JP2021500463A

JP2021500463A - 車両の駆動システムを冷却し潤滑するための組成物

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Publication number: JP2021500463A
Application number: JP2020542684A
Authority: JP
Inventors: ジュリアン・ゲラン
Original assignee: トタルマーケティングセルヴィス
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: KR20200073240A; FR3072685A1; ES2968536T3; WO2019077105A1; EP3697876B1; JP7260555B2; FR3072685B1; CN111373021A; EP3697876A1; US20200248095A1

Abstract

本発明は、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムを冷却及び潤滑するための、規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して3〜10mm2/秒(cSt)の範囲の動粘度を有する組成物の使用であって、前記組成物が、少なくとも、- 規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して1.5〜8mm2/秒の動粘度を有し、ポリアルファオレフィンから選択される70質量%〜90質量%の基油又は基油の混合物、及び- 少なくとも1種の増粘ポリマーを含む組成物の使用に関する。

Description

本発明は、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムを潤滑し冷却するための組成物の分野に関する。詳細には、本発明は、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムのための、特に電気モーターを冷却し潤滑するための潤滑性及び冷却性の両方が賦与された組成物を提示することを目標とする。

CO₂排出の低減、またエネルギー消費の低減についての国際規格への変化によって、車両メーカーは燃焼エンジンの代替解決策を提示することが強いられている。

自動車メーカーによって確認された解決策の1つは、燃焼エンジンを電気モーターに置き換えることで構成される。CO₂排出の低減に向けての研究は、そのようにして一定数の自動車会社によって電気車両の開発に結びついた。

本発明の文脈において用語「電気車両」は、推進の唯一の手段として電気モーターを備える車両を意味し、組み合わせた推進手段として燃焼エンジン及び電気モーターを備えるハイブリッド車両とは対照的である。

本発明の文脈において用語「駆動システム」は、電気車両の推進に必要な機械部品を備えるシステムを意味する。したがって、駆動システムは、とりわけ、電気モーター、バッテリー、及び、おそらくトランスミッションを包含する。

一般に、電気車両又はハイブリッド車両において、駆動システムの様々な部品を冷却又は潤滑することの二重の制約を満たす組成物を使用することが必要である。これらの需要は、通常、一方で潤滑組成物、他方では冷却流体という2つの別個の手段を使うことにより満たされる。

そのため、「潤滑剤」としても公知の潤滑組成物は、慣例的に、エンジン中で動く様々な金属部品間の摩擦力を低減するという主要な目的のためにエンジン中で使用される。また、それは、これらの部品、特にその表面の早期摩耗又は損傷さえも防止するのに効果的である。

この目的のために、潤滑組成物は従来、1種又は複数の基油から構成され、基油は一般に基油の潤滑性能を促すように意図されるいくつかの添加剤を伴い、摩擦調整剤はそのような添加剤の例である。

一方、電気モーターはその作動中に熱を発する。発生する熱量が環境へ放散される熱量より大きい場合、エンジンの冷却を確実にすることが必要である。一般に、危険な温度に到達しないようにするために、冷却は、熱を発生するエンジンの1つ又は複数の部品、及び/又は熱に敏感なエンジンの部品について行われる。

伝統的に、空気を用いた電気モーターの冷却は公知であり、一般に強制対流による。この冷却方法は、特定の冷却流体を調製しなくて済むという長所を持つ。しかしながら、絶えず出力が増大し絶えず小型化するエンジンの開発に際して、この冷却方法は、特に冷却に対する空気の限定的な効率のために、もはや十分ではない。

水を使用するエンジンの冷却の方法も提示されている。水の熱容量は大きいが、水の電気伝導性のために、水を電気モーターと接触させることにより直接の冷却を目論むことは不可能である。その結果、冷却システムは外側ジャケットの使用を必要とし、エンジンの体積をかなり増大させる。

油の噴射を使用する、電気モーターを冷却するための代替方法も検討されてきた。

Liuら（EVS28, "Comparison of Thermal Performance between Direct Coil Cooling and Water Jacket Cooling for Electric Traction Motor based on Lumped parameter Thermal Network and Experimentation", International Electric Vehicle Symposium and Exhibition）は、したがって分析的及び実験的方法を使用して、電気牽引モーターに対しての、外部の冷却ジャケットを介して水を使用する従来の冷却システムの熱的性能と、油の直接流動の熱的性能を比較した。

Bennionら（"Convective Heat Transfer Coefficients of Automatic Transmission Fluid Jets with Implications for Electric Machine Thermal Management", National Renewable Energy Laboratory）は、電気モーターの巻線コイルを代表する表面へのオートマティックトランスミッション流体(ATF)の噴射によって行われる冷却の時の対流によって熱伝達係数に影響を及ぼすパラメーターをより詳しく研究した。

国際公開第2011/113851号は、ハイブリッド車両、又は運動エネルギー回復システム(KERS)を装備した車両の電気モーターを冷却するための基油、好ましくはポリアルファオレフィン(PAO)又はGTLを含む潤滑組成物の使用について記述している。しかし、記述された組成物がハイブリッド車両、又はKERSシステムのためのエンジンに最適化されているので、それらは、完全な電気駆動システムに展開するには冷却性が不十分であろう。実際、電気車両のエンジンは、はるかに高い使用頻度のために、ハイブリッド車両の電気モーターよりはるかに高い負荷を受け、高められた冷却性を有する油の使用を暗示している。

