包含牵引系数添加剂的润滑剂组合物的制作方法

本发明涉及包含牵引系数添加剂的适用于电动车辆的润滑剂组合物。如本文所述的润滑剂组合物尤其适用于电动车辆齿轮油，特别是电动车辆传动液，并且在使用时提供改善的牵引系数特性。

背景技术：

1、电动车辆是使用一个或多个电动马达推进的车辆。电动车辆在性质上可以是全电动的(也称为纯电动或全电动车辆)或混合动力的(在混合动力电动车辆中，推进可由替代方式来实现，诸如有时由烃衍生燃料来实现)。电动车辆还包括增程电动车辆，其中车辆由电动马达和插电式电池提供动力，但是车辆还包括辅助内燃机，该辅助内燃机仅用于补充电池充电而不用作主要推进源。本发明适用于所有这些类型的电动车辆。

2、齿轮油是润滑剂的子类，并且通常包含润滑剂基本原料(或基础油)作为它们的主要组分。用于润滑油中的润滑剂基本原料的选择可对诸如氧化和热稳定性、挥发性、低温流动性、添加剂的溶解能力、污染物和降解产物以及牵引的特性具有重大影响。更特别地，工业界传统上认为，牵引系数是基本原料流体的固有特性(即，基于基础油的化学组成)并且牵引系数不受添加剂影响。工业界普遍认为，基本原料流体的粘度决定了润滑剂在使用中的牵引系数。

3、美国石油协会(api)目前定义了五组润滑剂基本原料(api publication 1509)。

4、i、ii和iii组是矿物油，根据它们所含的饱和物和硫的量以及它们的粘度指数进行分类。下表1示出了i、ii和iii组的这些api分类。

5、表1

6、 <![cdata[<u>组</u>]]> <![cdata[<u>饱和物</u>]]> <![cdata[<u>硫</u>]]> <![cdata[<u>粘度指数(vi)</u>]]> i <90％ >0.03％ 80-120 ii 至少90％ 不超过0.03％ 80-120 iii 至少90％ 不超过0.03％ 至少120

7、i组基本原料是溶剂精炼矿物油，其是生产成本最低的基本原料。它们提供令人满意的氧化稳定性、挥发性、低温性能和牵引特性，并且对添加剂和污染物具有特别好的溶解能力。

8、ii组基本原料主要是氢化处理的矿物油，与i组基本原料相比，其通常提供改善的挥发性和氧化稳定性。ii组原料的使用已经增长到美国市场的约30％。

9、iii组(包括iii+组)基本原料是严格氢化处理的矿物油或它们可以经由蜡或石蜡异构化生产。已知它们具有比i组和ii组基本原料更好的氧化稳定性和挥发性，但具有有限范围的市售粘度。iii+组基本原料包括来源于gtl(天然气制油)燃料流的那些。

10、iv组基本原料与i组至iii组的不同之处在于它们是合成基本原料，例如聚α烯烃(pao)。pao具有良好的氧化稳定性、挥发性和低倾点。缺点包括极性添加剂(例如抗磨添加剂)的中等溶解度。

11、v组基本原料是不包括在i组至iv组中的所有基本原料。示例包括烷基萘、烷基芳烃、植物油、酯、聚碳酸酯、硅油和聚亚烷基二醇。

12、乘用车向电动化的快速发展已经超越了oem和监管机构对当前齿轮油规格的理解和规定。当前一代的混合动力和电动车辆仍然使用标准的自动传动液(atf)制剂，其并不是为该应用特别设计的。由于电动车辆技术、atf基液和添加剂包的快速进步，目前的齿轮油不能满足oem的动态要求。此外，因为ev中的电动马达很高效，所以ev动力传动系统中齿轮润滑剂的任何损失都可能相当大。减少能量损失将改善使用中的ev的电池寿命，这意味着随着电池续航里程的增加，ev的充电频率会降低。

13、另外，电动车辆中的部件的热管理变得越来越重要。在车辆的电池中，热管理对于确保安全运行和使用是至关重要的。目前正在进行大量研究，研究浸入式冷却电池系统，其将电池放置成与电介质冷却流体直接接触。因此，对于这种应用，需要具有高热特性(例如热容量和热导率)的流体。还需要冷却电力电子系统，例如电动马达和传动装置，以便保持它们有效地起作用，而不会过热。从电子系统除去过量的热也有助于减小电阻并且因此有助于改善发动机效率。因此，适用于电动车辆的润滑剂组合物的热特性将与开发用于汽车内燃机中的那些显著不同。

14、因此，尽管用于内燃机、混合动力车辆和电动车辆中的传动装置和齿轮箱的润滑剂技术的持续发展，仍然需要在润滑油的寿命内具有改善的能量效率的润滑油制剂。更特别地，需要优化和定制以满足电动车辆齿轮箱的要求的润滑剂技术，该电动车辆齿轮箱在它们的要求方面不同于传统内燃机的要求。因此，仍然积极寻求在电动发动机中提供高性能(特别是低牵引和高热导率)但对于电动车辆乘用车市场而言商业上可行的新型基础油。

15、本发明的一个目的是提供一种适用于电动车辆的齿轮箱中的润滑剂组合物，其提供了改善的低牵引并且因此使能量损失最小化。除了提供低牵引之外，润滑剂组合物应具有足够的氧化稳定性以及良好的低温特性和与诸如弹性体和铜的材料的相容性。

