전기 자동차용 윤활유의 마찰마모윤활 시험장치 설계 및 개발

• 78th STLE Annual Meeting & Exhibition Minneapolis, USA
• 미국 미네아폴리스에서 개최된 STLE 학회에서 BRUKER사가 발표한 EV 전기차의 감속기와 주모터 베어링에 대한 마찰마모 윤활특성 시험장치 입니다.
• 전기 인가 시 발생하는 부품 표면의 긁힘 모서리(scrapped edges) 마모 현상과 전기침식 피팅(erosion pits) 현상에 대한 실험 입니다.

전기자동차용 윤활유의 마찰마모윤활 시험장치 개발의 동기 ;

• 전기 자동차의 부품은 일반차에 비하여 더 심각한 열적, 전기적, 마찰적 조건에 직면합니다.

• 제어할 수 없는 전압 변동, 자속 비대칭, 인버터 유도 전압 및 전기차 부품과 윤활유간의 마찰력 발생시의 전기화는 전기자동차 전기 모터의 총 고장의 약 40%를 차지합니다.

• 0.2 ~ 1.4A의 누설 전류가 보고되었으며 이는 파워트레인 성능과 안정성을 저하시킬 가능성이 있습니다.

• 전류와 전압 환경과 누설은 베어링과 부품 표면 및 윤활제의 윤활성 특성을 변경할 수 있습니다

-극성 첨가제의 흡착/탈착

-산화 환원 반응

• 전압이 절연 한계를 넘어 붕괴되면, 전류가 접 촉 계면을 통해 흐르면서 표면 손상이 발생 합니다.

• EV 전기차 윤활제 제형에 대한 보다 깊은 이해를 얻기 위한 테스트 :

–트라이보 윤활막 필름 형성을 모니터링하기 위해 전기 전압을 적용하여 전기 접촉 저항

–전류가 흐르기 때문에 윤활성에 미치는 영향

-Potential 전위를 적용하여 윤활성 제어

• 아직 전기화된 소재와 윤활유의 마찰 시험에 대한 표준 시험 규격이 없습니다.

• 전기적 조건을 재현할 수 있는 상업적으로 이용 가능한 마찰마모윤활 시험기의 사용이 제한적입니다.

이에 따라, EV 전기자동차 시장이 커지고 있는 상황에서 당면한, 전기 침식 마모 현상 발생에 대하여, 미국 산호세에 위치한 TRIBOLOGY 관련 BRUKER사는 실험장치를 성공적으로 개발하여 STLE 학회에서 발표 하였습니다.

아래 이미지는, 전기자동차용 윤활유의 마찰마모윤활 시험장치의 윤활 특성 시험장치 입니다.

BRUKER사 모델 UMT TRIBOLAB 만능 마찰마모윤활 시험기에 새로 개발된 실험장치 입니다.

아래 이미지는, 전기자동차에 마찰마모가 발생하는 소재와 윤활유간의 마모 상흔 이미지 입니다.

왼쪽 부터 전류가 0.5A->1.5A->3A DC 로 증가 될 수록 마찰발생 샘플 표면의 마모 상흔 Spark Pit이 많아지고 커집니다.

아래 이미지는, 전기자동차에 마찰마모가 발생하는 소재와 윤활유간에 전류의 강도가 증가할 수록

• 아래 왼쪽 이미지는 마찰계수가 커지고 마모의 상흔이 커짐을 나타내는 그래프 입니다.
• 아래 오른쪽 이미지, 윤활 스트리벡 커브 시험을 통해 전류가 0.5A->1.5A->3A DC 로 증가 될 수록 마찰계수가 커지고 윤활막 형성이 악화되고 파괴 됩니다.

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