雅富顿：电动化并非终点

对于汽车润滑油市场来说，电动化的出现并非促使其过时，而是其变革的先兆。一个灵活的润滑油行业应该能够及时把握新机遇并通过覆盖范围更广的润滑油和差异化的高性能油液创造价值，以满足这一不断增长行业的特殊需求。

 

虽然新冠疫情抑制了新车销量，但在欧盟排放法规、OEM销售活动和政府激励措施的推动下，欧洲对电动汽车的需求在 2020 年，尤其在第四季度加速增长。

 

相反，疫情期间，消费者对共享出行方式的选择有所减缓；许多OEM在这一领域的投资已经搁置或转移。早期证据显示，对共享交通工具感染的恐惧可能会对千禧一代产生持久的影响，他们现在可能突然渴望拥有私家车，而不需要共享出行带来的灵活性。

 

无论下一个新常态会是怎样，预计到 2040 年，全球汽车市场上内燃机车 (ICE) 的数量仍将继续增长。因此，汽车行业的润滑油供应商将获得大量机会，包括来自针对内燃机、混合动力和纯电动汽车的特定需求的发动机油、传动液和冷却液的增长。

 

 

ACEA 数据显示，包括纯电动 (BEV) 和插电式混合动力(PHEV) 在内的可充电汽车占欧盟新车销量的比重从2019年的 3% 跃升至2020年底的 10%。1 预计2021年这一比例将再次上升至15%。与此同时，混合动力汽车的销量翻了一倍，占新车销量的近12%。
 

（Petrol: 汽油车；Diesel: 柴油车；Alternative fuels: 替代燃料车）

 

交通与环境部门表示，电动汽车销量的突然增长，尤其是第四季度，主要得益于欧盟 20/21 减排目标的发布。2 在此之前，新车平均二氧化碳排放量从2016年的 118.1g/km稳步上升到2019年的122.4g/km。二氧化碳的增加来自较重型和排放污染更高的越野车，以及高性能汽车的销售。原因是消费者偏好的改变以及OEM希望在2020年二氧化碳排放目标和惩罚措施逐步实施之前实现盈利最大化。

 

另一个里程碑 —欧洲纯电动汽车和内燃机汽车的拥有成本预计在2022年 3, 将达到同等水平，这也将推动纯电动汽车的增长；尽管最大的影响仍可能来自政府的激励措施。

 

电动汽车给润滑油行业带来的机遇，取决于OEM采用何种策略来平衡消费者偏好与法规挑战。

 

 

当今电动化的增长主要来自混合动力 (HEV) 和插电式混合动力 (PHEV) 的销售，OEM在2019年和2020年所提供的混合动力车型至少比纯电动汽车 (BEV) 多50%。虽然PHEV的选择仍然更多，但2021年将有更多的BEV可供选择。

 

欧洲气候组织（T&E）表示，这是因为OEM采用了一系列不同的合规策略，以实现欧盟的平均二氧化碳排放目标。迄今为止，沃尔沃 (Volvo)、丰田 (Toyota)、宝马 (BMW)、捷豹路虎 (JLR)、戴姆勒 (Daimler) 和福特(Ford) 已经将更多的精力放在内燃机效率和/或混合动力解决方案方面；特斯拉-FCA （Tesla-FCA）、日产 (Nissan) 和雷诺 (Renault) 则选择更多地关注BEV解决方案。按销量计算，目前欧洲电动汽车销量领先者大众汽车 (VW) 一直广泛供应 PHEV 和 BEV 车型，但计划未来主要专注于 BEV。

 

图 2：汽车制造商2020年合规战略

（Carmakers: 汽车制造商；ICE improvements: 内燃机效率提升/混动化；Flexibilities: 其他灵活策略）

（Strategical importance: Lowest to highest/战略重要性: 从低到高）

 

这些多样性的选择为润滑油以及更多专用油液提供了很多机会。随着PHEV越来越突出，驱动系统对内燃机的依赖将逐步减少并转向电气系统，它们的运行将进一步分化，并对润滑油的需求产生更大的影响。

 

 

混合动力汽车内燃机 (ICE) 小型化可能面临与传统汽车内燃机截然不同的挑战。例如，频繁短途驾驶的混动汽车，由于机油温度鲜少达到较高的温度，水分很难蒸发掉，从而增加了腐蚀风险。而对于通常需要长途行驶的混合动力汽车来说，发动机可能会在高速高负载工况下长期工作，磨损挑战加大；作为城市出租车或共享车辆使用的混合动力汽车需要在更高的温度下运行更长时间，导致油液地热老化和氧化挑战更大；另一个极端是串联混合动力：这些ICE在相对恒定的条件下工作，充当发电机为车载电池充电。

 

无论行驶工况如何，工厂初装油液和售后服务用油液都需要具备优异的性能。差异化混合发动机油不仅可以为发动机提供更佳的保护，而且在不同条件下拥有更长的使用寿命，因此其将带来更多的机会。

