Pojazdy elektryczne

Rynek pojazdów elektrycznych ustanawia nowe rekordy. Nakreśla nową mapę w przemyśle motoryzacyjnym, ale ma również wpływ na producentów środków smarnych i innych dostawców podzespołów dla tego przemysłu. Rozwiązania techniczne i postawy wobec mobilności muszą obecnie mierzyć się z nie lada wyzwaniem.

Coraz więcej miast chce zakazać ruchu pojazdów z silnikami wysokoprężnymi na swoich ulicach. Możliwe, że do 2025 r. taki zakaz zostanie wprowadzony w Paryżu, Meksyku, Madrycie i Atenach. Granice mapy energetycznej w branży motoryzacyjnej są stale przerysowywane. Przewiduje się sprzedaż 77 milionów pojazdów w tym roku, a udział pojazdów elektrycznych w tej liczbie jest coraz większy.

To jasne, że rozwój w tym zakresie postępuje w różnym tempie, w zależności od kraju. Norwegia i Holandia wprowadziły silne zachęty i jasno określone cele w odniesieniu do pojazdów elektrycznych, które mają być zarejestrowane. Są to kraje, w których udział samochodów elektrycznych w przeliczeniu na jednego mieszkańca jest największy. Inne kraje, w tym Niemcy, nie charakteryzują się wysokimi wskaźnikami sprzedaży pojazdów elektrycznych. Nie ma to jednak wpływu na prognozy na przyszłość: pojazdy elektryczne wchodzą na rynek, a w niektórych regionach pojawią się wcześniej niż nam się wydaje.

Zasięg lub odległość, jaką można pokonać samochodem elektrycznym, jest kluczowym czynnikiem. Przy obecnej technologii zasięg ten wynosi zazwyczaj od 100 do 300 km. Kolejna generacja samochodów elektrycznych już niedługo będzie w stanie przejechać 500 km. Mogłoby to doprowadzić do przełomu, częściowo dlatego, że dla prywatnego użytkownika 500 km zasięgu może być w dużej mierze wystarczające, również dzięki gęstszej sieci stacji ładowania.

Istnieje spora szansa, że do 2030 roku w całej Europie będziemy mieli dość dużo pojazdów elektrycznych, zwłaszcza w większych, gęsto zaludnionych miastach. Na obszarach wiejskich konsumenci będą prawdopodobnie częściowo zależni od rozwiązań hybrydowych.

Zmienione zachowania

Statystyki dotyczące pojazdów pokazują, że Chiny, USA i Japonia są największymi rynkami dla pojazdów hybrydowych typu plug-in i pojazdów w pełni elektrycznych. W 2016 roku liczbę takich samochodów na świecie oszacowano na nieco ponad 2 miliony. Wzrost wyniósł 60%, przy czym największy nastąpił w Chinach, które odpowiadały za 40% sprzedaży. Mimo to pojazdy elektryczne stanowią zaledwie 0,2% światowej floty pojazdów lekkich. Norwegia stanowi wyjątek i często określana jest mianem raju dla samochodów elektrycznych, głównie ze względu na ulgi przyznawane ich posiadaczom. W 2016 r. udział pojazdów elektrycznych w rynku norweskim wynosił 29%. Na drugim miejscu znalazła się Holandia (nieco ponad 6%), a następnie Szwecja (około 3,5 % udziału w rynku pojazdów elektrycznych w 2016 r.).

Wraz z rozwojem sytuacji na rynku samochodów elektrycznych na nowo definiuje się pojęcie mobilności. Dzisiaj poruszamy się własnym samochodem lub korzystamy z transportu publicznego. Oczekuje się, że gdy możliwe będzie korzystanie z całkowicie bezzałogowych pojazdów, coraz więcej konsumentów – zwłaszcza w największych miastach – nie będzie miało własnego samochodu ani miejsca parkingowego. Zamiast tego będą zamawiać samochód, kiedy będzie im potrzebny. Samochód będzie jechał bez konieczności szukania miejsca parkingowego, ponieważ zostanie skierowany do następnego klienta przez inteligentny system zarządzania.

