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低电导率充电桩冷却液:保障充电安全的核心要素发布日期:2025-05-14 浏览次数:

一、引言

在新能源汽车产业蓬勃发展的当下,充电桩作为电动汽车的 “能量补给站”,其安全与稳定运行至关重要。随着充电桩功率不断提升,内部高压电气系统工作时产生的热量急剧增加,散热需求愈发迫切。与此同时,高电压环境对冷却液的电性能提出了严苛要求,低电导率充电桩冷却液应运而生,成为保障充电桩安全、高效运行的核心要素。

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二、低电导率充电桩冷却液的关键作用

(一)保障电气安全,防止短路事故

充电桩内部存在 380V 甚至更高的交流电压,以及数百伏的直流电压。普通冷却液具有一定电导率,若应用于充电桩,一旦冷却液泄漏至高压电气部件,极易形成导电通路,引发短路故障,甚至可能导致火灾等严重安全事故。而低电导率充电桩冷却液的电导率通常控制在 10μS/cm 以下,部分高性能产品甚至低于 5μS/cm,几乎不具备导电性。这一特性能够有效阻断电流通过冷却液传导,即使发生冷却液泄漏,也能最大程度降低短路风险,保障充电桩电气系统的安全稳定运行。

(二)高效散热,维持设备性能

大功率充电桩在充电过程中,充电模块、电缆、功率器件等部件会产生大量热量。例如,一台 350kW 的直流充电桩,长时间满负荷运行时,内部关键部件温度可高达 80℃以上。若热量无法及时散发,会导致设备性能下降,如充电效率降低、器件寿命缩短。低电导率充电桩冷却液具备良好的热传导性能和较高的比热容,能够迅速吸收设备产生的热量,并通过循环系统将热量传递至散热器,使充电桩内部温度维持在合理区间(一般为 40 - 60℃),确保充电桩始终保持高效稳定的工作状态。

(三)保护设备部件,延长使用寿命

充电桩内部包含多种金属和非金属材料,如铜质电缆、铝合金散热片、塑料绝缘部件等。低电导率充电桩冷却液中添加了特殊的缓蚀剂和稳定剂,能够在金属表面形成致密的保护膜,防止金属氧化和腐蚀;同时,其良好的化学兼容性避免了对非金属材料的溶胀、老化等损害。通过对设备部件的全面保护,有效延长了充电桩的整体使用寿命,降低了设备维护成本和故障发生概率。


三、低电导率充电桩冷却液的性能特点

(一)极低的电导率

如前文所述,低电导率是此类冷却液的核心性能指标。为实现这一特性,在基础液选择上,通常采用经过深度提纯的去离子水或特殊合成溶剂,去除水中及溶剂中的导电离子;在添加剂配方设计方面,严格筛选低导电性或不导电的缓蚀剂、抗氧化剂等成分,并精确控制添加剂的浓度和比例,确保冷却液整体电导率满足充电桩高电压环境的安全要求。

(二)优异的热性能

高比热容:低电导率充电桩冷却液具有较高的比热容,能够吸收更多的热量而自身温度升高较小。这意味着在相同的散热条件下,冷却液可以带走更多的热量,为充电桩提供更持久、稳定的散热效果。例如,与普通冷却液相比,在吸收等量热量时,低电导率冷却液的温度上升幅度可降低 20% - 30% 。

良好的导热系数:较高的导热系数有助于冷却液快速将热量传递到散热器,提高散热效率。通过优化冷却液的成分和配方,增强分子间的热传递能力,使热量能够迅速从发热部件传导至冷却液,并进一步散发到外界环境中。

(三)出色的化学稳定性

在充电桩复杂的工作环境中,冷却液需要长期承受温度变化、电气环境影响以及与不同材料的接触。低电导率充电桩冷却液具备出色的化学稳定性,能够在高温下不分解、不氧化,避免产生酸性物质腐蚀设备;在低温环境中保持良好的流动性,不凝固、不结晶;同时,与充电桩内部的金属和非金属材料长期接触时,不会发生化学反应,始终保持稳定的性能。

(四)良好的材料兼容性

低电导率充电桩冷却液对充电桩内部各类材料表现出良好的兼容性。对于金属材料,如铜、铝、不锈钢等,冷却液中的缓蚀剂能够有效抑制金属的腐蚀;对于塑料、橡胶等非金属材料,冷却液不会导致其发生溶胀、变形或老化,确保充电桩密封部件的完整性和绝缘部件的可靠性,维持整个冷却系统的正常运行。


