Fluidos para vehículos eléctricos
Fluidos para vehículos eléctricos – Los fluidos de transmisión para vehículos electrificados (EV), tanto híbridos como totalmente eléctricos, tienen requisitos diferentes de los fluidos convencionales. Las necesidades de rendimiento tradicionales, como la protección contra la oxidación, la compatibilidad de materiales, la resistencia a la aireación y la protección contra el desgaste, siguen siendo importantes, pero existen nuevos desafíos en forma de conductividad eléctrica, transferencia de calor, durabilidad de alta velocidad, compatibilidad con materiales nuevos y diferentes, y enfriamiento de la batería. Por el contrario, el rendimiento de la fricción, crítico para las aplicaciones que emplean embragues húmedos, es ahora de menor importancia, ya que el rango de velocidades de funcionamiento del sistema ahora está cubierto por motores de velocidad variable, en lugar de transmisiones de engranajes convencionales. A la complejidad del espacio del tren motriz electrificado se suman las innumerables configuraciones de hardware, ya que cada fabricante de unidades de transmisión busca su propia solución para transmitir potencia a las ruedas. No hay soluciones de “talla única”.
Si bien muchos sistemas existentes emplean fluidos de transmisión automática en sus transmisiones electrificadas, estos fluidos pueden no ser óptimos para cada solución, ya que fueron diseñados en torno a las necesidades de aplicaciones más convencionales. Para mejorar el rendimiento de los fluidos en los vehículos electrificados, es de vital importancia que los formuladores que diseñan estos fluidos tengan a su disposición pruebas que se correlacionen adecuadamente con los sistemas del mundo real.
Las pruebas adecuadas para fluidos convencionales se han desarrollado y mejorado durante décadas. Estos métodos de prueba controlados se utilizan para evaluar el rendimiento de los fluidos y permiten la evaluación de los cambios en la formulación con respecto a los estándares conocidos. Desafortunadamente, pruebas similares para vehículos electrificados simplemente no existen, o en el mejor de los casos se encuentran en las primeras etapas de desarrollo.
Hay esfuerzos de la industria en marcha para identificar adecuadamente las necesidades de rendimiento de los fluidos EV y desarrollar pruebas para evaluarlos. SAE International ha escrito el “Informe de información J3200 sobre fluidos de transmisión eléctrica (EDF)” como una guía para comprender los términos relacionados con las propiedades de los fluidos EV y las pruebas existentes que pueden tener aplicabilidad a la evaluación de fluidos EV. El Consorcio de Fluidos Avanzados para Vehículos Electrificados (AFEV) del Southwest Research Institute es un proyecto conjunto de la industria mediante el cual las empresas miembros reúnen recursos para explorar conceptos precompetitivos para caracterizar adecuadamente los fluidos EV.
En última instancia, será necesario desarrollar nuevas pruebas que aborden las necesidades específicas de los fluidos EV. Estas nuevas pruebas deberán evaluar el rendimiento con respecto a las propiedades eléctricas y térmicas, la compatibilidad con materiales exclusivos de los sistemas EV, la durabilidad a alta velocidad, la resistencia a la oxidación y la aireación, y el rendimiento de la batería.
Haga clic en la imagen que sigue y lea el articulo “Pruebas para avaliação de fluidos para veículos elétricos” completo en la revista digital “LUBES EM FOCO – edição 86” :
Propiedades eléctricas
Entre los nuevos requisitos para los fluidos EV destacan las propiedades eléctricas adecuadas. Como los fluidos están expuestos a campos eléctricos dentro de las unidades de accionamiento, es vital comprender los efectos de estos campos en su rendimiento. La composición química de un fluido (tanto el material base como el paquete de aditivos) determinará cómo se desempeña en un campo eléctrico y cómo los efectos del campo pueden cambiar el fluido a medida que envejece.
Desafortunadamente, las pruebas estándar que están actualmente disponibles para evaluar las propiedades eléctricas de un fluido tienen limitaciones cuando se aplican a los fluidos EV. Muchos están limitados por rangos limitados de frecuencia de funcionamiento, temperatura y espaciado de electrodos. Entre estos se encuentran las pruebas de conductividad eléctrica (ASTM D1169), ruptura dieléctrica (ASTM D1816), constante dieléctrica (permitividad relativa) y factor de potencia / factor de disipación (ASTM D924).
Si la conductividad eléctrica es demasiado alta, la corriente puede “filtrarse” del sistema, lo que disminuirá su eficiencia y, en casos extremos, causará un peligro de choque. Si la conductividad eléctrica es demasiado baja, puede desarrollarse una carga estática, cuya descarga puede causar daños a los rodamientos y otros componentes. Los fluidos con una constante dieléctrica más baja demostrarán una capacidad reducida para almacenar una carga eléctrica. Los fluidos de bajo factor de potencia son menos eficientes y pueden perder energía eléctrica por el calor. Si un fluido no es capaz de soportar suficiente voltaje aplicado, puede producirse una ruptura dieléctrica. La electrorreología (flujo de fluido en presencia de un campo eléctrico) y la electrotribología (desgaste en presencia de un campo eléctrico) también son áreas importantes de estudio al evaluar el rendimiento del fluido EV.
En las unidades de accionamiento eléctrico, hay una tendencia de las corrientes eléctricas a buscar una trayectoria de tierra a través de los rodamientos. Esto puede provocar daños por estriado en la carrera de rodamientos. El probador Flucon E-Lub replica el mecanizado de descarga eléctrica (EDM) utilizando rodamientos de prueba y aceites o grasas. En esta prueba, la conexión a tierra de la corriente inducida por el motor giratorio se produce a través del cojinete de prueba. Este fenómeno también está siendo investigado por el Consorcio AFEV.
Transferencia de calor
A medida que continúan los avances en las unidades de accionamiento eléctrico, existe la necesidad de aumentar los niveles de potencia en paquetes de motores más pequeños. Los diseñadores de motores húmedos recurren al fluido EV para enfriar las unidades de accionamiento, lo que hace que las buenas propiedades de transferencia de calor sean imprescindibles. La capacidad del fluido para almacenar y transferir calor se define por la conductividad térmica, la difusividad térmica y la capacidad calorífica específica.