 

 

混合动力传动液需要满足传统性能要求，包括磨损保护、摩擦特性和氧化稳定性，涵盖从传统 AT、CVT 和 DCT 硬件到专用混合动力设计的各种传动类型。

 

传动液也可用于冷却电机。电机在高温和直接冷却下运行，其中包括将润滑油直接应用于电机，由于其效率更高，在OEM中越来越受欢迎。

 

雅富顿的 Ricardo 4 建模工作显示，直冷式电机可以获得2-3%的更高效率，这有助于抵消硬件成本或延长行驶里程。Ricardo的建模还显示，直冷式2速和3速变速器的效率比单速变速器高2-4%。

 

在混合动力汽车中，变速箱和电机使用相同的油液可能更佳，但由于多种部件的紧凑型封装，应用电桥（eAxle）是必需的。

 

 

与电气元件直接接触的油需要具备许多额外特性，包括低导电性和尽可能减少电荷积聚的能力，以防止产生电弧而致使元件损坏。油液还必须与敏感组件兼容，如电机和动力电子设备中的电线涂层和铜，以确保实现最大可靠性。

 

如今需要专为混合动力变速箱（hDCT、hCVT、hAT）设计和优化的油液，作为 OEM 初装业务。由于这种硬件占据了大部分新车市场，这些油液也逐渐开始在售后市场中崭露头角。

 

BEV 中的电桥需要更加专注于电气系统。并非所有必需的特性都能在现有的市售传动液中得到优化，因此，新一代润滑油应运而生：ETF – 电动变速箱油。

 

ETF可以更有效地平衡竞争需求，增加性能的广度，从而使电桥受益于电动、摩擦、抗磨、冷却和兼容性的优化组合，支持长期可靠的运行。雅富顿还研发了专用的筛选测试，例如润滑油气相和液相中的铜兼容性，以更好地预测实际使用性能。

 

专用ETF使润滑油供应商可以为OEM提供包括多速电桥在内的各种硬件配套服务，并引领业内一窥售后服务用油市场的未来走势。

 

 

在前期生产阶段，与OEM的合作使雅富顿能够验证油液导热性和稳定性的重要性，确保即使在长期暴露于电机的高温环境下，ETF也能保持全面性能。

 

由雅富顿设计和制造的定制电机测试台架证明，随着时间的推移，油液优异性能的保持并不需要以牺牲材料兼容性或电气性能为代价。

 

优化后的测试油液的强度相当于油液的两倍使用寿命，可使电机的峰值扭矩效率提高2-3%。5

 

 

对于商用车来说，未来的电气化模式预计将与乘用车类似，但大规模的采用将略有滞后，油液规格也是如此。欧盟将在2025年和2030年逐步推行碳排放法规，商用车OEM目前正在研发新技术以应对未来的挑战。

 

图 3：直冷式多速电桥的油液比较

 

现在为早期的电动商用车车队选择的是工厂原装润滑油，其中将有许多可能的动力传动系统配置。早期的OEM合作伙伴关系将促进硬件和润滑油的协同开发，有助于更快地将优化的解决方案推向市场。

 

 

冷却液解决方案的成熟程度不尽相同。电机和电桥的直接冷却技术已经非常成熟，而 EV 电池的直接冷却仍是一项新兴技术。

 

有迹象表明，使用浸没式电池冷却也许可以大大提高效率。建模表明，效率节约可以将电池寿命延长约10%，还可以将充电速度提高20-25%。针对这一专业领域的新配方预示着进一步的发展机会。

 

 

无论车辆电气化如何发展，混合动力车的差异化发动机和变速箱油以及BEV使用的ETF仍然可以提供持久的性能和保护，它们依然有机会推动润滑油销售增长和盈利能力。

 

众多的EV供应链也将推动油液市场的增长。无论是为生产电池而开采矿物的采矿设备、产生可持续能源并为其充电的风力涡轮机，还是让电动汽车在路上行驶的快速充电基础设施，润滑油都将继续成为推动因素和性能提升因素。

 

1 ACEA - 欧洲汽车制造商协会（2020年第4季度）. New passenger car registrations by fuel type in the European Union.（欧盟按燃油类型划分的新乘用车注册量）

2 交通与环境 (2020). Mission (almost) accomplished.（任务 (几乎) 已完成）

3 Deloitte LLP (2020). Electric Vehicles: setting a course for 2030.（电动汽车：2030年目标）

4 Ricardo (2020). BEV Technology Efficiency Estimates - for Afton Chemical.（BEV技术效率评估 - 雅富顿化学公司）

5 Lehman, R., Petuchow, A., et al (2020), MDPI. Fluid Choice Based on Thermal Model and Performance Testing for Direct Cooled Electric Drive.（基于热模型和性能测试的直冷式电驱动油液选择）