Możemy oczekiwać, że zmieni to życie i zwyczaje związane z mobilnością wielu ludzi w Europie i innych regionach, w tym w Azji. Nie wszystkie kraje rozwijają się w tym samym tempie, dlatego na niektórych kontynentach wciąż jest miejsce na konwencjonalne wykorzystanie pojazdów.

Nowa technologia – nowe smarowanie

Czym więc będzie różnić się potrzeba smarowania w samochodach elektrycznych od konwencjonalnych? Aby się tego dowiedzieć, najpierw musimy ustalić definicję samochodu elektrycznego. Ważne jest rozróżnienie między samochodami całkowicie elektrycznymi a rozwiązaniami hybrydowymi. Samochody hybrydowe nadal posiadają mały silnik spalinowy, który zwiększa zasięg pojazdu, jak również częściowo elektryczny układ napędowy.

Rozwiązania hybrydowe są dostępne w wielu różnych wersjach i obecnie nikt nie wie, która koncepcja będzie wiodąca za 15 lat. Wszyscy producenci sprzętu oryginalnego próbują różnych rozwiązań. Sami znajdują się w fazie zdobywania wiedzy na temat tego, które koncepcje są wiarygodne i odpowiednie na przyszłość.

Silnik spalinowy w samochodzie hybrydowym nadal będzie wymagał smarowania. Silnik ten będzie miał mniejszą pojemność, ponieważ posiada również napęd elektryczny i nie będzie musiał wytwarzać całej mocy, jak w pojeździe konwencjonalnym.

Przy mniejszej pojemności silnika wymagania dotyczące stabilności termicznej i wytrzymałości na starzenie będą większe. Dzieje się tak dlatego, że bardziej kompaktowe silniki są również bardziej obudowane, co dodatkowo poddaje olej silnikowy większemu naprężeniu.

Obecnie w mniejszych silnikach o dużej mocy często stosowana jest turbosprężarka. Zwiększa to potrzebę ochrony przed osadami i sprawia, że wymagania dotyczące oleju silnikowego są większe.

Zupełnie nowe wymagania

Przyszłość pojazdów elektrycznych w większym stopniu pociąga za sobą konieczność rozwoju technologii oleju silnikowego. To dobra wiadomość dla specjalistów środków smarnych, którzy mogą szybko dostosować się do nowych wymagań.

Gdy rozwój pojazdów w pełni elektrycznych będzie wzrastał, wpłynie to również na inne grupy produktów. W stosunku do olejów przekładniowych, chłodziw i smarów będą stawiane nowe wymagania, częściowo dlatego, że będą one miały kontakt z modułami, czujnikami i obwodami elektrycznymi oraz będą narażone na oddziaływanie prądu elektrycznego i pól elektromagnetycznych.

Środki smarne muszą być kompatybilne ze wszystkimi częściami, począwszy od przewodów miedzianych i modułów elektrycznych, a na specjalnych tworzywach sztucznych i materiałach izolacyjnych skończywszy. Oznacza to, że będą musiały być bardziej wyspecjalizowane, aby poradzić sobie ze smarowaniem w tego typu środowiskach.

Ponadto silniki w samochodach elektrycznych emitują również dużo ciepła, które będzie musiało być odprowadzane z modułu elektrycznego. Efektywne koncepcje chłodzenia będą w tym przypadku coraz istotniejsze. Prawdopodobnie silniki elektryczne będą poruszać się z coraz większymi prędkościami w celu zmaksymalizowania wydajności. Już teraz projektuje się nowe silniki i omawia różne koncepcje smarowania i chłodzenia. W przypadku wysokoobrotowych silników elektrycznych prędkość obrotowa w układzie napędowym musi zostać zmniejszona. W związku z tym wprowadza się nowe biegi redukcyjne z mniejszą liczbą stopni przekładni, z potencjalnie większymi prędkościami wejściowymi.

Ponieważ przekładnie redukcyjne mogą być łączone z modułami elektrycznymi, stosowane w nich oleje przekładniowe muszą również dobrze współpracować z konkretnymi materiałami modułów. Zmiana ta jest dużym wyzwaniem dla producentów środków smarnych, ponieważ pociąga za sobą znaczne zmiany w ich właściwościach użytkowych.