隨著電動汽車的不斷普及，電動汽車中使用的機(jī)油將不可避免地淘汰傳統(tǒng)機(jī)油——這已不是什么秘密。因此，目前正在開發(fā)和制造發(fā)動機(jī)機(jī)油的公司需要在電動汽車潤滑油方面投入精力。和所有好的潤滑油一樣，選擇用于配制這些電力兼容潤滑油的基礎(chǔ)油至關(guān)重要。

雪佛龍菲利普斯化學(xué)公司全球PAO技術(shù)服務(wù)經(jīng)理肯•霍普（Ken Hope）在摩擦與潤滑工程師協(xié)會的會議上說：電介質(zhì)油液已經(jīng)存在很長時間了。隨著電動汽車這樣的新應(yīng)用大量涌現(xiàn)，全球各地的潤滑油公司正在努力開發(fā)滿足這些新技術(shù)需求的成品潤滑油。

為此，?？松梨诠镜漠a(chǎn)品開發(fā)技術(shù)專家巴巴克•洛特菲（Babak Lotfi）表示：“優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)油已成為配方中更為關(guān)鍵的組成部分。”

那么，這些新型潤滑油必須具備哪些特性呢？

霍普將低粘度列為一個重要特性。他表示：低粘度是好的。低粘度潤滑油流動所需的能量較少。這也有利于傳熱。目前雪佛龍菲利普斯化學(xué)公司主要從事2-cSt和4-cSt聚α烯烴的研究。

粘度越來越重要，因?yàn)樗鼤绊憹櫥统尸F(xiàn)其他特性的方式?；羝毡硎荆豪?，對于聚α烯烴基礎(chǔ)油來說，介電常數(shù)似乎不會隨著粘度的變化而有很大變化。雖然比熱和熱導(dǎo)率也隨著粘度等級的不同而略有不同，但低粘度聚α烯烴基礎(chǔ)油的生物降解性增加了。

然而，與低粘度潤滑油相關(guān)的挑戰(zhàn)仍然存在。例如，聚α烯烴基礎(chǔ)油的粘度越低，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)也相應(yīng)越低?；羝照f：“當(dāng)你觀察閃點(diǎn)和燃點(diǎn)時，粘度越低則安全性越差。”

氧化穩(wěn)定性、機(jī)油壽命和導(dǎo)熱性也是電動汽車潤滑油的重要性能，因?yàn)樗鼈兣c冷卻效率和熱流有關(guān)。

另一個重要特性是比熱?；羝照f：“比熱是指油品從產(chǎn)生熱量的地方吸收熱量的速度。這是能夠?qū)⑵鋸漠a(chǎn)生地傳輸出去的第一步。”

另一個必須具備的特性是水解穩(wěn)定性?；羝照f：“眾所周知，水無處不在。水是一種污染物，尤其是對介電潤滑油而言。水、污垢和其他類似物質(zhì)會降低介電強(qiáng)度，這可能會產(chǎn)生問題。此外，潤滑油抵抗水解也很重要。通常情況下，當(dāng)物質(zhì)水解時，產(chǎn)生的產(chǎn)物可能會易燃或腐蝕，并導(dǎo)致電氣問題也是。”

霍普解釋說，除了剪切穩(wěn)定性、高閃點(diǎn)和燃點(diǎn)、密度、低凝點(diǎn)和生物降解性外，材料相容性是另一個重要特性。

如何選擇基礎(chǔ)油？

電動汽車應(yīng)用潤滑油都應(yīng)選擇聚α烯烴作為基礎(chǔ)油嗎？雖然存在其他選擇，但許多潤滑油行業(yè)人士似乎認(rèn)為，它們才是首選。

霍普說：“我們這里有很多不同的潛在材料，但它們?nèi)绾蜗鄬Ρ容^？”

他舉例道，硅酯可以作為電動化應(yīng)用的一種潛在基礎(chǔ)油，盡管它似乎并沒有達(dá)到聚α烯烴提供的性能水平。硅酯往往存在水解問題，其芳烴、生物降解和毒理學(xué)也可能引起關(guān)注。

電動化應(yīng)用中也可以使用傳統(tǒng)礦物油和加氫裂化油，但聚α烯烴在電動化應(yīng)用中往往可以提供更好的性能。

為什么呢？霍普列舉了它們優(yōu)越的介電性能作為一個原因。他說：軍方在為SR-71黑鳥開發(fā)的電介質(zhì)冷卻液方面存在問題，最初，他們使用的是硅酯，這很好，直到他們發(fā)現(xiàn)這類潤滑油是吸濕的，它吸收水分。

當(dāng)水分與潤滑油接觸時，它會形成凝膠。雖然這種潤滑油具有很好的電介質(zhì)性能，但是當(dāng)凝膠經(jīng)過幾個電接觸點(diǎn)時，會產(chǎn)生一些電弧，電弧會碳化，形成一個黑點(diǎn)。他們實(shí)際上稱之為黑死病，因?yàn)樗麄冎喇?dāng)看到這些黑點(diǎn)漂浮在液體中時，計(jì)算機(jī)很快就會失靈。這表明已經(jīng)發(fā)生了一些故障。

霍普指出：很明顯需要用一種在應(yīng)用中表現(xiàn)更好的基礎(chǔ)油來代替這種傳統(tǒng)的基礎(chǔ)油，因此他們啟動了一項(xiàng)研究。

