當前，在全球氣候變化和中國“雙碳”目標背景下，中國汽車產業低碳化發展已呈現必然趨勢。
由工業和信息化部指導、中國汽車工程學會編制的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》提出，我國汽車產業碳排放總量于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業大國，新能源汽車銷量已連續9年位居全球首位?？梢灶A見，未來10年我國節能和新能源汽車將迎來高速發展期，混合動力汽車、電動汽車占汽車年銷量的比例將持續上升。盡管如此，在未來相當長一段時間內，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型。內燃機油作為發動機的血液，起到潤滑、冷卻、清潔、防腐等關鍵作用，是確保發動機穩定高效運行的關鍵材料。隨著渦輪增壓、缸內直噴等先進發動機技術的廣泛應用，以及混動、氫能、生物燃料等低碳、零碳發動機技術的不斷成熟，與之相匹配的內燃機油向著更節能、更環保、更長換油期的方向發展，內燃機油標準及評定臺架自主化得到越來越多的重視。其中，更節能要求發展高性能的低黏度汽油機油和柴油機油，以及混合動力發動機油；更環保不僅要求發展低硫、低磷、低灰分添加劑單劑和配方技術，生物基基礎油、添加劑和配方技術，還需要研發生物柴油、氫氣、甲醇、氨氣等低碳、零碳燃料專用內燃機油配方技術，并采用廢油再生基礎油及配方技術，實現資源循環利用；更長換油期需要發展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燃機油。據測算，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，開發的內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第一個柴油機油自主標準——D1柴油機油規格國家標準誕生。目前，研究院正在積極布局和聯合開發G1汽油機油、NG1天然氣發動機油等國內標準及自主評定臺架。現階段，電動汽車在汽車結構、材料介質等方面與傳統燃油車存在較大差異，而且電動汽車呈現小型化、輕量化、高效率、高電壓的發展趨勢，對電驅動專用潤滑油提出了新的技術要求和挑戰。一是新能源汽車電驅系統的電安全性。由于電機和電控單元的存在，電驅系統結構存在電學環境，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的系統研究，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。電機結構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系統效率、增加整車續航里程的要求。要提高電驅系統效率，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可靠性問題。我們立足添加劑分子設計與創新，開發了新能源汽車全國產化電驅動潤滑油，在主流電驅平臺上效率明顯提高，而且兼顧了可靠性。未來，隨著電動汽車技術的不斷進步，特別是在電機設計高轉速、高電壓的發展趨勢下，油品發揮的作用越來越關鍵，電動汽車潤滑油技術有待進一步提升。在“雙碳”背景下，車用潤滑油正向低黏化發展，更加注重節能減排。潤滑油標準開發日趨國際化，不僅國際標準化組織紛紛制定或研制內燃機油節能規格，而且適應國內發動機的潤滑油標準正在得到越來越多行業的重視。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。我國也發布了首個電驅動潤滑油行業標準，目前正在積極籌備電驅動潤滑油國家標準的制定工作。一大批新能源汽車的發展，對潤滑油技術產品提出了新的挑戰，傳統檢測方法已不能滿足發展需求。以電動汽車電驅動用潤滑油為例，一是客戶對提高油品的電驅效率要求會越來越苛刻，油品的低黏化會是一個重要發展趨勢，但需要綜合評估油品超低黏化帶來的新問題；二是在電驅系統高電壓設計下，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，因此需要開發一些新的潤滑油檢測評定方法，并建立試驗方法與產品性能之間的有效關聯，這需要行業內密切合作共同完成。在“雙碳”政策引領下，綠色低碳認證將成為潤滑油脂產品的重要標簽，而完善的產品規格及標準體系也是產品認證的必要基礎。與此同時，與傳統燃油發動機的運行工況相比，新能源混合動力專用發動機的壓縮比更高、頻繁起停次數更多、中高負荷占比更大、燃油消耗更低。因此，混合動力發動機對配套發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、節能性提出了更高要求，需要采用專用的發動機油產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，相較于傳統的汽油、柴油等化石燃料，對發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動機油的研發提出了挑戰。（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其在2024潤滑技術大會上的報告整理）
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2024-10-16
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