欧州特許第2 520 637号は、電気モーターを冷却しギヤを潤滑するための少なくとも1種のエステル又はエーテルを含む潤滑組成物を記述している。しかし、エステルは酸化に関して不安定であることが知られている。更に、エステルは、電気モーター中でいつも使用されるワニス及びシールとの適合性にまつわる問題を起こし、その劣化を引き起こす。特に、電気モーターの巻線は、一般にワニスで被覆されている。潤滑組成物は巻線と直接接触するので、後者はこのワニスに関して不活性であることが不可欠である。

特開2012/184360号公報が引用されてもよく、それは、電気モーターの冷却のために合成基油及びフッ素化化合物を含む潤滑組成物について記述している。しかし、その組成物中に存在するハイドロクロロフルオロカーボンは、オゾン層に大きな否定的影響がある有機ガスであり、強力な温室効果ガスである。フッ素化されたガスは、またその使用を厳しく限定することを目指した多くの規則の対象である。

現在、冷却組成物に関して上に論じた制限に着目すると、メーカーによって提示された電気車両の駆動システムは、目下のところ基本的に、空気、水、又は水及びグリコールを含む組成物を使用して冷却される。

経済面及び使用の容易さの明白な理由によって、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システム(モーター、バッテリー等)の潤滑と冷却のための要求事項を同時に満たすために使用することができる組成物を利用可能にすることは有利である。

不運にも、一見したところでは潤滑及び冷却のこれらの2つの性質には、相反する制約がある。実際、電気モーターをできるだけよく冷却するためには、できるだけ流動性のある水等の物質を使用することが知られている。事実上、この種類の流体を、潤滑の良好なレベルを保証するために使用することはできない。対照的に、摩耗に抗する接触において、部材の潤滑及び保護の良好なレベルを保証することができる高粘度の組成物は、不満足な冷却能力の点で劣っている。

国際公開第2011/113851号欧州特許第2 520 637号特開2012/184360号国際公開第9418288号欧州特許第2 363 454号欧州特許第2 164 885号欧州特許第0 699 694号国際公開第2007/003238号国際公開第2007/025837号国際公開第2015/116496号

EVS28, "Comparison of Thermal Performance between Direct Coil Cooling and Water Jacket Cooling for Electric Traction Motor based on Lumped parameter Thermal Network and Experimentation", International Electric Vehicle Symposium and Exhibition "Convective Heat Transfer Coefficients of Automatic Transmission Fluid Jets with Implications for Electric Machine Thermal Management", National Renewable Energy Laboratory

正確に言えば、本発明は、先行技術の不都合を克服しつつこれらの機能、潤滑及び冷却の両方を同時に満たすことができる新規の組成物を提示することを目標とする。

より正確には、本発明者らは、公知の潤滑組成物よりはるかに流動性のある、ポリアルファオレフィンから選択される1種又は複数の油によって形成され、1種又は複数の特定のポリマーによって増粘された基剤の混合物を用いることにより、潤滑及び冷却の２つの機能を提供することが可能であることを発見した。

したがって、本発明は、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムを冷却及び潤滑するための、規格ASTM D445に準拠して100℃で測定して3〜10mm²/秒(cSt)の範囲の動粘度を有する組成物の使用であって、前記組成物が、少なくとも、
- 規格ASTM D445に準拠して100℃で測定して1.5〜8.0mm²/秒の動粘度を有する基油又は基油の混合物、並びに
- エステルポリマー；スチレン、ブタジエン及びイソプレンの直鎖状又は星形、水素化された若しくは水素化されていないホモポリマー又はコポリマー；ポリアクリレート；直鎖状又は櫛形ポリメタクリレート、及びオレフィンコポリマー、特にエチレン/プロピレンコポリマーから選択される少なくとも1種の増粘ポリマー（thickening polymer）
を含む組成物の使用について記述する。

特に、第1の態様において、本発明は、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムを冷却及び潤滑するための、規格ASTM D445に準拠して100℃で測定して3〜10mm²/秒(cSt)の範囲の動粘度を有する組成物の使用であって、前記組成物が、少なくとも、
- 規格ASTM D445に準拠して100℃で測定して1.5〜8.0mm²/秒の動粘度を有し、ポリアルファオレフィンから選択される70質量%〜90質量%の基油又は基油の混合物、並びに
- エステルポリマー；スチレン、ブタジエン及びイソプレンの直鎖状又は星形、水素化された若しくは水素化されていないホモポリマー又はコポリマー；ポリアクリレート；直鎖状又は櫛形ポリメタクリレート；及びオレフィンコポリマー、特にエチレン/プロピレンコポリマーから選択される少なくとも1種の増粘ポリマー
を含む組成物の使用に関する。

有利には、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムに使用される本発明による組成物は、駆動システムの部品の冷却の観点でも、潤滑の観点でも良好な性質への到達を提供するために使用することができる。

とりわけ、本発明による組成物は、電気車両又はハイブリッド車両の電気モーターを冷却し潤滑するために使用することができる。それは、パワーエレクトロニクス及び/又は電気モーターの回転子（ローター）及び/又は固定子（ステーター）を冷却するのに特に効果的である。また、それは、電気車両又はハイブリッド車両の電気モーターの回転子と固定子間に位置するベアリングを潤滑することができる。

