2020年10月27日《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》中提出到2035年，乘用車電機比功率要達到7.0kW/kg，電機系統超過80%的高效率區（電機效率>95%）。隨著新能源汽車對電機功率密度要求越來越高，散熱效率的要求也在不斷的提高。同時隨著驅動系統集成化的發展趨勢，對系統的散熱能力也提出了更高的要求。因此相比間接的水冷解決方案，散熱效率更高的直接式油冷解決方案需求將迎來快速增長，根據IHS預測到2030年油冷的市場份額將提升至35%以上。

馬勒緊湊高效的“多合一”機油管理模塊

為滿足搭載油冷動力總成的電動車日益增長的機油管理需求，馬勒開發了一款集成了過濾器、電動機油泵和機油冷卻器的“多合一”機油管理模塊。馬勒的這項創新能夠幫助汽車廠商應對日益提升的電驅動性能所帶來的挑戰。

圖1：機油管理模塊所包含的零件

馬勒“多合一”機油管理模塊差異化優勢

馬勒在開發新款機油管理模塊時，首先要考量的是要滿足直冷式動力總成所需的全部必要功能，包括冷卻、過濾和機油輸送。確保系統內部最小的壓力損失、盡可能小的重量、良好的噪音表現和安裝靈活性都是必須具備的特質。減少與動力總成的接口意味著安裝時需要更少的零件，花費更少的時間和精力，可以降低整車重量，降低成本。

成本更低，更智能的油路熱管理

為了減少冷啟動初期的壓力損失，并快速調節回路中的油（圖2，左側），可以打開旁通閥繞過機油冷卻器。這項功能可以通過蠟節溫器等裝置來實現，它根據溫度大小可以關閉旁通閥使機油通過冷卻器。加熱后的蠟節溫器可加快打開速度：蠟在加熱后，即使機油體積流量較低，仍可使閥門更快打開。電控節溫器使打開速度大大加快（圖3，右側）。因此，該解決方案是傳統上帶比例閥的直接控制節溫器的低成本替代方案。最佳控制范圍約為45°C-60°C。特別是對于商用車應用，閥門的快速打開有利于降低油耗。例如，可以實現低壓降 (250 kPa) 和高達150 L/min(100°C) 的流量，從而在短時間內快速加熱油路。

圖2：機油管理模塊的布局（左）及電控節溫器（右）

已獲專利的壓力側過濾方案，更高效、更靈活

已獲專利的壓力側過濾方案使得對機油泵的類型、尺寸和功率的選擇更加靈活。這種設計極大減少了機油泵吸入側起泡和穴蝕的風險，泵流量由此得以增加，在低流量時也可獲得更有效和精確的控制。在60度到80度的溫度范圍內，可以實現20L/min的體積流量。

并且，機濾所采用的全合成過濾材料，可以滿足11微米顆粒50%的高過濾效率，以及70度時100mbar的低壓力損失。濾材由兩層材料構成，一層PET無紡布作為主濾材，以及一層作為支撐層的PBT材料。濾材所具有的高透氣性，可以實現超低壓力損失，保證良好的冷啟動性能和耐久性能。

圖3：機油濾濾芯（左）和兩層材料的微觀結構（右）

第三代油冷器，換熱效率更高、重量更輕

在為純電和混合動力驅動系統選擇油冷器時，關鍵要求是足夠的冷卻性能和油側極低的壓降。油冷器的壓降以及油路中的其他部件決定了電動油泵的排量，從而決定了動力系統中的功率損失程度。為滿足電驅動的要求，馬勒目前正在開發下一代油冷器，重量減輕多達10%，堆疊高度降低多達15%，并且與冷卻性能相當的當前油冷器相比，壓降減少高達5%。這主要通過優化冷卻液側的熱傳遞來實現。與內燃機油路相比，電力驅動系統油路中的工作壓力和爆破壓力更低，因此可以使用壁厚優化的部件。 

圖4：馬勒油冷器

滑動鐘擺式電動油泵，整體效率更高

為了有效排出電機運行時產生的廢熱，通常采用水-乙二醇冷卻液在水套中循環散熱冷卻。如果直接用絕緣油冷卻轉子和定子，可以顯著提高冷卻性能。

由于沒有可用的連續機械輸入，因此純電和混合動力汽車中的部件冷卻需要電動油泵。濕式油底殼和干式油底殼潤滑系統都需要在–40°C至+130°C的溫度范圍內將油輸送到相關的用油零件。電動油泵的技術要求與內燃機油泵差異很大。所需的體積流量通常較低，且油壓大小也低于典型的內燃機應用。除了所需的冷卻性能外，最大泵功率的需求在很大程度上取決于通過管道、過濾器和油冷器等部件的壓降，以及泵本身的功耗損失。油泵可由集成的PWM、CAN、LIN等通信系統控制運行。由于具有所需的高容積效率和機械效率，并在內燃機應用中表現出的良好耐磨損性能，馬勒滑動鐘擺式油泵是適用于電動動力系統的泵的類型。與電動內齒輪泵和葉片泵相比，無論油壓和泵速如何，滑動鐘擺式電動油泵的整體效率更高。在供油的低壓范圍內，由于滑動鐘擺式油泵的容積效率較高，這種優勢會隨著速度的提高而增加。與電動內齒輪和葉片泵相比，在2.5-8 bar范圍內的油壓和2,000 rpm的轉速下，滑動鐘擺式油泵的效率高出7-12個百分點，在4,000 rpm的轉速和4-8 bar的油壓范圍內，效率最多可高出20個百分點。

圖5：馬勒滑動鐘擺式油泵

低噪音水平

低噪音水平對于電動動力系統尤為重要，通過優化模塊結構設計可以實現。聲學開發期間的模擬證實了這一點，并通過測量油泵和模塊外殼上的加速度傳感器的結構噪聲進行了驗證。與采用鋁制外殼的油管理模塊相比，全塑料模塊由于基礎材料的楊氏模量較低，會帶來更大的聲學問題。相關區域的加強元件可以顯著提高塑料模塊的固有頻率，隨后將聲壓級降低到60 dB(A)以下。

廣泛的應用范圍及成熟的開發和生產經驗

基于馬勒直冷式“多合一”機油管理模塊的先進理念和優越的性能表現，此產品已在歐洲某高端乘用車客戶的電動車平臺批量使用， 并與全球范圍包括中國在內的多家主流客戶洽談中。

圖6：針對輕型車輛和重型車輛的推薦機油管理模塊設計