随着全球对环境保护意识的提升，电动车（EV）产业迅速崛起，成为减少碳排放的重要解决方案。根据统计数据，交通运输行业约占全球四分之一的温室气体排放量，其中超过75%来自道路交通。为应对气候变迁，各国纷纷推动电动车的普及，并预计未来几十年内电动车将成为汽车市场的主流。然而，要达成这一目标，电动车的每一个系统和子系统都必须达到高效能，从而最大化车辆的续航能力。电动车电机（e-motor）作为一个关键子系统，约占汽车总能耗的7%，因此电机轴承润滑的优化对于提升能源效率具有关键作用。

电动车电机轴承的润滑需求：锂基与替代润滑脂的比较

电动车电机轴承主要使用润滑脂来减少摩擦和磨损。润滑脂的组成包括基础油、增稠剂和添加剂，其中增稠剂的主要功能是保持油在其结构中，这与其化学成分有关。目前市场上最常见的增稠剂系统基于锂盐，锂基润滑脂约占全球润滑脂市场的70%。锂基复合物（LiX）润滑脂因其高温性能佳、技术可得性强以及在电机中的良好润滑效果而广受好评。

然而，随着电动车电池对锂需求的增加、锂基化合物价格的不断上涨以及潜在的毒性影响，市场开始寻求无锂增稠剂的替代配方。聚脲（PU）润滑脂作为一种半极性化合物，因其在低速下优异的油膜厚度能力、良好的剪切和热稳定性以及延长轴承寿命的优势，成为潜在的替代选择。在日本市场，PU润滑脂约占润滑脂总产量的四分之一，并预计在未来会持续增长。此外，欧洲、太平洋地区和东南亚市场对PU润滑脂的需求也在增加。

相较于锂基润滑脂，聚丙烯（PP）润滑脂则是一种非极性增稠剂系统，具有更好的润滑性能。研究显示，PP润滑脂在摩擦性能评估中表现优异，并具有较高的油释放率，这使得它在电动车电机应用中展现出潜力。

润滑油释放与电机轴承性能的优化

润滑油的释放速率（又称“渗油”）在电动车电机轴承性能的优化中扮演着重要角色。油释放速率直接影响接触区域的油量，进而决定油膜厚度和摩擦力矩。油释放并非恒定的，会受到轴承操作条件及增稠剂降解的影响。润滑脂的渗油行为包括搅动阶段和渗油阶段，在这两个阶段中，润滑脂会分别重新分布并释放油到滚道上，控制滚道的补油和润滑不足状态。

润滑油释放过少可能导致润滑不良，从而影响轴承寿命和性能。相反，过度的油释放则会导致润滑脂过早耗尽，缩短其使用寿命。因此，在设计电动车电机轴承用润滑脂时，调整和优化油释放速率是确保其长期高效运行的关键。

结论：电动车润滑油的未来发展方向

电动车产业的快速发展促使润滑油技术不断创新与进步。随着电动车的市场需求增加，润滑脂制造商将面临更多挑战，需要研发出更环保、高效且经济的润滑解决方案。聚脲和聚丙烯等替代增稠剂的出现为润滑脂行业带来了新的希望和可能。未来，通过深入研究润滑脂的组成和油释放特性，将能够进一步提高电动车电机的运行效率，从而促进电动车产业的可持续发展。

◆ 引用自: Springer Nature

◆ 资料来源: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2024.109777