一种合成酯类传动液组合物及其制备方法和作为电动汽车传动液的应用

本发明属于传动液，具体涉及一种合成酯类传动液组合物及其制备方法和作为电动汽车传动液的应用。

背景技术：

1、随着新能源汽车产业高速发展，纯电动汽车已全面普及以动力电池、驱动电机、电控系统为核心的三电架构。当前，驱动电机、减速器与电控系统高度集成化设计已成为新能源汽车电驱系统的主流发展趋势，该集成化结构大幅提升了电驱系统的功率密度与运行效率，但也使电动汽车传动液长期处于高转速、高负荷、强电场与高温耦合的复杂极端工况环境中。相较于传统燃油车传动液，电动汽车专用传动液不仅需满足齿轮、轴承部件的基础润滑、减摩、防护需求，还需同时适配严苛的电学性能、热稳定性能、导热性能及抗老化性能，对传动液的综合性能提出了全新、严苛的技术要求。

2、在集成式电驱系统工况下，一方面，系统高功率密度运行会产生剧烈局部温升，极易引发油品高温氧化、变质、酸值升高及沉淀生成等问题，直接影响电机线圈、绝缘材料及精密传动部件的使用寿命，因此要求传动液具备优异的热氧化稳定性与高效导热性能；另一方面，齿轮在超高转速、高接触应力作用下易发生微点蚀、表面疲劳磨损等失效问题，亟需传动液具备优良的界面成膜能力与极压抗磨防护性能；最为关键的是，高压电控系统产生的持续强电场环境，对传动液电学安全性提出了硬性要求，电导率、击穿电压已成为评判电动汽车传动液适配性的核心指标，只有将油品电导率精准控制在安全区间并维持足够高的击穿电压，才能规避漏电、击穿风险，保障电驱系统稳定可靠运行。

3、目前市面上电动汽车电驱系统所用传动液基础油主要分为矿物油、聚α-烯烃（pao）、合成酯类油三大类，各类基础油均存在固有技术缺陷，难以适配新一代集成化电驱系统的严苛工况。其中，矿物油高温抗氧化性能差、低温流动性不佳，且电学性能极易受热场、电场波动影响，无法适配高压强电场运行环境；聚α-烯烃（pao）类合成油虽介电性能相对优异，但分子结构呈非极性，对高性能极性添加剂的溶解能力有限，难以在金属传动部件表面形成稳定防护油膜，因而无法实现润滑抗磨性能与电学安全性能的协同优化。

4、合成酯类油因分子结构含有极性酯基，在润滑减摩、高温稳定性、零部件材料相容性及导热性能方面具备显著优势，且交、直流高压环境下的击穿电压均优于矿物油，是高压电驱传动液的优选基础油。但合成酯类油在工业化应用中存在核心技术瓶颈：为解决齿轮微点蚀、高负荷磨损问题，必须向基础油中添加极性抗磨、防护类添加剂，而极性添加剂会彻底打破合成酯基础油原有电荷传输平衡，在强电场环境下引发电荷定向迁移，导致油品电导率激增，产生严重漏电安全隐患。

5、综上，现有酯类电动汽车传动液普遍存在高压环境下介电性能波动大、极性添加剂易诱发漏电风险、高温热氧化稳定性不足、长期工况理化稳定性差等技术缺陷，无法同时满足集成化电驱系统对油品电学安全性、极压抗磨性、热稳定性及导热性的协同需求，严重制约了高压高速集成式电驱系统的稳定、安全、长效运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种合成酯类传动液组合物及其制备方法和作为电动汽车传动液的应用，本发明提供的合成酯类传动液组合物具备极低的电导率、高击穿电压以及优异的导热性能，同时展现出较高的起始氧化温度和卓越的抗氧化能力，显著延缓了油品老化进程，延长了换油周期，从而为电动汽车传动系统提供长久、高效且可靠的润滑保护，作为电动汽车传动液具有重要现实意义与应用价值。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种合成酯类传动液组合物，包括以下质量百分含量的组分：分散剂1~3%，抗磨减摩剂0.5~1.5%，抗氧剂2~4%，腐蚀抑制剂0.05~0.2%，余量为合成酯基础油；所述抗氧剂包括液态辛基丁基二苯胺和n-苯基-α萘胺，所述合成酯基础油包括式i所示结构的己二酸二(脂肪醇基)酯、式ii所示结构的三羟甲基丙烷脂肪酸酯和式iii所示结构的季戊四醇脂肪酸酯中的一种或多种；

