西南研究所开发测试装置 以分析电动汽车油液摩擦和磨损情况

据外媒报道，西南研究所（Southwest Research Institute，SwRI）的团队开发了一种机械测试装置，用于分析为电动汽车配制的液体和润滑剂。该团队改进了一种商用摩擦学测试设备，使其能够评估电流在流体中产生的影响，在施加电压的情况下测量汽车部件的磨损和摩擦情况。

SwRI高级传动系润滑剂部门研究工程师Cole T. Frazier表示：“近年来，汽车行业的电气化进程加快。预测显示，轻型和重型应用的市场份额，未来将呈指数级增长。然而，传统的流体测试工具无法有效分析带电环境中的润滑剂性能。这也延伸到摩擦学测试。”

摩擦学是研究摩擦、润滑和磨损的学科。评估电动汽车性能的挑战在于，存在于组件和润滑剂界面的应用电势。为了迎接这一挑战，SwRI摩擦学研究和评估部门的高级研究工程师Carlos Sanchez博士设计了一种新的测试装置，以模拟带电对旋转部件的影响。这种小规模的“台架测试”根据传统的通用测试机而建立。在整个项目中，该团队进一步开发了相关设置和测试方案。

大多数电动汽车使用交流感应或永磁电机，由车载电池包供电。通过逆变器，将电池输入的直流电电压转换为运行车辆电机所需的交流电。Sanchez表示：“在直流到交流（DC-to-AC）转换过程中，电动汽车内的大多数旋转表面都暴露在电压峰值下。高压环境中的尖峰和固有电场会使电流流过表面，破坏保持表面平稳运动的润滑剂和材料。”

据研究人员介绍，DC/AC频率转换的速度会导致局部电压峰值，因此需要接地。由于所在位置附近的电压峰值，电机轴承通常特别容易受到通过电流的影响。当电压变得足够强，将小金属球轴承与轴承滚道或轴承壳分离开的润滑剂薄膜遭到破坏，轴承的电势可以建立，可能导致表面损坏和疤痕。

该团队为新仪器开发和分析了测试方案，展示了实际系统并产生相关结果。利用这一新进展，研究人员测试了几种不同的商业润滑剂，并测量了轴承滚道和轴承壳上的磨损疤痕和摩擦。结果发现，流体中的电势，无论是交流电还是直流电，对磨损和轴承摩擦产生的影响均高达20%。

负责SwRI摩擦学活动的Lee表示：“SwRI专注于创建定制的摩擦学设备和测试功能，使行业能够有效地测试多种润滑剂配方，而不需要进行全面测试。在这种情况下，润滑剂分解表现出流体依赖性，因此配方商可以针对特定的电动汽车传动系统优化润滑剂。SwRI的实验室规模测试功能将加速优化润滑剂，提高耐久性，并减少摩擦，以增加车辆的续航里程。”