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电动汽车摩擦学面临的挑战
发布人: 发布时间:2024-03-08 点击:331

电动汽车(EV)诞生于19世纪,第一辆电动汽车由德国人Andreas Flocken1888年发明。对于今天的尖端设计来说,电动汽车是一次史无前例的创新之旅,其驱动力来自于对环境的关注和对可持续交通的追求。

与内燃机(ICE)动力汽车相比,电动汽车因其更安静的操作和易用性而广受欢迎,但ICE技术和经济因素的进步导致其在1935年衰落。

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然而,到了20世纪末,由于燃料价格上涨和环保意识的增强,人们对电动汽车的兴趣再次高涨。这种转变不仅影响了汽车行业的发展方向,而且在电动汽车的设计和维护方面带来了令人难以置信的独特挑战,电动汽车需要先进和独特的传动系统、变速器和润滑剂。

现代电动汽车以其特有的电动机和电池,在运行机制方面与ICE车辆有很大不同。这些车辆在不同速度下提供即时扭矩和高效动力,而不需要传统的离合器或复杂的传动系统。




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后者需要专门的变速器油液来保持性能并防止过热。与ICE同行相比,电动汽车的重量更重(电池重量很大),这也导致了轮胎需要设计更强的侧壁来支撑额外的负载。

尽管电动汽车和ICE汽车的重点不同,润滑剂仍然是车辆维护的一个关键方面。在ICE车辆中,润滑剂旨在最大限度地减少运动部件之间的摩擦和磨损。对于电动汽车,润滑剂不仅必须减少摩擦,还必须有助于扭矩传递,与电气部件兼容,确保轴承的寿命和安静运行,同时防止腐蚀,尤其是对铜部件的腐蚀。

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电动汽车(EV)润滑剂主要由合成基础油组成,如聚α烯烃(PAO)或酯。与传统的矿物油基润滑剂不同,这些合成替代品提供了更好的热稳定性和氧化稳定性,这对于控制电动汽车传动系统内的极端温度和压力非常重要。

电动汽车润滑油通常还具有高粘度指数(VI),使其在广泛的温度范围内保持粘度不变。这对电动汽车中尤为重要,因为电动汽车传动系统的温度受环境温度、车速和负载的变化,以及电池充电状态的变化影响会造成大幅波动。

热能管理是电动汽车摩擦学研究的另一个领域,因为电动汽车需要粘度较低的流体来有效冷却电机和电池,使其性能不会受到影响。

电动汽车技术的未来进步可能会加强运动部件的耐用性和效率,这意味着与各种材料兼容同时能在在各种条件下运行的润滑剂将变得越来越常见。

对于电动汽车来说,一个非常明显而又关键的问题是如何管理传动系内的电流,特别是电动汽车电机对润滑剂和轴承施加的应力,电动汽车电机每分钟可旋转20000转!


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在不影响机械性能或功率效率的情况下,有效控制润滑状态以防止放电造成的损坏,可能是电动汽车润滑油中最重要的因素。考虑到表面粗糙度的微观影响,弹性流体动力学润滑(EHL)概念的发明和λ比率的引入,能更加准确对润滑状态进行估计,从而应对这些挑战。

在不断发展的电子摩擦学领域中,机械和电气科学的结合旨在优化润滑,防止磨损和放电,并有望在电动汽车技术和传动系耐久性方面取得重大进步。

随着汽车行业继续向电动出行转变,摩擦学、润滑油、材料和部件设计方面研究的重要性不言而喻。应对电动汽车带来的独特挑战不仅要提高其性能和寿命,还要实现可持续交通这个更远大目标。