技术实现思路

1、因此，本发明提供了一种适用于电动车辆的润滑剂组合物，该润滑剂组合物包含牵引系数添加剂，并且其中该牵引系数添加剂是酯，所述酯是以下物质的反应产物：

2、i)至少一种具有12至24个碳原子的饱和支链脂族一元醇，以及

3、ii)至少一种具有6至24个碳原子的脂族羧酸。

4、本发明还提供了一种降低齿轮箱中的牵引系数的方法，该方法包括使用根据本发明的第一方面的润滑油。

5、本文所述的牵引系数添加剂可通过提供降低的牵引系数而有利地改善应用了润滑剂组合物的齿轮箱的性能。

6、本文所述的牵引系数添加剂可用作润滑剂组合物中的牵引系数降低添加剂，并且更特别地用于齿轮箱的齿轮油中，并且尤其用于电动车辆的齿轮箱的齿轮油中。

技术特征：

1.一种适用于电动车辆的润滑剂组合物，所述润滑剂组合物包含牵引系数添加剂，并且其中所述牵引系数添加剂是酯，所述酯是以下物质的反应产物：

2.根据权利要求1所述的润滑剂组合物，其中所述至少一种脂族羧酸是饱和的。

3.根据权利要求1或2所述的润滑剂组合物，其中所述至少一种脂族羧酸是单羧酸或二羧酸，使得所述酯是单酯或二酯。

4.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述至少一种饱和支链脂族一元醇具有12至24个碳原子。

5.根据权利要求4所述的润滑剂组合物，其中所述至少一种饱和支链脂族一元醇具有12至20个碳原子。

6.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述至少一种饱和支链脂族一元醇选自2-丁基辛醇、异肉豆蔻醇、2-己基癸醇、异硬脂醇、2-辛基癸醇-1,2-庚基十一烷醇-1,2-辛基十二烷醇-1,2-壬基十三烷醇-1和2-癸基十四烷醇-1以及两种或更多种此类醇的混合物。

7.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述至少一种饱和支链脂族一元醇选自c12格尔伯特醇、c14格尔伯特醇、c16格尔伯特醇、c18格尔伯特醇、c20格尔伯特醇和c24格尔伯特醇或它们的混合物。

8.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述牵引系数添加剂具有在40℃下高于0.131w/mk的热导率。

9.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述牵引系数添加剂具有在100℃下不超过8.0cst的运动粘度。

10.根据权利要求9所述的润滑剂组合物，其中所述牵引系数添加剂具有在100℃下不超过3.3cst的运动粘度。

11.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述牵引系数添加剂具有在40℃下不超过30cst的运动粘度。

12.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述牵引系数添加剂具有至少130的粘度指数。

13.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述牵引系数添加剂具有在250℃下不超过22重量％的noack蒸发损失。

14.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述牵引系数添加剂具有在200℃下不超过9重量％的noack蒸发损失。

15.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物包含至多50重量％的所述牵引系数添加剂。

16.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物包含至少3重量％的所述牵引系数添加剂。

17.根据权利要求15或16所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物包含至多25重量％的所述牵引系数添加剂。

18.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，其中所述润滑剂组合物包含至少一种选自i组至iv组基础油的基础油、或它们中的两种或更多种的混合物。

19.根据权利要求18所述的润滑剂组合物，所述润滑剂组合物包含iii组基础油或iv组基础油中的至少一者。

20.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，所述润滑剂组合物还包含以下添加剂类型中的一种或多种：分散剂、抗氧化剂、抗磨剂、乳化剂、破乳剂、极压剂、多功能添加剂、粘度指数改进剂、降凝剂、泡沫抑制剂和摩擦改进剂。

21.根据权利要求20所述的润滑剂组合物，基于制剂的总重量，所述润滑剂组合物包含至少0.5重量％，优选地至少1重量％的所述一种或多种添加剂类型。

22.根据权利要求20或21所述的润滑剂组合物，基于制剂的总重量，所述润滑剂组合物包含至多30重量％的所述一种或多种添加剂类型。

23.根据任一前述权利要求所述的润滑剂组合物，基于所述润滑剂组合物的总重量，所述润滑剂组合物还包含0.01重量％至30重量％的其它添加剂水平。

24.一种齿轮油，所述齿轮油包含根据权利要求1至23中任一项所述的润滑剂组合物。

25.一种改善电动车辆中的能量效率的方法，所述方法包括在所述电动车辆的动力传动系中使用根据权利要求1至23中任一项所述的润滑剂组合物或根据权利要求24所述的齿轮油。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述润滑剂组合物或所述齿轮油用于所述电动车辆动力传动系内的至少一个系统中，所述系统选自轮轴、差速器、传动装置、电池组和电力电子器件。

27.根据权利要求25或26所述的方法，其中所述润滑剂组合物或所述齿轮油用于电动车辆的齿轮箱中。

28.根据权利要求1至23中任一项所述的润滑剂组合物或根据权利要求24所述的齿轮油在电动车辆动力传动系中的用途。

29.根据权利要求28所述的用途，其用于电动车辆一体化齿轮箱中。

技术总结
本发明涉及一种适用于电动车辆的润滑剂组合物。该润滑剂组合物包含牵引系数添加剂，并且其中该牵引系数添加剂是酯，所述酯是至少一种具有12至32个碳原子的饱和支链脂族一元醇和至少一种具有6至32个碳原子的脂族羧酸的反应产物。如本文所述的润滑剂组合物提供电动车辆齿轮油并且在使用时赋予期望的牵引系数特性。

技术研发人员：G·穆迪
受保护的技术使用者：依奎斯英国拓普科有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17