Brevet FR3058156A1 — publié le 20180504

COMPOSITION POUR VEHICULE ELECTRIQUE DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne l'utilisation d'une composition lubrifiante pour refroidir et/ou lubrifier un moteur de véhicule électrique et ses différentes parties notamment en mouvement. L'invention concerne en particulier l'utilisation d'une composition lubrifiante comprenant au moins un polyalkylène glycol, pour lubrifier ces parties en mouvement et la transmission. L'invention s'applique aussi à la batterie d'un véhicule électrique et à un véhicule hybride. ETAT DE L'ART L'évolution des normes internationales pour la réduction des émissions de CO2, mais également pour la diminution de la consommation d'énergie, pousse les constructeurs automobiles à proposer des solutions alternatives aux moteurs à combustion. L'une des solutions identifiée par les constructeurs automobiles consiste à remplacer les moteurs à combustion par des moteurs électriques. Les recherches pour la réduction des émissions de CO2 ont donc mené au développement des véhicules électriques par un certain nombre de compagnies automobiles. Par « véhicule électrique » au sens de la présente invention, on entend un véhicule comprenant un moteur électrique comme unique moyen de propulsion à l'inverse d'un véhicule hybride qui comprend comme moyens de propulsion un moteur à combustion et un moteur électrique. Les moteurs électriques génèrent de la chaleur pendant leur fonctionnement. Si la quantité de chaleur générée est supérieure à la quantité de chaleur normalement dissipée à l'environnement, il est nécessaire d'assurer un refroidissement du moteur. De manière générale, le refroidissement s'effectue sur une ou plusieurs parties du moteur générant de la chaleur et/ou les parties du moteur sensibles à la chaleur, afin d'éviter d'atteindre des températures dangereuses. Traditionnellement, il est connu de refroidir les moteurs électriques par air, généralement par convection forcée. Cette méthode de refroidissement présente l'avantage d'éviter la préparation d'un fluide de refroidissement spécifique. Cependant, avec l'apparition de moteurs de plus en plus petits et dont la puissance est de plus en plus grande, cette méthode de refroidissement n'est plus suffisante surtout de par l'efficacité limitée de l'air pour le refroidissement. 3058156 2 Aujourd'hui, il est également connu des méthodes de refroidissement du moteur par eau. Bien que la capacité calorifique de l'eau soit élevée, il n'est pas possible d'envisager un refroidissement direct par contact de l'eau avec le moteur électrique à cause de la conductivité électrique de l'eau. Ainsi, le système de refroidissement nécessite l'installation d'une 5 enveloppe externe ce qui augmente considérablement le volume du moteur. Des méthodes de refroidissement d'un moteur électrique par jet d'huile ont également déjà été proposées. WO 2011/113851 décrit l'utilisation d'une composition lubrifiante comprenant une huile de base, préférentiellement une polyalphaoléfine (PAO) ou du GTL pour refroidir un moteur 10 électrique de véhicule hybride ou de véhicule équipé d'un système KERS (Système de Récupération de l'Energie Cinétique ou Kinetic Energy Recovery System en anglais). Les moteurs électriques des véhicules hybrides ont une fréquence d'utilisation moins importante que les moteurs des véhicules électriques. De plus, la densité de puissance est moins forte pour les moteurs électriques de véhicule hybride. 15 Ainsi, un moteur de véhicule électrique est soumis à des sollicitations bien plus importantes qu'un moteur électrique d'un véhicule hybride ; ce qui implique l'utilisation d'une huile avec des propriétés de refroidissement accrues. EP 2 520 637 décrit une composition lubrifiante comprenant au moins un ester ou un éther pour le refroidissement d'un moteur électrique et la lubrification d'engrenages. 20 Cependant, il est connu que les esters peuvent présenter une instabilité à l'oxydation. De plus, les esters peuvent poser des problèmes de compatibilité avec les vernis et les joints ce qui provoque une détérioration de ces derniers. En particulier, le bobinage d'un moteur électrique est revêtu d'un vernis. La composition lubrifiante étant en contact direct avec le bobinage, il est primordial que la composition lubrifiante soit inerte vis-à-vis de ce vernis. 25 JP 2012/184360 décrit une composition lubrifiante comprenant une huile de base synthétique et un composé fluoré pour le refroidissement d'un moteur électrique. Cependant, les hyrdochlorofluorocarbures présents dans ces compositions sont des gaz organiques ayant un impact négatif important sur la couche d'ozone et sont de puissants gaz à effet de serre. Les gaz fluorés font également l'objet de plusieurs réglementations visant à en limiter 30 fortement l'utilisation. Le moteur électrique est alimenté par une batterie. Les batteries Lithium-ion sont les plus couramment utilisées dans le domaine des véhicules électriques. La diminution de la taille des batteries ayant la même puissance ou une puissance améliorée pose des problèmes de 3058156 3 régulation de la température des batteries. En effet, lorsque la température des batteries Li-ion est trop élevée, il existe un risque d'enflammer la batterie voire un risque d'explosion de la batterie. En sens inverse, lorsque la température est trop basse, il existe un risque de déchargement prématuré de la batterie. 