不管是油車還是電車,都需要添加冷卻液。在油車上,作用是為發(fā)動(dòng)機(jī)散熱,而在新能源車上,冷卻液用于控制電池/電驅(qū)/電控的溫度,雖然都是散熱的目的,但由于產(chǎn)熱部件的工作方式不同,導(dǎo)致冷卻液本身的性質(zhì)也有較大的差異。

防凍 防沸 防腐
汽車?yán)鋮s液又叫防凍液,是發(fā)動(dòng)機(jī)水路中循環(huán)散熱的介質(zhì),主要由水組成。不過由于水的特性,在溫度低于0度時(shí)會(huì)結(jié)冰膨脹、在高于100度的溫度或處于高海拔地區(qū)時(shí)會(huì)沸騰。而北方冬季氣溫零下幾十度、發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)缸內(nèi)溫度和排氣溫度會(huì)達(dá)到幾百度,所以單靠水本身的特性無法滿足水循環(huán)的需求,這時(shí)就要人為加點(diǎn)“佐料”才行。
乙二醇(ethylene glycol),俗稱甘醇,沸點(diǎn)接近200度,與水互溶;丙二醇也與水、乙醇及多種有機(jī)溶劑混溶,其沸點(diǎn)接近190度,兩者都是較為理想的冷卻液添加劑。

高溫防沸、低溫防凍的問題解決了,但防凍液常年在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)運(yùn)行,所以還應(yīng)該具有一定的防腐作用。根據(jù)《GB29743.1-2022冷卻液 第1部分:燃油汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液》說明,冷卻液的防腐作用,可以保障機(jī)動(dòng)車核心動(dòng)力部件的正常動(dòng)力輸出。
而在汽車上,防腐是一項(xiàng)再常見不過,但又不那么簡(jiǎn)單的工藝。因?yàn)榻饘俨牧蠒?huì)因?yàn)闀r(shí)間、環(huán)境等因素,造成性質(zhì)發(fā)生改變的情況,生銹就是一種常見的腐蝕現(xiàn)象,一般發(fā)生在底盤部位。
在冷卻系統(tǒng)中,目前市面主流的發(fā)動(dòng)機(jī)材質(zhì)采用鋁合金或鑄鐵,與之相連的冷卻系統(tǒng)如銅制接頭、鋁制水箱、鋼制管路、焊縫以及各類密封緊固件等,這些金屬在高溫下與冷卻液接觸,都存在一定的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。在不利條件下,這些金屬表面理化性質(zhì)發(fā)生改變,使得材料的強(qiáng)度、塑性、韌性等受到破壞。因此,防凍液中還要添加緩蝕劑來防止管路腐蝕。
所謂緩蝕劑,指的是“以適當(dāng)濃度和形式存在于環(huán)境(介質(zhì))中時(shí),可以防止或減緩材料腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物”。
燃油車上,主流的緩蝕劑采用離子型緩蝕劑,內(nèi)含有硅酸鹽、有機(jī)酸、磷酸鹽等成分,通過在金屬表面形成離子吸附膜實(shí)現(xiàn)防腐。

雖然離子型緩蝕劑會(huì)增強(qiáng)冷卻液的電導(dǎo)率,用在油車上也沒啥影響,畢竟油車還要想法設(shè)法保持良好的搭鐵。不過如果這種高電導(dǎo)率的冷卻液用在新能源汽車上就要仔細(xì)掂量掂量了。為什么呢,原因就在于電導(dǎo)率,畢竟冷卻液說白了就是水,是水就會(huì)導(dǎo)電。而新能源車型增加了高壓電池組件,絕緣就成為頭等安全,需要通盤考慮。
那么新能源汽車的冷卻液和燃油車的冷卻液有什么區(qū)別呢?
電導(dǎo)率要低 還要防腐
傳統(tǒng)的燃油車高溫?zé)嵩磫我?,市面上絕大部分燃油車只需要控制發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度在80-110度之間即可。其次,燃油車本身幾乎不存在電氣風(fēng)險(xiǎn),冷卻液只需要滿足高低溫、防腐蝕這三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。但到了新能源汽車上情況就完全不同了。

相比燃油車,新能源汽車存在高壓動(dòng)力電池、電控單元、電驅(qū)系統(tǒng),還有座艙的溫度控制、芯片的散熱等,看上去只需要為其散熱即可,但這幾者之間的溫度區(qū)間完全不同。如電池的工作溫度區(qū)間約15-35度,最佳工作溫度25度上下,電驅(qū)系統(tǒng)的工作溫度一般在60-90度,算力芯片的溫度上限在80-90度左右,為了收集寶貴的熱源,新能源汽車還將這些大大小小的“熱源”串聯(lián)了起來,形成多個(gè)回路,從而實(shí)現(xiàn)高效的熱管理以提高能耗表現(xiàn)。
這種工況特性,讓冷卻液必須同時(shí)滿足多個(gè)維度的指標(biāo),才能滿足三電的控溫、腐蝕、絕緣等安全需求。

以高壓電池舉例,現(xiàn)在市面上的很多電池充電倍率已經(jīng)在3C、5C,甚至萬兆。在大功率快充時(shí),電池會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)高熱。一方面,需要提高冷卻液的導(dǎo)熱能力,快速將熱量傳遞出來,維持電池安全溫度并保持高一致性,另一方面,傳統(tǒng)冷卻液在瞬時(shí)高熱時(shí),容易產(chǎn)生結(jié)垢,降低散熱效率。

然而,傳統(tǒng)燃油車?yán)鋮s液無需考慮高電壓的風(fēng)險(xiǎn),原因是其添加的離子型緩蝕劑并不存在任何風(fēng)險(xiǎn)。但離子型緩蝕劑卻會(huì)推高電導(dǎo)率,僅此一項(xiàng)就不適合新能源汽車。新能源汽車所搭載的400V或更高電壓三電,如果冷卻液的電導(dǎo)率過高,泄漏后接觸高壓系統(tǒng),極易引發(fā)各種高風(fēng)險(xiǎn)事故。
因此,新能源汽車的冷卻液除了在具備燃油車的高低溫性能上,更注重防腐蝕性能和電導(dǎo)率指標(biāo),同時(shí)還要確保與電池的材料、密封件、焊縫、管路等兼容性。

今年10月1日,新國(guó)標(biāo)GB 29743.2《機(jī)動(dòng)車?yán)鋮s液 第2部分:電動(dòng)汽車?yán)鋮s液》開始實(shí)行,相比第一部分的燃油車?yán)鋮s液,第二部分增加了在冷卻、防腐、防凍的基礎(chǔ)上增加了保溫,還明確提出,電導(dǎo)率≤100μS/cm的指標(biāo)。
【編后語(yǔ)】
簡(jiǎn)單來說,燃油車的冷卻液多采用離子型緩蝕劑,這種冷卻液的性能完全滿足燃油車的需求。但新能源汽車存在的高壓電氣,傳統(tǒng)冷卻液的高電導(dǎo)率無法滿足絕緣需求,同時(shí),更高的管路密封性能帶來更高的防腐要求,使得新能源汽車必須采用專用的冷卻液。(朋月)