有利には、本発明による組成物は、電気車両又はハイブリッド車両のトランスミッション、存在する場合には特に減速ギヤの潤滑を確実にするために使用されてもよい。

更に、本発明による組成物は、有利には、電気車両又はハイブリッド車両に存在するバッテリーを効率的に冷却するために使用されてもよい。

そのため、有利には、本発明による単一組成物を使用することにより、例えば、電気車両又はハイブリッド車両のバッテリーの冷却及びトランスミッション、特に減速ギヤの潤滑の両方を確実にすることが可能である。

有利には、組成物は、かなりの高圧下で、冷却するべき帯域に注入され、インジェクターのレベルにおいて結果として生じる剪断は、有利には、静止時の動粘度と比較して、注入帯域のレベルにおいて流体の粘度を低減するために用いられ、それによって、組成物の冷却能力を更に高める。

更に、本発明による組成物は、配合するのが簡単であるという利点を持つ。冷却及び潤滑を組み合わせた性質に加えて、それは、特に酸化についての良好な安定性、並びに良好な脱気性を有する。したがって、組成物は、有利には経時的にその良好な冷却性を維持する。

有利には、それはまた良好な防蝕性を有し、駆動システム中に存在するシール又はワニスの劣化のリスクを制限するために使用することができる。

最後に、それは、環境及び健康の基準を満たす。

本発明はまた、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムの冷却及び潤滑のための方法であって、前記システムの少なくとも1つの機械部品を、上記の本発明による組成物と接触させる少なくとも1つのステップを含む方法に関する。

本発明による組成物を使用する他の特性、変形及び利点は、本発明の非限定的な説明によって得られる、以下の記述、実施例及び図からより明白になるであろう。

電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムを示す図である。以下の実施例１及び２に従って試験した、本発明によるCL1及びCL2（それぞれ●及び+）、並びに、本発明によらないCC1(▲)の組成物の熱的性質を示すグラフである。

本文の残りにおいて、表現「…から…の範囲で」、「…から…まで」及び「…から…まで変動する」は同等であり、別段の指示がない限り、その境界が含まれることを明示するように意図される。

別段の指示のない限り、表現「1つ(1種)を含む」は、「少なくとも1つ(1種)を含む」という意味と解釈されるべきである。

組成物
上に示すように、本発明に従って使用される組成物は、少なくとも、
- 規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して、1.5〜8.0mm²/秒の動粘度を有する、ポリアルファオレフィンから選択される70%〜90質量%の基油又は基油の混合、並びに
- エステルポリマー；スチレン、ブタジエン及びイソプレンの直鎖状又は星形、水素化された若しくは水素化されていないホモポリマー又はコポリマー；ポリアクリレート；直鎖状又は櫛形ポリメタクリレート(PMA)、及びオレフィンコポリマー、特にエチレン/プロピレンコポリマー
から選択される１種又は複数の増粘ポリマーを含む。

本文の残りにおいて、用語「流動性基剤」は、規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して1.5〜8mm²/秒の動粘度を有する油又は基油の混合物をいうために使用される。

上で論じたように、本発明による流動性基剤／増粘ポリマーの組合せは、注入レベルにおいて適用される剪断の効果によって更に高められ、その一方では、良好な潤滑性を獲得することができる、特に粘性の観点でのレオロジー的挙動とも調和している、良好な冷却性を有する組成物を得るために使用することができる。

とりわけ、本発明による組成物は、規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して、3〜10mm²/秒の範囲、好ましくは3〜9mm²/秒の範囲の動粘度を有する。

特に、使用される組成物は非ニュートン流体である。

本記述において、用語「ニュートン流体」は、加えられた機械的負荷（単位表面積当たりの流体にかかる力）と流体の剪断（すなわち流体の速度勾配）との間に直線的関係が存在する流体を意味する。したがって、「非ニュートン流体」はニュートン流体でない流体である。

基油
本発明による組成物は、ポリアルファオレフィンから選択される1種又は複数の基油によって形成され、かつ規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して、1.5〜8mm²/秒、特に1.5〜6.1mm²/秒、とりわけ1.5〜4.1mm²/秒、更にとりわけ1.5〜2.1mm²/秒の動粘度を有する、流動性基剤を用いる。

一般に、潤滑剤の分野において、基油は、API分類において定義された種類の群I〜V（又はATIEL分類によるそれらの同等物）に属し、下の表Ａにおいて示された鉱物又は合成起原の油、又はその混合物から選択されてもよい。

鉱物基油には、粗製油の大気圧及び真空蒸留、続いて溶媒抽出、脱アスファルト、溶剤脱蝋、水素化処理、水素化分解、水素化異性化及び水素化仕上げ等の精製操作によって得られる全ての種類の基油が含まれる。

合成油及び鉱油の混合物もまた使用されてもよい。

本発明による組成物を製造するために使用される潤滑基剤は、また、上に引用された粘度基準を満たさなければならず、性質、特に、粘度指数、硫黄含有量、又は耐酸化性を有していなければならず、これらの性質は電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムに使用するために適合させられる。

基油はまた、カルボン酸とアルコールのある種のエステルなどの合成油、及びポリアルファオレフィン（PAO）から選択されてもよい。

本発明に従って使用される組成物の油又は基油は、ポリアルファオレフィン（PAO）から選択される。基油として使用されるPAOは、例えば、4〜32炭素原子を有するモノマーから、例えば、オクテン又はデセンから得られる。