四、低电导率充电桩冷却液的工作原理

低电导率充电桩冷却液的工作依赖于充电桩的冷却循环系统,该系统主要由循环泵、冷却管道、散热器、温度传感器和控制系统组成。

循环泵作为动力源,推动低电导率冷却液在封闭的冷却管道中循环流动。当充电桩工作时,发热部件(如充电模块、功率器件)产生的热量通过热传导传递至冷却管道表面,与管道内的冷却液进行热交换,冷却液吸收热量后温度升高。升温后的冷却液被输送至散热器,散热器采用风冷或液冷的方式进行散热。在风冷散热器中,风扇加速空气流动,使冷却液与空气充分接触,将热量散发到周围环境中;液冷散热器则借助另一组低温冷却液或冷却水,通过热交换器实现热量的转移。经过散热后的冷却液温度降低,重新回到循环泵,再次被输送到发热部件,如此循环往复,持续为充电桩散热。

温度传感器实时监测冷却液和充电桩关键部位的温度,并将数据传输给控制系统。控制系统根据预设的温度阈值,自动调节循环泵的转速、散热器的散热强度等参数。当温度超过设定上限时,控制系统会提高循环泵转速,加大冷却液流量,同时增强散热器的散热能力;当温度降低至正常范围时,控制系统则适当降低循环泵转速,以降低能耗,实现冷却系统的智能、高效运行。


五、低电导率充电桩冷却液与普通冷却液的区别

(一)电性能差异

普通冷却液,如汽车发动机冷却液,电导率通常在 100 - 2000μS/cm 之间,主要用于满足发动机冷却的基本需求,对电导率要求不高。而低电导率充电桩冷却液电导率严格控制在 10μS/cm 以下,两者电性能差异巨大。这种差异使得低电导率冷却液能够适应充电桩高电压、强电流的工作环境,而普通冷却液则无法满足充电桩的电气安全要求。

(二)成分和配方不同

普通冷却液多以乙二醇或丙二醇为基础液,添加防冻剂、缓蚀剂、消泡剂等常规添加剂。低电导率充电桩冷却液在基础液选择上更为严格,通常采用深度提纯的去离子水或特殊合成溶剂,并添加高性能、低导电性的缓蚀剂、抗氧化剂、稳定剂等特殊添加剂。其配方设计不仅要考虑散热和防腐功能,更要确保冷却液的低电导率和高化学稳定性,以适应充电桩复杂的工作条件。

(三)应用场景和性能侧重不同

普通冷却液主要应用于汽车发动机等常规动力设备的冷却,重点关注防冻、防沸、防腐等基本性能。低电导率充电桩冷却液专为充电桩设计,除了具备基本的散热和防护性能外,更侧重于低电导率、高化学稳定性和良好的电气绝缘性,以保障充电桩在高电压环境下的安全运行,两者在应用场景和性能侧重上存在明显区别。


六、低电导率充电桩冷却液的使用与维护要点

(一)正确选择冷却液

根据充电桩的型号、功率大小以及制造商的技术要求,选择合适的低电导率充电桩冷却液。仔细查看产品说明书,确认冷却液的电导率、冰点、沸点、pH 值、材料兼容性等关键性能指标是否符合充电桩的使用需求。同时,选择正规厂家生产、质量可靠的产品,避免因使用劣质冷却液导致充电桩出现故障。

(二)定期检测与更换

虽然低电导率冷却液具有较长的使用寿命,但在长期使用过程中,其性能会逐渐下降。建议每隔 1 - 2 年对冷却液进行全面检测,检测项目包括电导率、冰点、沸点、pH 值、腐蚀率等。当检测发现冷却液电导率超过规定上限,或其他性能指标不符合要求时,应及时更换冷却液,以保证冷却系统的正常运行和充电桩的安全。

(三)防止冷却液污染

在储存和使用低电导率充电桩冷却液过程中,要严格防止冷却液受到污染。储存冷却液的容器应保持清洁、密封,避免杂质、水分和其他化学物质混入。添加冷却液时,使用专用的清洁工具,防止异物进入冷却系统。此外,不同品牌、不同型号的低电导率冷却液不能随意混用,以免发生化学反应,影响冷却液的性能。

(四)关注冷却系统维护

除了冷却液本身,充电桩的冷却系统其他部件也需要定期维护。检查冷却管道是否有泄漏、堵塞现象,确保冷却液能够顺畅循环;清理散热器表面的灰尘和杂物,保证散热器的散热效果;检查循环泵、温度传感器和控制系统的工作状态,确保冷却系统各部件正常运行。及时发现并处理冷却系统的故障和隐患,有助于延长冷却液的使用寿命,提高充电桩的可靠性。


七、结语

低电导率充电桩冷却液作为保障充电桩安全、高效运行的关键要素,在新能源汽车充电基础设施建设中发挥着不可替代的作用。随着充电桩技术的不断发展,对低电导率冷却液的性能要求也将日益提高。未来,需要进一步加强相关技术研发,不断优化冷却液的成分和配方,提升其电性能、热性能和化学稳定性,以适应更高功率、更复杂的充电桩系统需求。同时,充电桩运营和维护人员应充分了解低电导率冷却液的特点和使用维护要点,正确选择、使用和维护冷却液,为充电桩的稳定运行和新能源汽车产业的健康发展提供坚实保障。


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