5 A l'heure actuelle, dans les véhicules électriques proposés par les constructeurs, les batteries sont refroidies par de l'air, par de l'eau ou par des compositions comprenant de l'eau et un glycol. Aucune solution connue à ce jour dans des véhicules automobiles pour le grand public ne propose de refroidir une batterie avec une huile lubrifiante. Un objectif de la présente invention est donc de fournir une composition lubrifiante palliant tout ou partie aux 10 inconvénients de l'art antérieur. Ainsi, un premier objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante pour refroidir un moteur de véhicule électrique. Un autre objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante pour refroidir l'électronique de puissance et/ou le rotor et/ou le stator d'un moteur de véhicule 15 électrique. Un autre objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante pour refroidir un moteur de véhicule électrique et dont la formulation est facile à mettre en oeuvre. Un autre objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante pour lubrifier et/ou refroidir un moteur de véhicule électrique. 20 Un autre objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante pour refroidir un moteur et pour lubrifier la transmission d'un véhicule électrique. Un autre objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante pour refroidir la batterie d'un véhicule électrique. Un autre objectif de la présente invention est de fournir une composition lubrifiante pour 25 refroidir le moteur électrique d'un véhicule hybride. Pour répondre aux objectifs ci-dessus et aux inconvénients cités dans l'état de la technique, la présente invention propose l'utilisation d'une composition lubrifiante comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes 30 de carbone. 3058156 4 De manière surprenante, la demanderesse a constaté que la présence d'au moins un PAG obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone dans une composition lubrifiante permet à la composition lubrifiante, une fois mise en oeuvre dans un moteur de 5 véhicule électrique, de refroidir ledit moteur. Ainsi la présente invention permet de formuler des compositions lubrifiantes présentant à la fois une bonne stabilité, notamment à l'oxydation et de bonnes propriétés de refroidissement d'un moteur de véhicule électrique. Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l'invention présentent de bonnes 10 propriétés de refroidissement d'un moteur de véhicule électrique tout en présentant de bonnes propriétés de désaération. Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l'invention présentent de bonnes propriétés de refroidissement d'un moteur de véhicule électrique tout en présentant de bonnes propriétés anti-corrosion. 15 Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l'invention présentent de bonnes propriétés de refroidissement d'un moteur de véhicule électrique tout en limitant les risques de détérioration des joints ou des vernis présents dans le moteur. Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l'invention présentent de bonnes propriétés de refroidissement d'un moteur de véhicule électrique tout en étant respectueuses 20 de l'environnement et de la santé. Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l'invention présentent de bonnes propriétés de refroidissement d'un moteur de véhicule électrique tout ayant de bonnes propriétés de rétention d'eau, réduisant ainsi le risque de contact de l'eau avec le revêtement du bobinage d'un moteur de véhicule électrique, et donc le risque de détérioration dudit 25 bobinage. Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l'invention présentent de bonnes propriétés de refroidissement de l'électronique de puissance et/ou du rotor et/ou du stator d'un moteur de véhicule électrique. Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l'invention présentent de bonnes 30 propriétés de refroidissement et de lubrification d'un moteur de véhicule électrique. Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l'invention présentent de bonnes propriétés de refroidissement d'un moteur et de lubrification de la transmission, en particulier du réducteur d'un véhicule électrique. 3058156 5 Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l'invention présentent de bonnes propriétés de refroidissement de la batterie d'un véhicule électrique. Avantageusement, les compositions lubrifiantes selon l'invention présentent de bonnes propriétés de refroidissement d'un moteur électrique de véhicule hybride. 5 BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention a ainsi pour objet l' utilisation d'une composition comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone dans un véhicule électrique.. 10 Avantageusement, l'invention a pour objet l' utilisation d'une composition comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone pour refroidir le moteur. Avantageusement, l'invention a pour objet l' utilisation d'une composition comprenant au 15 moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone pour refroidir l'électronique de puissance et/ou le rotor et/ou le stator du moteur. Avantageusement, l'invention a pour objet l' utilisation d'une composition comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes 20 d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone pour refroidir la batterie. Avantageusement, l'invention a pour objet l' utilisation d'une composition comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de 25 carbone pour lubrifier le moteur. Avantageusement, l'invention a pour objet l' utilisation d'une composition comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone pour lubrifier les roulements situés entre le rotor et le stator et/ou le réducteur du 30 moteur. Avantageusement, l'invention a pour objet l' utilisation d'une composition comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes 3058156 6 d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone pour lubrifier la transmission. Avantageusement, l'invention a pour objet l' utilisation d'une composition comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes 5 d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone pour refroidir et lubrifier le moteur. Avantageusement, l'invention a pour objet l' utilisation d'une composition comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de 10 carbone pour refroidir le moteur et lubrifier la transmission. Avantageusement, le PAG est obtenu par copolymérisation d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène. Avantageusement, le PAG est obtenu par polymérisation d'oxyde d'éthylène. 