PAOの質量平均分子量は、比較的広い範囲の値をとりうる。好ましくは、PAOの質量平均分子量は600Da未満である。PAOの質量平均分子量はまた、100〜600Da、150〜600Da、又は実際に200〜600Daであってもよい。

例として、規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して1.5〜8mm²/秒の動粘度を有する、本発明との関連で使用されるPAOは、商品名Durasyn(登録商標)162、Durasyn(登録商標)164、Durasyn(登録商標)166、及びDurasyn(登録商標)168としてIneos社から市販されている。

特定の実施形態によれば、本発明に従って使用される組成物は、2〜8炭素原子、特に2〜4炭素原子を有するアルキレンオキシドの重合又は共重合によって得られるポリアルキレングリコール(PAG)を含まない。

特定の実施形態によれば、本発明に従って使用される組成物の流動性基剤は、厳密には30質量%未満の含有量のエステル及びエーテル型基油、特に25質量%未満の含有量のエステル及びエーテル型基油、特に10質量%未満の含有量のエステル及びエーテル型基油しか含まない。

特に、本発明に従って使用される組成物の流動性基剤は、エステル型油を含まない。

好ましくは、本発明に従って使用される組成物は、規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して1.5〜8mm²/秒の範囲の動粘度を有する1種又は複数の基油によって形成される流動性基剤を含む。

言い換えれば、本発明の組成物は、例えば、規格ASTM D445に準拠して100℃において測定した動粘度に関する基準を満たさない基油又は基油の混合物を含まないことができ、特に9mm²/秒を超える粘度を有する油又は基油の混合物を含まないことができる。

組成物について所望の粘度を得るために、本発明による組成物において使用されるための流動性基剤含有量を調節することは当業者の権限の範囲内である。

上に示すように、流動性基剤は、本発明に従って使用される組成物の冷却能力をもたらす。特に、組成物が電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムのために使用される場合、基剤の流動特性は良好な冷却性を確実なものにする。

使用される組成物の冷却特性は、より有利には、注入のレベルにおいて組成物に適用される剪断によって増大し、剪断は流体を静止時より低いレベルの粘度にする。それにより、有利には、本発明に従って増粘ポリマーを使用することの、組成物の冷却能力への影響は制御されている。

潤滑組成物は、規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して1.5〜8mm²/秒の動粘度を有する基油又は基油の混合物を、組成物の総質量に対して60質量%〜90質量%含んでいてもよい。

とりわけ、本発明に従って使用される組成物は、規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して1.5〜8mm²/秒の動粘度を有する基油又は基油の混合物を、組成物の総質量に対して70質量%〜90質量%、好ましくは80質量%〜90質量%含む。

増粘ポリマー（thickening polymer）
本発明に従って使用される組成物は、増粘ポリマーとして公知の1種又は複数のポリマーを更に含む。

ポリマー（１又は複数）は、組成物に所望の潤滑特性をもたらすために、本発明による流動性基剤を増粘する能力に対して選択される。

本発明による増粘ポリマーは、特に「粘度指数向上剤」(VI)として公知のポリマーから選択されてもよい。

このタイプの粘度を改善するポリマーは、例えば、文献、国際公開第9418288号、欧州特許第2 363 454号、欧州特許第2 164 885号、欧州特許第0 699 694号、国際公開第2007/003238号、及び国際公開第2007/025837号に記述されている。

増粘ポリマー（１又は複数）が上で述べた上記油又は前記基油とは異なることは理解されるべきである。

特に、それらは、エステルポリマー；スチレン、ブタジエン、及びイソプレンの直鎖状又は星形、水素化された若しくは水素化されていないホモポリマー又はコポリマー；ポリアクリレート；直鎖状又は櫛形ポリメタクリレート、及びオレフィンコポリマー、特にエチレン/プロピレンコポリマーから選択されるポリマーであってもよい。

好ましくは、増粘ポリマーは、とりわけ線状又は櫛形ポリメタクリレート、スチレン、ブタジエン及びイソプレンの線状又は水素化星形コポリマー、並びにそれらの混合物から選択されてもよい。

有利には、増粘ポリマーは、とりわけ、櫛形ポリメタクリレート、スチレン、ブタジエン、及びイソプレンの水素化星形コポリマー、並びにそれらの混合物から選択されてもよい。

例として、本発明の意味内のポリメタクリレート櫛形ポリマーは、欧州特許第2 164 885号、欧州特許第0 699 694号、国際公開第2007/003238号、及び国際公開第2007/025837号に記述されており、それらの文献に記述されているこれらのポリマーの構造及び定義は、これによって本出願の記述に組み入れられる。

本発明の意味内のポリメタクリレート櫛形ポリマーの例は、商品名Viscoplex(登録商標)3-200でEvonik社から市販されている。

別の例として、本発明の意味内のスチレン、ブタジエン、及びイソプレンの水素化星形コポリマーは、欧州特許第2 363 454号に記述され、欧州特許第2 363 454号に記述されているこれらのポリマーの構造及び定義は、これによって本出願の記述に組み入れられる。

本発明の意味内のスチレン、ブタジエン及びイソプレンの水素化星形コポリマーの例は、商品名SV(登録商標)261でInfineum社によって販売されている。

増粘ポリマーの使用は、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムに使用される場合、組成物が、満足できる保護、すなわち潤滑の抗摩耗レベルを確実にするために十分に増粘することを確実にし、組成物の冷却能力に決して影響することはない。

