新型冷却液提升电动车热管理

下一代电动车冷却液在满足新的电动车安全法规要求的同时，兼具低电导率、耐腐蚀性和优异的热传递性能。

与内燃机相比，电动车推进系统的热管理似乎更为简单。毕竟内燃机的工作温度要高得多——汽油发动机的最佳工作温度大约在100°C左右。相比之下，电动车电池在充放电循环过程中产生的热量相对较少，通常维持在15-30°C左右。此外，虽然电机和电力电子元件的工作温度较高，通常为60-80°C，但仍低于内燃机。

尽管如此，电动车的热管理仍然需要解决许多复杂问题，例如，电池对极限温度的耐受程度、新型电池材料体系的开发，以及高压电气架构和800V快充产生的高热问题等。这些原因都导致电动车行业越来越重视电池热管理的稳定性和安全性。专家指出，电池材料体系、硬件和冷却液之间的兼容性是实现平衡系统解决方案的关键。

Prestone电动车技术总监Tom Corrigan博士指出，“直到近期，电动车冷却液才开始受到重视。”他牵头的科学家和工程师团队负责研发面向OEM和终端客户的下一代冷却液。Corrigan指出，下一代冷却液不仅需要能够实现高效热传递，还要与其接触的每个组件和材料(如聚合物密封件)兼容，同时具备与传统内燃机防冻剂相同的防腐蚀性能。最重要的是，它必须能有效遏制热失控等极端故障蔓延至整个电池组。

Corrigan断言，“冷却液可能与高压电气元件直接接触，因此必须具备低电导率。”1低电导率冷却液成为主流

Corrigan指出，早在冷却液供应商还没来得及开发出专门的电动车热管理产品之前，第一批电动车的普及就推动了市场的形成。因此，如今上路的大多数电动车使用的都是燃油车冷却液。他指出，“Prestone与多家OEM建立了长期合作伙伴关系，因此他们在开始生产电动车时，就可以直接使用具备值得信赖的防腐蚀性能的冷却液。”

Corrigan注意到，电动车安全问题极大地推动了行业思维方式的转变。目前业界采用的电机冷却策略主要分为两种：直接冷却和间接冷却。间接冷却使用的是由水、乙二醇、防腐剂组成的冷却液，与电池冷却液相同，而电机外壳则充当冷却套，冷却液流经其中并间接带走热量。Corrigan指出，“然而现有冷却液添加剂的问题在于，各厂商的缓蚀剂混合物都沿用了内燃机冷却液常用的离子缓蚀剂。”离子缓蚀剂含有硅酸盐、有机酸和磷酸盐，这些都会增加电导率。

他指出，“这种高电导率冷却液一旦接触到高压电子元件(400V或800V系统)，就会引发剧烈的灾难性反应”。他援引研究结果表示，锂离子电池浸入传统内燃机冷却液中会产生大量热量。“这些热量很有可能导致冷却液沸腾，从而导致电池热失控并引发火灾。”

Corrigan表示，考虑到这些风险以及散热性能需求的提升，五成以上电动车制造商转而采用直接冷却策略。这一策略采用电导率极低甚至为零(具体视配方而定)的油基“介电”冷却液，冷却液直接流经电机线圈进行冷却。此外，介电冷却液还会进入电池热管理系统进行冷却;直接冷却也称为浸没式冷却，因为电池被直接浸没在介电冷却液中。

Corrigan表示，“如果你采用我们正在研发的低电导率冷却液，就可以缓解这些问题。我们的配方团队面临的挑战是必须在维持低电导率的同时确保防腐蚀性能，目的是为了减少材料沉积、热传递中断，以及最糟糕的情况——大量材料沉积导致冷却液泄漏至其他不应接触冷却液的区域。

Prestone的研发团队已开发出新型性能添加剂配方，以增强冷却液本身的散热性能，从而提高组件之间的热交换效率。Corrigan声称，该配方有助于提升任何电池材料体系的性能，而且可能有助于解决镍钴锰(NMC)和磷酸铁锂(LFP)电池材料体系之间的安全性差异。他表示，预计OEM将于“未来几年”内采用新型电动车电池冷却液。2中国新法规

将来电动车车主是否需要自行维护或更换冷却液?目前大多数电动车使用的冷却液都可以“终身使用”，无需更换。Corrigan指出，“即使我们使用低电导率冷却液，其电导率也会随时间推移而逐渐增加。随着冷却液的逐渐降解，它会吸收系统中的杂质并形成离子，从而导致电导率增加。当电导率达到300μS/cm(即每厘米微西门子，衡量电导率的单位)时，就会出现安全问题。此时建议更换冷却液。”

不仅如此，监管压力也正在逼近。中国政府已经起草了一项针对电动车冷却液的法规(GB 29743.2)，旨在降低冷却液电导率以减少电池火灾。SAE电池标准指导委员会主席Brian Engle表示，预计该法规将于2026年7月生效，届时所有在华销售车辆都必须符合该法规要求。

Engle解释道，“该法规规定，新型冷却液电导率不得高于100μS/cm，即使考虑老化效应，其电导率也不得高于300μS/cm。这就要求未来电动车冷却液设定明确的使用寿命，而非无限期使用。这一要求将改变冷却液的配方。”

Prestone公司的Corrigan表示，“中国国标规定的100μS/cm阈值是一个安全阈值，在冷却液与高压电子元件意外接触时，100μS/cm的电导率可提供一定的安全性，但这也带来了挑战。因为冷却液的电导率主要来自防腐蚀添加剂，虽然去除这些添加剂可以降低电导率，但同时也牺牲了防腐蚀性能。目前我们的研发团队已经进行了大量技术开发工作，以确保我们的冷却剂在满足中国国标的防腐要求的同时保持低电导率。作为参考，Prestone冷却液的电导率约为75 μS/cm。”