4、式i、式ii、式iii，其中r1、r2、r3、r4独立地为c4-c14的烷基。

5、优选的，所述分散剂包括单烯基丁二酰亚胺、双烯基丁二酰亚胺和聚异丁烯丁二酰亚胺的一种或多种。

6、优选的，所述抗磨减摩剂包括磷酸酯铵盐、磷酸三甲酚酯、十八烷基磷酸酯和二异辛基二硫代磷酸锌盐的一种或多种。

7、优选的，所述腐蚀抑制剂包括苯并三唑衍生物、噻二唑衍生物和十二烯基丁二酸的一种或多种。

8、优选的，所述腐蚀抑制剂包括1h-苯并三唑-1-基-n,n-二(2-乙基己基)-4-甲基甲胺、2,5-双(辛基二硫代)噻二唑和十二烯基丁二酸中的一种或多种。

9、优选的，r1、r2、r3、r4独立地为c6-c10的烷基。

10、优选的，所述合成酯基础油包括己二酸二(十三烷基)酯、三羟甲基丙烷辛癸酸酯和式iii所示结构的季戊四醇脂肪酸酯中的一种或多种。

11、优选的，所述合成酯类传动液组合物在100℃条件下的运动黏度低于7 cst。

12、本发明提供了上述技术方案所述的合成酯类传动液组合物的制备方法，包括以下步骤：

13、将所述分散剂、抗磨减摩剂、抗氧剂、腐蚀抑制剂和合成酯基础油加热混合，得到所述合成酯类传动液组合物。

14、本发明提供了上述技术方案所述的合成酯类传动液组合物或上述技术方案所述的制备方法制备得到的合成酯类传动液组合物作为电动汽车传动液的应用。

15、本发明提供了一种合成酯类传动液组合物，包括以下质量百分含量的组分：分散剂1~3%，抗磨减摩剂0.5~1.5%，抗氧剂2~4%，腐蚀抑制剂0.05~0.2%，余量为合成酯基础油；所述抗氧剂包括液态辛基丁基二苯胺和n-苯基-α萘胺，所述合成酯基础油包括式i所示结构的己二酸二(脂肪醇基)酯、式ii所示结构的三羟甲基丙烷脂肪酸酯和式iii所示结构的季戊四醇脂肪酸酯中的一种或多种。本发明通过合成酯基础油与功能性添加剂的种类选择及最优配比，实现了合成酯类传动液组合物电学安全性能、极压抗磨性能、热氧化稳定性能、导热性能的协同优化，彻底解决了传统酯类传动液强电场下电导率激增、漏电风险高、高温易氧化、防护能力不足的技术问题。相较于现有技术，本发明具备以下有益效果：

16、本发明通过基础油结构适配与功能性添加剂体系的精准复配，有效解决了合成酯基础油与极性抗磨添加剂在强电场下易电离、电荷失衡的技术难题，实现了电学性能与润滑性能的双向兼顾。本发明传动液可长期维持极低电导率与高击穿电压，极低的电导率能够彻底规避高压电驱系统运行过程中的电荷定向迁移、漏电等安全隐患，高击穿电压可有效抵御极端电压工况冲击，全方位保障电机、电控、减速器等核心电气部件的绝缘安全性与运行稳定性；同时搭配抗磨减摩剂，可在齿轮、轴承等金属部件表面形成稳定高强度防护油膜，显著提升油品极压抗磨、抗微点蚀能力，有效解决高转速、高负荷工况下传动部件的表面疲劳磨损问题，显著延长电驱传动零部件使用寿命。

17、本发明优化了抗氧剂与合成酯基础油的匹配性，显著克服了传统酯类油高温易氧化的技术局限。本发明进一步通过液态辛基丁基二苯胺与n-苯基-α-萘胺复配抗氧体系与特定结构合成酯基础油的精细适配，大幅提升了传动液的起始氧化温度与高温热氧化稳定性，油品在长期高温运行工况下不易发生氧化变质，可有效抑制酸性物质、沉积物的生成，避免酸值升高、杂质沉淀对电机线圈、绝缘材料及精密传动结构造成腐蚀、堵塞损伤，从根本上提升了电驱系统高温运行的安全性与稳定性。

18、本发明提供的合成酯类传动液组合物黏度参数适配性优异，100℃运动黏度低于7cst，结合合成酯基础油固有高热导率特性，具备快速高效的散热能力，可及时带走电机、轴承、齿轮等核心部件运行过程中产生的摩擦热与工作热，有效解决集成式电驱系统高功率密度带来的局部过热问题，降低系统热衰减失效风险，保障电驱系统持续高效运行。

19、本发明提供的合成酯类传动液组合物配方体系稳定性强，通过分散剂、腐蚀抑制剂、抗氧剂、抗磨剂的复配，各组分协同增效，不仅规避了极性添加剂与酯类基础油的性能拮抗问题，还大幅提升了油品的水解稳定性、防腐防锈能力与长期使用稳定性。油品老化速度大幅延缓，有效延长了传动液的换油周期，降低了新能源汽车电驱系统的运维成本，可实现对电动汽车集成式电驱传动系统的高效、长效、安全润滑防护，适配现阶段高压、高速、高集成度新能源电驱系统的全工况使用需求。