新型的潤滑油需要具有高導(dǎo)熱性、高閃點(diǎn)和高燃點(diǎn)。首先測試的潤滑油之一，是使用環(huán)烷基礦物油作為基礎(chǔ)油配制的液壓油。為了測試它，在實(shí)驗(yàn)中，一枚50口徑的穿甲燃燒彈射向一個裝滿液壓油的1加侖金屬罐。其目的是避免潤滑油形成“火球”。

幸運(yùn)的是，基于聚α-烯烴的替代品正好做到了這一點(diǎn)，并且在試驗(yàn)期間僅產(chǎn)生煙霧，符合軍用規(guī)范MIL-H 87257。霍普說：“這是由于硅酯基潤滑油和聚α-烯烴基潤滑油的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)不同。”

聚α-烯烴基潤滑油還進(jìn)行了一系列其他測試，比如火焰?zhèn)鞑y試，拿一根浸濕的燈芯點(diǎn)火，看看從a點(diǎn)到b點(diǎn)需要多長時間。移動速度越慢，潤滑油性能就越好。然后，聚α-烯烴基潤滑油成了他們的最終選擇。

不過，軍方對潤滑油的需求可能與電動汽車略有不同?；羝照f：“這些電動汽車目前并沒有需要在30000英尺的高空飛行，所以低溫并不成問題。事實(shí)上，低溫下的一些極低粘度要求也不太需要著重考慮。許多其他特性都是如此。”

聚α烯烴油的應(yīng)用優(yōu)勢

霍普說：減少摩擦的能力是電動汽車潤滑油的首要任務(wù)，而第二個任務(wù)是消除熱量，因?yàn)闊崃吭谀睦锂a(chǎn)生，就必須被吸收然后傳遞出去。

洛特菲表示同意，但在清單上增加了第三項(xiàng)：提高能源效率。他說：“基礎(chǔ)油確實(shí)是影響能源效率和傳熱性能的關(guān)鍵因素。”

那么，聚α-烯烴基礎(chǔ)油如何為能夠?qū)崿F(xiàn)這些目標(biāo)的成品潤滑油做出貢獻(xiàn)呢？

關(guān)于聚α烯烴的散熱能力，霍普引用了大眾汽車研究人員和威爾弗雷德•巴茨教授2002年撰寫的一篇論文。該文討論了用于配制齒輪油的基礎(chǔ)油對比熱的影響方式，即將潤滑油單位質(zhì)量的溫度提高1℃所需的熱量。將4-cSt Ⅲ類基礎(chǔ)油和8-cSt Ⅲ類基礎(chǔ)油的散熱性能與4-cSt PAO和8-cSt PAO進(jìn)行了比較。經(jīng)確定，使用聚α烯烴基礎(chǔ)油配制的齒輪油具有更高的比熱，使齒輪箱保持的溫度比加氫裂化油低7℃-17℃，比礦物油低19℃。較高的比熱表明流體吸收熱量的能力增強(qiáng)。

至于能源效率，霍普解釋說，通常稱為ARKL EOTT的測試已被用于預(yù)測傳輸效率和潤滑油控制能量損失的能力。在該試驗(yàn)中，將40毫升的試驗(yàn)液體放置在一個絕緣的4球裝置中。在兩個小時的時間內(nèi)，在一定的轉(zhuǎn)速和負(fù)載要求下，油液溫度隨時間升高。在使用Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類和Ⅳ類基礎(chǔ)油配制的潤滑油上進(jìn)行試驗(yàn)時，觀察到Ⅳ類聚α烯烴油產(chǎn)生的試驗(yàn)結(jié)束溫度明顯低于其他機(jī)油。事實(shí)上，聚α烯烴基礎(chǔ)油產(chǎn)生的溫度比最接近的執(zhí)行油樣（Ⅲ+類）低出6.6℃。每種配方使用相同的添加劑包裝和每種基礎(chǔ)油都是采用其5.5-cSt等級。

測試結(jié)果可以看到這些不同基礎(chǔ)油潤滑油之間產(chǎn)生熱量的摩擦不同。摩擦很重要，這是底線。

此外，由微型牽引機(jī)生成的牽引曲線得出結(jié)論，在40℃和100℃條件下，試驗(yàn)聚α烯烴油產(chǎn)生的牽引系數(shù)均低于相同粘度的Ⅲ類基礎(chǔ)油。這一結(jié)果表明，在40℃和100℃條件下，在一系列滑輥比和潤滑狀態(tài)下，聚α烯烴油明顯具備性能優(yōu)勢。

綜合考慮，聚α烯烴基礎(chǔ)油已證明其具有良好的摩擦性能，如ARKL EOTT和微型曳引機(jī)試驗(yàn)所示。導(dǎo)熱性也很重要，聚α烯烴油已證明它們比加氫裂化油和礦物油具有更好的導(dǎo)熱性。最后，聚α烯烴基礎(chǔ)油具有足夠的介電性能，因?yàn)樗鼈兪欠€(wěn)定的。這些特性綜合起來表明，聚α-烯烴基礎(chǔ)油是配制成品電動汽車潤滑油的理想基礎(chǔ)油，可以延長潤滑油的使用壽命，降低能耗。