特に、本発明による組成物において増粘ポリマー（１又は複数）含有量は、組成物の総質量に対して0.5質量%〜10質量%、好ましくは1質量%〜8質量%、より好ましくは1.5質量%〜5質量%である。

この量は、ポリマーの活性物質の量を意味する。実際、本発明との関連において使用されるポリマーは、1種又は複数の鉱油又は合成油中の分散液の形をしていてもよい。

やはり特に、本発明に従って使用される組成物は、1種又は複数の基油中に希釈されて、組成物の総質量に対して1質量%〜25質量%、好ましくは2質量%〜20質量%、より好ましくは4質量%〜20質量%の増粘ポリマー（１又は複数）を含んでもよい。

本発明に従って必要とされる粘度を得るために、組成物の様々な構成要素、特に流動性基剤（液状基剤）及び増粘ポリマーの割合を調節することは当業者の権限の範囲内である。

特定の実施形態によると、本発明に従って使用される組成物は、PAOから選択される少なくとも1種の基油、並びに櫛形ポリメタクリレート、スチレン、ブタジエン、及びイソプレンの水素化星形コポリマー、及びそれらの混合物から選択される少なくとも1種のポリマーを含む。

特に、本発明に従って使用される組成物中で基油がPAOから選択される場合、それは櫛形ポリメタクリレートから選択される少なくとも1種のポリマーと組み合わされる。

特にやはり、本発明に従って使用される組成物中で基油がPAOから選択される場合、それはスチレン、ブタジエン、及びイソプレンの水素化星形コポリマーから選択される少なくとも1種のポリマーと組み合わされる。

1つの実施形態の変形によれば、本発明に従って使用される組成物は、
- 規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して1.5〜8mm²/秒の動粘度を有する基油又は基油の混合物、及び
- 上で定義した1種又は複数の増粘ポリマーの混合物
から形成され、言い換えれば、混合物からなる。

好ましくは、本発明に従って使用される組成物は、
- 規格ASTM D445に準拠して100℃において測定して1.5〜8mm²/秒の動粘度を有する1種又は複数の基油、及び
- 上にで義した1種又は複数の増粘ポリマー
から形成される。

あるいは、使用される組成物は、以下の記載中で、より正確に定義される1種又は複数の添加剤を更に含んでいてもよい。

添加剤
本発明による組成物に組み込まれてもよい添加剤は、摩擦調整剤、洗浄剤、抗摩耗添加剤、極圧添加剤、分散剤、酸化防止剤、流動点向上剤、消泡剤、及びそれらの混合物から選択され得る。

使用される添加剤の性質及び量は、本発明の組成物の潤滑及び冷却力を組み合わせた特性に影響しないように選択されることは理解されるべきである。

これらの添加剤は、個別に及び/又はACEA(Association des Constructeurs Europeens d'Automobiles)[欧州自動車製造業者協会]及び/又はAPI(アメリカ石油協会)によって定義された性能レベルを有する車両エンジン用の市販潤滑配合物のために既に販売されている添加剤を反映している混合物の形で導入されてよく、これらの添加剤は当業者に周知である。

抗摩耗添加剤及び極圧添加剤は、摩擦表面をそれらの表面に吸着した保護膜の形成によって保護する。

種々様々の抗摩耗添加剤が存在する。好ましくは、本発明による潤滑組成物のためには、抗摩耗添加剤はリン硫黄添加剤、例えば、アルキルチオリン酸金属塩、特にアルキルチオリン酸亜鉛、とりわけジアルキルジチオリン酸亜鉛又はZnDTPから選択される。好ましい化合物は、式Zn((SP(S)(OR²)(OR³))₂［式中、R²及びR³は、同一でも異なっていてもよく、独立して、アルキル基、好ましくは1〜18の炭素原子を有するアルキル基を表わす］を有する。

また、アミンホスフェートは、本発明による組成物中で使用することができる抗摩耗添加剤である。しかし、これらの添加剤は灰分を発生するので、これらの添加剤によって供給されたリンは、自動車の触媒系にとって毒として作用するおそれがある。これらの影響は、リンを供給しない添加剤、例えば、ポリスルフィド、特に硫黄含有オレフィンによってアミンホスフェートを部分的に置き換えることによって最小限にすることができる。

本発明に従って使用される組成物は、組成物の総質量に関して、0.01質量%〜6質量%、好ましくは0.05質量%〜4質量%、より好ましくは0.1質量%〜2質量%の抗摩耗添加剤及び極圧添加剤を含んでもよい。

特定の実施形態によると、本発明に従って使用される組成物は抗摩耗添加剤及び極圧添加剤を含まない。特に、本発明に従って使用される組成物は、有利にはリン含有添加剤を含まない。

本発明に従って使用される組成物は、少なくとも1種の摩擦調整添加剤を含んでもよい。摩擦調整添加剤は、金属元素を供給する化合物、及び灰分を含まない化合物から選択されてもよい。挙げることができる金属元素を供給する化合物の例は、Mo、Sb、Sn、Fe、Cu、Znなどの遷移金属の錯体であり、これらの配位子は、酸素、窒素、硫黄又はリン原子を含む炭化水素化合物であってもよい。灰分を含まない抗摩耗添加剤は、一般に、有機起原であり、脂肪酸と多価アルコールのモノエステル、アルコキシル化アミン、アルコキシル化脂肪族アミン、脂肪族エポキシ化合物、ホウ酸の脂肪族エポキシ化合物、脂肪族アミン又は脂肪酸グリセリンエステルから選択されてもよい。本発明によると、脂肪族化合物は、10〜24の炭素原子を含む少なくとも1つの炭化水素基を含む。

