马蒂亚斯·唐纳博士在明斯特的应用技术大学学习化学工程，并在汉堡大学获得技术和高分子化学博士学位。2006年，他加入BP德国公司，担任商用车传动油开发项目经理。2009年，负责BP、嘉实多、Aral品牌自动变速器油的全球产品开发。2012年调到BP中国上海工作三年，担任Aamp传输系统性能经理。2015年回到德国后，在汉堡嘉实多传动油开发中心担任传动系统技术中心经理。自2019年以来，唐纳一直担任传动系统和电动汽车流体的全球技术经理，负责BP、嘉实多和Aral品牌的传动油和电动汽车流体的全球开发。
电力的使用给设计工程师带来了新的挑战。电池的热管理关系到高充放电性能的实现，所以对热管理的要求特别高。在采访中，BP/嘉实多全球传动系统和电动汽车流体技术经理Matthias Donner博士解释了用于电驱动和电池的流体的最新研发进展。
《发动机技术杂志》:机油研发在电驱动系统的进一步研发中起到什么作用？
唐纳:油作为一个基本的设计成分，对电驱动系统的进一步研发有很大的影响。在电传动系统和配套特种油的联合研发中，联合工程设计大大缩短了开发周期，加快了上市速度。特种油的研发使克服工程挑战成为可能，给客户带来的收益显著增加。例如，它们使我们能够实现更长的续航里程、更低的成本和更短的充电时间。
《发动机技术杂志》:有效的电池冷却能在多大程度上提高系统的整体效率？
整体效率需要单独考虑，在其他因素中，还取决于车辆的尺寸和行驶特性。通过特定的直接电池冷却，通常可以实现最佳的热传递。通过这种方法，电池单元可以达到最佳温度水平，并且电池单元或电池模块之间或内部的温度梯度可以被最小化。相比之下，在电池冷却板的冷却概念中，温度梯度可能相当高。直接热管理还可以延长电池寿命，并促进极端温度下的电池预温度调节。相比之下，在间接热管理系统中，实际温差更高，而直接电池冷却温度是均匀的，这可以提高效率。
“越来越高的性能追求是采用更高电压的驱动因素”
《发动机技术杂志》:你认为什么样的热管理最有效？
我认为这是浸入式冷却，或直接电池冷却，这是一种非常有效的热管理形式。这样，电池和冷却介质之间的接触表面积增大，因此可以提供更好的热传递。在续航方面，电池直接散热也是最有效的形式。使用电介质流体可以提高整个系统的电气安全性，这是使其对赛车运动和高性能领域具有吸引力的第一步。
"根据应用，较高的电池充放电速率可以淘汰大型电池."
《发动机技术杂志》:在不同的热管理系统中，充放电过程中的损耗有多高？
充放电过程中的损耗取决于充电功率、电池组的结构、电池的化学成分等因素。比如确定充放电是否起到更关键的作用，就必须把它看成一个连续的过程。因此，为了更好地应对和克服技术挑战，嘉实多与客户一起投资内部测试能力。电池直接冷却可以最大限度地减少老化，从而最大限度地减少整个电池寿命期间的电阻增加。
《发动机技术杂志》:电压水平对充电损耗有什么影响？
是电功率、电压和电流的乘积。在保持功率不变的情况下，提高电压可以降低电流，从而减少发热。为此，取决于电池的设计，例如串联和并联布置，电池电压趋向于达到800V或更高。但是，例如，仅仅将电压单独提高到800V并不足以显著减少充电时间。
“电力系统的安全是关键”
《发动机技术杂志》:到目前为止，电池的大小决定了有效充电速度。这种情况可以通过未来更有效的热管理来解决吗？
大电池意味着高成本和高重量负担。电池充放电速率与电池充电电流有关。为了减小电池的体积，需要提高充放电速率，而实现这一点的首选就是电池直接冷却。此外，电池的直接油冷却提供了更大的系统设计灵活性。根据应用情况，提高充放电率可以淘汰大型电池(如用于城市交通的小型车辆)，降低成本。对于用户来说，每次充电的续航里程比最大充电功率更重要。对于间接冷却的电池，充电时只能在短时间内维持最大充电功率是一个规律。而电池直接冷却技术可以防止电池充电速率的快速下降，延长大功率充电的时间。此外，充电基础设施本身必须能够提供高充电功率。为此，德国Aral公司在2021年底前建设了超过500个Aral pulse的超快充电点，以实现最高的充电性能，尽可能广泛地提高短充电时间的普及率。
提高电压水平可确保最佳性能和更高的效率，但也会增加驱动系统的成本。
唐纳说:“优化的电动汽车流体可以延长续航里程，充电速度更快，延长系统寿命。”
《发动机技术杂志》:你认为什么样的电压值是合理的、经济的？
车辆的制造商和供应商需要在这方面提出建议，但一个明显的电压趋势是向800V发展。更高的电压意味着更高的复杂度和更高的要求。使用优化的电动汽车冷却模式，可以提高效率，降低成本。400V技术和直接电池冷却的结合也是迈向未来的明智一步，同时不能排除未来立法对电压选择的潜在影响。
《发动机技术杂志》:这种趋势在不同的应用中会有怎样的不同？
首先，高质量高性能的应用会受到影响，但在大众市场，这种趋势也很明显。中型和重型应用也被视为提高电压水平的驱动因素。
《发动机技术杂志》:你从电动赛车方程式的工作中获得了什么经验？
电动赛车方程式给我提供了很多宝贵的经验。可持续发展是电动赛车方程式的核心组成部分之一，它在原始设备制造商的业务中越来越重要。另一个焦点是提高电力系统的安全性和性能。我们希望达到最高的效率，为此，我们将充分探索一切可能性，不断进行石油研究和开发。为了确保最佳性能，我们在赛道上进行产品测试，这为我们提供了重要的灵感，例如极端工况下的磨损性能。尤其是传热也是一个重要因素。
《发动机技术杂志》:这段经历对RD系列有什么影响？
我们的机油首先在赛道上经过测试，然后技术将用于能够惠及大众消费者的产品中。因此，优化的机油有助于在每次电池充电后实现更长的续航里程。使用极低粘度的机油来实现高水平的磨损保护也是基于从赛道上获得的知识和经验。
《发动机技术杂志》:您认为需要采取哪些措施才能让大众买得起电动汽车？
嘉实多就此问题进行了一项全球客户调查。在决定是否购买电动汽车时，确定的决定性因素包括价格、续航里程和充电时间。优化后的电动车液可以延长续航里程，实现更快充电，延长系统使用寿命。此外，机油可以通过减少零部件的体积来帮助降低成本。大功率快充点也要通过全面的充电网络来提高普及率。以Aral为例，作为Aral脉冲充电网络建设的一部分正在推广。
马蒂亚斯·唐纳，非常感谢你参加这次采访。你的解释非常生动有趣。
采访者:马克·齐格勒
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