當前，在全球氣候變化和中國“雙碳”目標背景下，中國汽車產(chǎn)業(yè)低碳化發(fā)展已呈現(xiàn)必然趨勢。
由工業(yè)和信息化部指導、中國汽車工程學會編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》提出，我國汽車產(chǎn)業(yè)碳排放總量于2028年左右提前達到峰值，到2035年較峰值下降20%以上。
我國作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)大國，新能源汽車銷量已連續(xù)9年位居全球首位。可以預(yù)見，未來10年我國節(jié)能和新能源汽車將迎來高速發(fā)展期，混合動力汽車、電動汽車占汽車年銷量的比例將持續(xù)上升。
盡管如此，在未來相當長一段時間內(nèi)，燃油車和新能源車仍將并存，并且燃油車處于市場主導地位。因此，車用潤滑油需要加快綠色低碳轉(zhuǎn)型。
內(nèi)燃機油向高效、節(jié)能、環(huán)保發(fā)展
內(nèi)燃機油作為發(fā)動機的血液，起到潤滑、冷卻、清潔、防腐等關(guān)鍵作用，是確保發(fā)動機穩(wěn)定高效運行的關(guān)鍵材料。
隨著渦輪增壓、缸內(nèi)直噴等先進發(fā)動機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及混動、氫能、生物燃料等低碳、零碳發(fā)動機技術(shù)的不斷成熟，與之相匹配的內(nèi)燃機油向著更節(jié)能、更環(huán)保、更長換油期的方向發(fā)展，內(nèi)燃機油標準及評定臺架自主化得到越來越多的重視。
其中，更節(jié)能要求發(fā)展高性能的低黏度汽油機油和柴油機油，以及混合動力發(fā)動機油；更環(huán)保不僅要求發(fā)展低硫、低磷、低灰分添加劑單劑和配方技術(shù)，生物基基礎(chǔ)油、添加劑和配方技術(shù)，還需要研發(fā)生物柴油、氫氣、甲醇、氨氣等低碳、零碳燃料專用內(nèi)燃機油配方技術(shù)，并采用廢油再生基礎(chǔ)油及配方技術(shù)，實現(xiàn)資源循環(huán)利用；更長換油期需要發(fā)展2萬公里換油期的汽油機油、10萬公里以上換油期的柴油機油等長壽命高性能內(nèi)燃機油。
據(jù)測算，通過降低黏度、改善黏溫性能、使用摩擦改進劑和多級油等方式減少摩擦，提高能量利用效率，開發(fā)的內(nèi)燃機油較普通潤滑油降低綜合油耗1%～3%。
2023年，中國石化石油化工科學研究院參與制定的國內(nèi)第一個柴油機油自主標準——D1柴油機油規(guī)格國家標準誕生。目前，研究院正在積極布局和聯(lián)合開發(fā)G1汽油機油、NG1天然氣發(fā)動機油等國內(nèi)標準及自主評定臺架。
現(xiàn)階段，電動汽車在汽車結(jié)構(gòu)、材料介質(zhì)等方面與傳統(tǒng)燃油車存在較大差異，而且電動汽車呈現(xiàn)小型化、輕量化、高效率、高電壓的發(fā)展趨勢，對電驅(qū)動專用潤滑油提出了新的技術(shù)要求和挑戰(zhàn)。
一是新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)的電安全性。由于電機和電控單元的存在，電驅(qū)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在電學環(huán)境，因此需要油品具有良好的電絕緣性。通過對潤滑油化學組分及配方技術(shù)的系統(tǒng)研究，我們對電動汽車潤滑油油品的電安全性能有了深入認識，并且順利解決了這一問題。
二是油品電機絕緣材料兼容性。電機結(jié)構(gòu)中包括多種類型電機絕緣材料，以及大量的銅部件。為此，我們建立了新的油品測試方法，并通過深入探究各類基礎(chǔ)油組分和添加劑組分對電機絕緣材料性能的影響，解決了油品材料兼容性的問題。
三是用戶端提高電驅(qū)系統(tǒng)效率、增加整車續(xù)航里程的要求。要提高電驅(qū)系統(tǒng)效率，可以降低油品運動黏度，同時要解決油品低黏化帶來的電驅(qū)可靠性問題。我們立足添加劑分子設(shè)計與創(chuàng)新，開發(fā)了新能源汽車全國產(chǎn)化電驅(qū)動潤滑油，在主流電驅(qū)平臺上效率明顯提高，而且兼顧了可靠性。
未來，隨著電動汽車技術(shù)的不斷進步，特別是在電機設(shè)計高轉(zhuǎn)速、高電壓的發(fā)展趨勢下，油品發(fā)揮的作用越來越關(guān)鍵，電動汽車潤滑油技術(shù)有待進一步提升。
在“雙碳”背景下，車用潤滑油正向低黏化發(fā)展，更加注重節(jié)能減排。潤滑油標準開發(fā)日趨國際化，不僅國際標準化組織紛紛制定或研制內(nèi)燃機油節(jié)能規(guī)格，而且適應(yīng)國內(nèi)發(fā)動機的潤滑油標準正在得到越來越多行業(yè)的重視。
比如，全球潤滑油試驗標準小組（GLTST）及美國、法國和德國等國家紛紛開展電動汽車潤滑油實驗方法的研究。我國也發(fā)布了首個電驅(qū)動潤滑油行業(yè)標準，目前正在積極籌備電驅(qū)動潤滑油國家標準的制定工作。
一大批新能源汽車的發(fā)展，對潤滑油技術(shù)產(chǎn)品提出了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)檢測方法已不能滿足發(fā)展需求。
以電動汽車電驅(qū)動用潤滑油為例，一是客戶對提高油品的電驅(qū)效率要求會越來越苛刻，油品的低黏化會是一個重要發(fā)展趨勢，但需要綜合評估油品超低黏化帶來的新問題；二是在電驅(qū)系統(tǒng)高電壓設(shè)計下，存在齒輪和軸承耐久性、傳熱特性、電性能、銅腐、材料相容性等缺乏針對性問題，因此需要開發(fā)一些新的潤滑油檢測評定方法，并建立試驗方法與產(chǎn)品性能之間的有效關(guān)聯(lián)，這需要行業(yè)內(nèi)密切合作共同完成。
在“雙碳”政策引領(lǐng)下，綠色低碳認證將成為潤滑油脂產(chǎn)品的重要標簽，而完善的產(chǎn)品規(guī)格及標準體系也是產(chǎn)品認證的必要基礎(chǔ)。
與此同時，與傳統(tǒng)燃油發(fā)動機的運行工況相比，新能源混合動力專用發(fā)動機的壓縮比更高、頻繁起停次數(shù)更多、中高負荷占比更大、燃油消耗更低。因此，混合動力發(fā)動機對配套發(fā)動機潤滑油的抗高溫沉積物、水分相容性、金屬抗腐蝕性、抗磨性、節(jié)能性提出了更高要求，需要采用專用的發(fā)動機油產(chǎn)品為其提供可靠潤滑保護。
除此之外，氫氣、生物燃料、醇類等低碳零碳燃料，相較于傳統(tǒng)的汽油、柴油等化石燃料，對發(fā)動機油的抗氧化性能、抗乳化性能、抗腐蝕性能等有著更加苛刻的要求，因此對低碳零碳燃料專用發(fā)動機油的研發(fā)提出了挑戰(zhàn)。
（作者系中國石化石油化工科學研究院有限公司潤滑油脂研究室副主任，本報記者沈春蕾根據(jù)其在2024潤滑技術(shù)大會上的報告整理）
節(jié)能低碳
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