15 Avantageusement, le PAG est obtenu par polymérisation d'oxyde de propylène. Avantageusement, le PAG est obtenu par polymérisation d'oxyde de butylène. Avantageusement, la composition lubrifiante comprend de 1 à 99% de PAG en poids par rapport au poids total de la composition, de préférence de 50 à 99%, plus préférentiellement de 70 à 99%, avantageusement de 80 à 99%. 20 DESCRIPTION DETAILLE DE L'INVENTION L'invention concerne l'utilisation d'une composition comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes dans un véhicule 25 électrique. Composition lubrifiante : La composition lubrifiante selon l'invention comprend au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone. 3058156 7 Le PAG peut être un polymère ou un copolymère (statistique ou blocs) d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone, qui peuvent être notamment préparés selon les méthodes décrites dans la demande WO 2009/134716, page 2 ligne 26 à page 4 ligne 12, par exemple par attaque d'un initiateur 5 alcool sur la liaison époxy d'un oxyde d'alkylène et propagation de la réaction. Ces PAG peuvent être préparés, par réaction d'un ou plusieurs alcools avec un oxyde d'alkylène ou un mélange d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le PAG est préparé à partir d'alcool 10 comportant de 3 à 12 atomes de carbone. Comme exemple d'alcool, on peut citer le butanol. Dans un mode de réalisation préféré, le PAG est obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxyde d'éthylène, d'oxyde de propylène et/ou d'oxyde de butylène. Dans un mode de réalisation plus préféré, le PAG est obtenu par polymérisation d'oxyde d'éthylène. 15 Dans un mode de réalisation plus préféré, le PAG est obtenu par copolymérisation d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène. Dans un mode de réalisation plus préféré, le PAG est obtenu par copolymérisation d'oxyde de propylène et d'oxyde de butylène. Dans un autre mode de réalisation plus préféré, le PAG est obtenu par polymérisation 20 d'oxyde de butylène. De manière particulièrement avantageuse, le PAG est obtenu par polymérisation d'oxyde de propylène. Comme exemples de PAG pouvant être utilisés dans la composition lubrifiante utilisée selon l'invention, on peut citer les PAG décrits dans les documents WO 2012/070007 ou WO 25 2013/164457. Comme exemples de PAG particulièrement préférés, on peut citer les produits Synalox 100-20B® et Synalox 100-50B® de la société DOW. Dans un mode de réalisation, la composition lubrifiante comprend de 1 à 99% en poids par rapport au poids total de la composition. 3058156 8 Dans un mode de réalisation préféré, la composition lubrifiante comprend de 50 à 99%, de préférence de 70 à 99%, avantageusement de 80 à 99% en poids par rapport au poids total de la composition ; ce mode de réalisation pouvant correspondre à l'utilisation du PAG selon l'invention comme huile de base majoritaire ou unique dans la composition lubrifiante. 5 Dans un autre mode de réalisation préféré, la composition lubrifiante comprend de 1 à 40%, de préférence de 5 à 30%, avantageusement de 10 à 30% en poids par rapport au poids total de la composition ; ce mode de réalisation correspondant à l'utilisation du PAG selon l'invention comme huile de base secondaire (ou co-base) dans la composition lubrifiante. Ainsi, la composition lubrifiante selon la présente invention peut comprendre en outre une huile 10 de base additionnelle connue dans le domaine des lubrifiants. L'huile de base additionnelle utilisée dans les compositions lubrifiantes selon l'invention peut être des huiles d'origines minérales ou synthétiques appartenant aux groupes I à V selon les classes définies dans la classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATI EL) (tableau A) ou leurs mélanges. Teneur en Teneur en Indice de saturés soufre viscosité (VI) Groupement I Huiles minérales 0,03 % 80 \/1 REVENDICATIONS1. Utilisation d'une composition comprenant au moins un polyalkylene glycol (PAG) obtenu par polymérisation ou copolymérisation d'oxydes d'alkylène comprenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone dans un véhicule électrique. 2. Utilisation selon la revendication 1 pour refroidir le moteur. 3. Utilisation selon la revendication 1 pour refroidir l'électronique de puissance et/ou le rotor et/ou le stator du moteur. 4. Utilisation selon la revendication 1 pour refroidir la batterie. 5. Utilisation selon la revendication 1 pour lubrifier le moteur. 6. Utilisation selon la revendication 1 pour lubrifier les roulements situés entre le rotor et le stator et/ou le réducteur du moteur. 7. Utilisation selon la revendication 1 pour lubrifier la transmission. 8. Utilisation selon la revendication 1 pour refroidir et lubrifier le moteur. 9. Utilisation selon la revendication 1 pour refroidir le moteur et pour lubrifier la transmission. 10. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans laquelle le PAG est obtenu par copolymérisation d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène. 11. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans laquelle le PAG est 30 obtenu par polymérisation d'oxyde d'éthylène. 12. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans laquelle le PAG est obtenu par polymérisation d'oxyde de propylène. 35 13. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans laquelle le PAG est obtenu par polymérisation d'oxyde de butylène. 20 25 3058156 22 14. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la composition lubrifiante comprend de 1 à 99% de PAG en poids par rapport au poids total de la composition, de préférence de 50 à 99%, plus préférentiellement de 70 à 5 99%, avantageusement de 80 à 99%.