus sévère lorsque l’électricité passe à travers, et la surface est en désordre », qui faisait partie d’une équipe de recherche qui comprenait également des personnes d’Afton Chemical Corp. et Tecnologico de Monterrey au Mexique.

Alors que les ventes de véhicules à batterie et d’hybrides rechargeables explosent dans de nombreux pays, l’industrie des lubrifiants s’empresse de développer des lubrifiants et des fluides pour les protéger de l’usure et des niveaux élevés de chaleur générés par les batteries des véhicules électriques.

Erdemir a déclaré que l’équipe dans laquelle il faisait partie avait effectué des tests sur des tribomètres à bille sur disque qui avaient été modifiés pour appliquer une charge de 3 ampères à l’interface entre la bille et le disque. Le groupe a testé quatre fluides, dont certains sont disponibles dans le commerce. Erdemir a déclaré qu’il ne connaissait pas les fluides de base avec lesquels ils étaient fabriqués, mais qu’ils avaient des chimies similaires, des niveaux similaires de conductivité thermique, des niveaux variables de conductivité électrique et des viscosités cinématiques allant de 18 à 30 millimètres carrés par seconde à 40 degrés C.

Les fluides ont permis des quantités d’usure significativement différentes lorsqu’aucune charge n’a été appliquée, a déclaré Erdemir, mais la quantité d’usure a bondi d’un facteur compris entre 2 et 5 lorsque la charge électrique a été appliquée. L’usure a augmenté même si l’électrification a à peine changé les coefficients de frottement, a-t-il ajouté.

Erdemir a déclaré que la charge électrique semblait également modifier les réactions chimiques se produisant à l’interface. Lorsqu’aucune charge n’a été appliquée, les chercheurs ont trouvé de la matière sur la surface après le test, principalement de l’hématite, un oxyde de fer dur. L’application d’électricité entraîne la formation de beaucoup plus de débris, principalement de la magnétite, qui est moins dure que l’hématite et des quantités importantes de noir de carbone.

Les chercheurs ont entendu un son de pleurs provenant de l’interface lors des tests effectués avec une charge électrique, a déclaré Erdemir.

L’interface « passe clairement un moment difficile », a-t-il déclaré. « Non seulement vous avez toutes ces couches de débris extérieurs abrasifs qui se forment et peuvent potentiellement causer une abrasion et une usure plus graves, mais vous avez également ce carbone généré et étalé sur la surface. » Il a émis l’hypothèse que le matériau en carbone peut se former et se retirer à plusieurs reprises et que cette dynamique peut augmenter la quantité d’usure.

Erdemir a déclaré que des tests doivent maintenant être effectués sur les composants EV et que l’équipe de recherche a commencé à le faire.

Un membre de l’auditoire a suggéré que les 3 ampères appliqués pour cette expérience pourraient être considérablement plus élevés que ceux qui se produisent dans les véhicules électriques. Erdemir a déclaré avoir entendu diverses théories à ce sujet, mais que 3 ampères se situent dans la plage de courants qu’il a observés pour d’autres expériences impliquant des véhicules électriques.

Un autre membre de l’auditoire a émis l’hypothèse que la réaction au courant pourrait être due à la polarité des fluides ou à la présence d’additifs métalliques. (lubesngreases 18/01/23)

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