本発明にしたがって使用される組成物は、組成物の総質量に対して0.01質量%〜2質量%又は0.01質量%〜5質量%、好ましくは0.1質量%〜1.5質量%又は0.1質量%〜2質量%の抗摩耗添加剤を含んでもよい。

有利には、本発明による組成物は抗摩耗添加剤を含まない。

本発明に従って使用される組成物は、少なくとも1種の酸化防止添加剤を含んでもよい。

酸化防止添加剤は、一般に、使用時の組成物の分解を遅らせる。この分解は、特に、堆積物の形成、スラッジの存在、又は組成物粘度の上昇によって明らかになり得る。

特に、酸化防止添加剤はラジカル阻害剤又はヒドロペルオキシド破壊剤として作用する。挙げることができる通常の使用における酸化防止添加剤の例は、フェノール型の酸化防止添加剤、アミン型の酸化防止添加剤、及びリン硫黄酸化防止添加剤である。これらの酸化防止添加剤のある種、例えばリン硫黄酸化防止添加剤は、灰分を発生する場合がある。フェノール系酸化防止添加剤は、灰分を含まず、又は実際、中性若しくは塩基性金属の塩の形をしている場合がある。酸化防止添加剤は、特に、立体障害型フェノール、立体障害型フェノールエステル、及びチオエーテル架橋を含む立体障害型フェノール、ジフェニルアミン、少なくとも1個のC₁〜C₁₂アルキル基で置換されたジフェニルアミン、N,N'-ジアルキルアリールジアミン、並びにそれらの混合物から選択されてもよい。

好ましくは、本発明によれば、立体的障害型フェノールは、アルコール官能基を有する炭素の少なくとも1個の隣接炭素が少なくとも1個のC₁〜C₁₀アルキル基、好ましくはC₁〜C₆アルキル基、好ましくはC₄アルキル基、好ましくはtert-ブチル基で置換されているフェノール基を含む化合物から選択される。

アミン化合物は、場合によっては、フェノール系酸化防止添加剤と組み合わせて使用されてもよい別の種類の酸化防止添加剤である。アミン化合物の例は、芳香族アミン、例えば式NR⁴R⁵R⁶［式中、R⁴は、置換されていてもよい脂肪族基又は芳香族基を表わし、R⁵は置換されていてもよい芳香族基を表わし、R⁶は水素原子、アルキル基、アリール基又は式R⁷S(O)_zR⁸［式中、R⁷はアルキレン基又はアルケニレン基を表わし、R⁸はアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表わし、zは0、1又は2を表す］を表す］を有する基を有する芳香族アミンである。

硫黄含有アルキルフェノール又はそれらのアルカリ及びアルカリ土類金属の塩もまた、酸化防止添加剤として使用されてもよい。

別の群の酸化防止添加剤は、銅含有化合物、例えば、銅チオホスフェート又はジチオホスフェート、銅と、カルボン酸、ジチオカルバメート、スルホネート、フェネートの塩、銅アセチルアセトネートである。銅I及びIIの塩、並びにコハク酸又は無水物の塩もまた使用されてもよい。

本発明に従って使用される組成物は、当業者に公知の任意のタイプの酸化防止添加剤を含んでいてもよい。

有利には、本発明に従って使用される組成物は、灰分を含まない少なくとも1種の酸化防止添加剤を含む。

本発明に従って使用される組成物は、組成物の総質量に対して0.5質量%〜2質量%の少なくとも1種の酸化防止添加剤を含んでもよい。

本発明に従って使用される組成物はまた、少なくとも1種の洗浄添加剤を含んでもよい。

洗浄添加剤は一般に、金属部品の表面の堆積物形成を、二次酸化生成物及び二次燃焼生成物を溶かすことによって低減するために使用することができる。

本発明に従って使用される組成物中で使用されてもよい洗浄添加剤は、一般に当業者に知られている。洗浄添加剤は、脂肪親和性長鎖炭化水素及び親水性頭部を含むアニオン性化合物であってもよい。その付随するカチオンは、アルカリ又はアルカリ土類金属の金属カチオンであってもよい。

洗浄添加剤は、好ましくはカルボン酸、スルホン酸、サリチル酸、ナフテン酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩、並びにフェネートの塩から選択される。アルカリ及びアルカリ土類金属は、好ましくは、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、又はバリウムである。

これらの金属塩は、一般に、化学量論的量、又は実際には過剰に、すなわち化学量論的量より大きい量を含む。そのため、それらは過塩基化洗浄添加剤であり、洗浄添加剤の過塩基化特性を与える過剰の金属は、その場合、一般に油に溶けない金属塩、例えば、炭酸塩、水酸化物、シュウ酸塩、酢酸塩、又はグルタミン酸塩、好ましくは炭酸塩の形をとる。

本発明に従って使用される組成物は、例えば、組成物の総質量に対して2質量%〜4質量%の洗浄添加剤を含んでもよい。

本発明に従って使用される組成物はまた、流動点を低下させる少なくとも1種の添加剤を含んでもよい。

パラフィンの結晶の形成を遅くすることによって、流動点を低下させる添加剤は、一般に組成物の低温挙動を向上させる。

挙げることができる流動点を低下させる添加剤の例は、アルキルポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアリールアミド、ポリアルキルフェノール、ポリアルキルナフタレン、及びアルキルポリスチレンである。

