Smeermiddelen: de nieuwe alleskunners

Smeermiddelen: de nieuwe alleskunners

Auto-industrie:Als wetenschappelijk directeur van AC2T research GmbH geeft u actief vorm aan de toekomst van de ontwikkeling van smeermiddelen - waar gaat de reis naartoe?

Nicole Dörr: De toenemende verspreiding van elektromobiliteit brengt nieuwe eisen met zich mee voor smeermiddelen en bedrijfsvloeistoffen in voertuigen. Bijna alle grote smeermiddelfabrikanten hebben dit onderwerp opgepakt en er is momenteel een levendige concurrentie om te zien wie de beste producten voor de nieuwe aandrijftechnologie op de markt kan brengen. 

Hoe verschillen de smeermiddelen in elektrische auto’s van die in voertuigen met verbrandingsmotoren?

Klassieke motorolie heeft bijvoorbeeld te maken met de brandstoftoevoer en het roet dat vrijkomt bij de verbranding; deze spelen bij de elektromotor uiteraard geen rol. In dit geval moet de smering van de lagers echter worden afgestemd op zeer hoge snelheden. Momenteel draaien de elektromotoren rond de 10.000 tpm, maar de trend gaat richting 30.000 tpm en meer. Voor deze eisen worden vetgesmeerde wentellagers gebruikt, die een levenslange smering van de motor garanderen.

Is er bij een puur elektrisch aangedreven voertuig dus geen olieverversing meer nodig?

In principe zijn de bedrijfsvloeistoffen in een elektrisch voertuig ontworpen voor hun levensduur en is er geen mogelijkheid om deze te vervangen. Er zijn echter verschillende broncircuits voor verschillende taken. De wikkelingen van de elektromotor moeten worden gekoeld, de versnellingsbak worden gesmeerd en de accu moet in het ideale temperatuurbereik worden gehouden. Het beheren van de motorkoeling en tandwielsmering met dezelfde vloeistof in één circuit vormt een uitdagende taak voor de ontwikkeling van smeermiddelen. Water zou vanwege zijn lage viscositeit en hoge warmtecapaciteit eigenlijk ideaal zijn voor temperatuurregeling, maar smering vereist een stabiele film met een voldoende hoge viscositeit. Een tegenstrijdigheid waarvoor we in het laboratorium een ​​compromis moeten vinden.

Zullen smeerolieproducenten de teruggang in de motoroliehandel kunnen compenseren met grondstoffen voor elektrische voertuigen?

Dat is niet te verwachten. Momenteel wordt er wereldwijd jaarlijks ongeveer 36 tot 40 miljoen ton smeermiddelen geproduceerd, waarvan ongeveer 30 procent wordt gebruikt als motorolie in de automobielsector. De olie-industrie ontwikkelt nu ook smeer- en koelvloeistoffen voor elektrische voertuigen op basis van synthetische esters of koolwaterstoffen, maar de benodigde hoeveelheden vormen slechts een deel van de eerdere volumes. Smeermiddelenfabrikanten bereiden zich nu al voor op de veranderingen als verbrandingsmotoren ooit daadwerkelijk verboden worden.

Welke bedrijfsvloeistoffen worden gebruikt om de accu van een elektrische auto te koelen?

De conventionele methode maakt gebruik van koelplaten waar een mengsel van water en glycol doorheen stroomt. In plaats van deze indirecte koeling – de koelvloeistof mag niet in contact komen met de batterijcellen – wordt steeds vaker gebruik gemaakt van zogenaamde immersiekoeling. Hierbij worden de afzonderlijke batterijcellen direct gespoeld met een elektrisch niet-geleidende vloeistof. Op deze manier kan de temperatuur in de batterij op een nauwkeurigheid van minder dan 1 graad Celsius worden gehouden, waardoor de efficiëntie van de batterij wordt geoptimaliseerd. Het Opper-Oostenrijkse bedrijf Kreisel Elektrik heeft deze dompelkoeling gepatenteerd. De smeermiddelfabrikant TotalEnergies is onlangs begonnen met het aanbieden van een dergelijke vloeistof.

Aan welke lopende onderzoeksprojecten in de smeermiddelensector werkt u momenteel?

Tot onze klanten behoren bekende smeermiddelfabrikanten en toeleveranciers in de automobielsector. We testen onder meer het langetermijngedrag van de vloeistoffen die zijn ontwikkeld voor gebruik in elektrische voertuigen. Het doel is om de bedieningsmaterialen te ontwerpen voor de levensduur van een voertuig, dus de stabiliteit moet gedurende de gehele gebruiksperiode worden gegarandeerd. Mocht uit de testen blijken dat ze niet aan de eisen voldoen, dan kunnen wij met onze kennis aanbevelingen doen om de receptuur te wijzigen om zo een optimaal resultaat te bereiken.