更に、本発明に従って使用される組成物は、少なくとも1種の分散剤を含んでもよい。

分散剤は、マンニッヒ塩基、スクシンイミド及びそれらの誘導体から選択されてもよい。

本発明に従って使用される組成物は、例えば、組成物の総質量に対して0.2質量%〜10質量%の分散剤を含んでもよい。

用途
上に示したように、冷却及び潤滑の観点で組み合わせた性質によって、上記の組成物は、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システム用の潤滑剤としても又冷却流体としても使用され得る。

特に、本発明は、電気車両又はハイブリッド車両の電気モーター、及びその様々な部品、特に可動部の冷却及び潤滑用の、上で規定した組成物の使用に関する。また、本発明は、電気車両又はハイブリッド車両のバッテリーにも適用可能である。

図１に図式で示されるように、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムは、特に電気モーター部分(1)を含む。これは、通常固定子（ステーター）(13)及び回転子（ローター）(14)に接続されたパワーエレクトロニクス(11)を含む。

固定子は、コイル、特に交流が供給される銅コイルを含む。これは回転磁界を発生することができる。回転子はそれ自身、コイル、永久磁石、又は他の磁性材料を含み、回転磁界によって回転が引き起こされる。

パワーエレクトロニクス(11)、電気モーター(1)の固定子(13)及び回転子(14)は、複雑な構造を有する部品であり、モーターの作動中に大量の熱を発生する。そのため、電気モーター、特にパワーエレクトロニクスのために冷却を施すことは極めて重要である。

更に、一般に固定子(13)及び回転子(14)の間に組み込まれたベアリング(12)は、大きな機械的負荷を受け、疲労による摩耗にまつわる問題が発生する。そのため、その耐用寿命を長くするためにベアリングを潤滑することが必要である。

上記のように本発明に従って使用される組成物は、電気車両又はハイブリッド車両の内部で、潤滑の機能及び接触する部材の摩耗に抗する保護の機能の両方、及び冷却の機能をもたらすために使用することができる。

したがって、特に、本発明は、電気車両又はハイブリッド車両の電気モーターを冷却し潤滑するための上記の組成物の使用に関する。

特に、それは電気モーターのパワーエレクトロニクス及び/又は回転子及び/又は固定子を冷却するために使用することができる。また、それは、電気車両又はハイブリッド車両の電気モーターの回転子と固定子間に位置するベアリングの潤滑を行うこともできる。

電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムはまた、トランスミッション、特に、電気モーターの出口で回転の速度を下げて、車輪に伝達された速度を適応させるために使用することができる速度減速ギヤ(3)を含んでもよく、それによって同時に、車両の速度の制御を可能にすることができる。

この減速ギヤは、大きい摩擦負荷を受け、そのためそれがあまりに急速に損傷を受けることを防止するために、好適なやり方で潤滑しなければならない。

したがって、本発明は、また電気車両又はハイブリッド車両におけるトランスミッション、特に、減速ギヤの潤滑のための、上記の組成物の使用に関する。

有利には、本発明による組成物は、したがって電気車両又はハイブリッド車両において電気モーター及びトランスミッションの両方、特に、減速ギヤを潤滑及び冷却するために使用されてもよい。

上で言及したように、一般に、電気モーターは電池(2)によって電力が供給される。リチウムイオン電池は電気車両の分野において最も広く普及している。これまで以上に強力なバッテリーの、これまで以上に縮小されたサイズでの開発は、このバッテリーの冷却に関連する問題が生じるということを暗示する。実際、バッテリーが50℃〜60℃の程度の温度を超えるとするとすぐに、バッテリーの発火、又は更に爆発の高いリスクがある。バッテリーが過度に急速に放電しないように、及びその耐用年数を伸ばすために、およそ20℃〜25℃より高い温度にバッテリーを維持する必要もある。

そのため、本発明の組成物は、電気車両又はハイブリッド車両のバッテリーを冷却するために使用されてもよい。

上記の使用は組み合わせられてもよく、上記の組成物が、電気車両又はハイブリッド車両のエンジン、バッテリー、及びトランスミッション用の潤滑剤として及び冷却流体としての両方で使用されてもよいことは理解されるべきである。

そのため、本発明は、潤滑及び冷却の性質を組み合わせた単一組成物が、電気車両又はハイブリッド車両の潤滑剤として及び冷却流体として使用されることを可能にするという利点を有する。

本発明は、また、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムを冷却及び潤滑する方法であって、電気モーター及び/又はバッテリー及び/又はトランスミッションの少なくとも1つの機械部品を、上で規定した組成物と接触させる少なくとも1つのステップを含む方法に関する。

本発明に従って使用される組成物について記述した特性及び好ましいもの、並びにその使用の一式はまたこの方法にも当てはまる。

本発明に従って使用される組成物を用いる冷却は、当業者に知られているいかなる方法を使用して行われてもよい。

挙げることができる直接の使用の例は噴射冷却（ジェットクーリング）、噴霧冷却（スプレークーリング）、すなわち、実際に、圧力及び重力の下で本発明による組成物からミストを、特に回転子及び/又は固定子の巻線上に形成することによるものである。

有利には、例えば、上で引用したLiuら及びBennionらによる刊行物において記述されたように、組成物は、冷却される駆動システムのゾーンへかなりの高圧下での噴射（ジェット）を使用して注入される。有利には、この注入から結果として得られる剪断は、注入ゾーンのレベルにおいて、流体の粘度を静止時の動粘度と比較して低減するために使用することができ、それによって組成物の潜在的な冷却を更に高める。

更に、電気モーターにおいて現在使用されているオイル循環システムは、例えば、文献、国際公開第2015/116496号に記述されているように使用されてもよい。

本発明によると、本発明による組成物の固有の特性、利点又は好ましい態様は、また、特別で、有利であるか、又は好ましい、本発明による使用を定義するために使用することができる。

本発明は、ここで、本発明のもちろん非限定的な説明によって、示した以下の実施例の助けをかりて記述される。

実施例１
本発明による潤滑組成物（CL）、及び比較組成物（CC）の調製
下の表１に示すように、生成物の性質及び量（質量パーセントとして表す）に応じて、組成物の様々な成分を混合した。

このように調製した組成物の特性を表２に示す。

実施例２
本発明による組成物の熱的性質の測定
流体の熱的性質を測定する１つの方法は、流体の熱交換係数（単位表面積及び温度当たりの熱伝達）の測定からなる。熱交換係数が高ければ高いほど流体はよい冷却性を有する。

表１に記載した組成物の各々の熱交換係数の測定するための試験を行った。

試験の原理は、誘導によって熱した金属プレートに垂直な噴霧ノズルの助けによって油を噴出することからなっていた。プレートの上に配置したサーマルカメラは、油の放出中、温度プロフィールを記録する。プレート上の温度の変化の値から、次に組成物の平均熱交換係数を計算することが可能である。

様々なパラメーター、特に、プレートの温度、スプレーノズルのサイズ、及び油を放出する圧力を変化させることが可能である。金属プレート上の噴射の衝突点から様々な距離（この距離は半径に対応する）において熱係数の測定を行う。試験条件は下の表３に記載する。

得られた結果を図２のグラフに示す。

加熱したプレート上で検知された様々な温度（摂氏温度）を縦軸に示し、金属プレート上の噴射の衝突点からの様々な距離に対応する半径（メートル単位）を横軸に示す。

半径0.01mより遠くでは、本発明（CL1, ●、及びCL2, +）の組成物、及び比較例の組成物（CC1, ▲）がそれぞれその上に発射された加熱されたプレート上で検知される温度の間に少なくとも5℃の顕著な差があることが図２からわかる。

したがって、これは、本発明による組成物が、増粘ポリマーを含まない比較組成物と比較して、加熱されたプレートをよりよく冷却し、安定な温度を維持することができることを意味している。

結果として、本発明による組成物は、電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムを潤滑するためのみならず、冷却するためにも使用することができる。

１・・・電気モーター
２・・・電池
３・・・減速ギヤ
１１・・・パワーエレクトロニクス
１２・・・ベアリング
１３・・・固定子
１４・・・回転子

Claims

電気車両又はハイブリッド車両の駆動システムを冷却及び潤滑するための、規格ＡＳＴＭＤ４４５に準拠して１００℃において測定して３〜１０ｍｍ^２／秒（ｃＳｔ）の範囲の動粘度を有する組成物の使用であって、前記組成物が、少なくとも、
- 規格ＡＳＴＭＤ４４５に準拠して１００℃において測定して１．５〜８ｍｍ^２／秒の動粘度を有し、かつポリアルファオレフィンから選択される７０質量％〜９０質量％の基油又は基油の混合物、並びに
- エステルポリマー；スチレン、ブタジエン、及びイソプレンの線状又は星形の、水素化された若しくは水素化されていないホモポリマー又はコポリマー；ポリアクリレート；線状又は櫛形ポリメタクリレート；及びオレフィンコポリマー、特にエチレン／プロピレンコポリマーから選択される少なくとも１種の増粘ポリマー
を含む組成物の使用。
前記組成物が、規格ＡＳＴＭＤ４４５に準拠して１００℃で測定して３〜９ｍｍ^２／秒の範囲の動粘度を有する、請求項１に記載の使用。
前記増粘ポリマーが、櫛形ポリメタクリレート；スチレン、ブタジエン、及びイソプレンの水素化星形コポリマー；及びそれらの混合物から選択されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の使用。
前記組成物が、組成物の総質量に対して、０．５質量％〜１０質量％、好ましくは、１質量％〜８質量％、より好ましくは、１．５質量％〜５質量％の増粘ポリマーを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の使用。
前記組成物が、摩擦調整剤、洗浄剤、抗摩耗添加剤、極圧添加剤、分散剤、酸化防止剤、流動点向上剤、消泡剤、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の使用。
電気車両又はハイブリッド車両の電気モーターを冷却及び潤滑するための、請求項１から５のいずれか一項に記載の使用。
電気モーターのパワーエレクトロニクス及び／又は回転子及び／又は固定子を冷却するための、請求項１から６のいずれか一項に記載の使用。
電気モーターの回転子と固定子との間に配置されたベアリングを潤滑するための、請求項６又は７に記載の使用。
電気車両又はハイブリッド車両のバッテリーを冷却するための、請求項１から８のいずれか一項に記載の使用。
電気車両又はハイブリッド車両のトランスミッション、特に、減速ギヤを潤滑するための、請求項１から９のいずれか一項に記載の使用。