187-8112-5180

一、充电桩冷却液的基础认知

（一）定义与作用范畴

充电桩冷却液是专门为充电桩散热系统设计研发的功能性液体，主要用于冷却充电桩内部的核心发热部件，如充电模块、功率器件、控制电路板等。这些部件在充电桩工作过程中，会因电能转换、电流传输等产生大量热量。充电桩冷却液通过循环流动，将热量从发热部件传递至散热装置，再散发到外界环境中，从而将充电桩内部温度控制在合理区间，确保设备正常运行 。

（二）与其他冷却液的区别

与汽车发动机冷却液、电子设备普通冷却液相比，充电桩冷却液的应用场景和性能需求具有独特性。汽车发动机冷却液主要应对发动机机械运动产生的热量，工作环境相对固定，侧重于高温散热和低温防冻；电子设备普通冷却液服务于常规电子元件，注重基本的散热和绝缘性能。而充电桩工作环境复杂多样，可能面临高温、高湿、沙尘等恶劣条件，且充电桩内部的功率器件和电子元件对温度变化极为敏感，微小的温度波动都可能影响充电效率和设备稳定性。因此，充电桩冷却液不仅要具备高效的散热能力，还需拥有良好的绝缘性、化学稳定性以及适应复杂环境的能力 。

二、充电桩冷却液的核心功能

（一）高效散热，保障充电设备稳定运行

充电桩在进行大功率充电时，充电模块中的整流器、逆变器等功率器件会产生大量热量。以常见的直流快充桩为例，其充电功率可达 60kW 甚至更高，在电能转换过程中，约有 10% - 15% 的电能会转化为热能 。如果这些热量不能及时散发，功率器件温度持续升高，会导致其性能下降，如器件的导通电阻增大、开关损耗增加，进而影响充电效率，严重时甚至可能引发器件损坏，造成充电桩故障。

控制电路板在工作时也会产生热量，过高的温度会影响电路板上电子元件的性能和寿命，如电容的容量衰减、芯片的运算速度变慢等，导致充电桩控制失灵或出现错误。充电桩冷却液通过精密的循环系统，快速带走这些部件产生的热量，使充电桩核心部件温度维持在适宜范围（一般功率器件工作温度需控制在 70℃ - 85℃，控制电路板温度需控制在 60℃ - 75℃），确保充电桩稳定、高效地为新能源汽车充电 。

（二）绝缘防护，确保设备用电安全

充电桩作为高压电气设备，内部存在高电压、大电流的电路系统，对冷却液的绝缘性能要求极高。一旦冷却液的绝缘性能下降，导电离子可能会导致电路短路，引发严重的安全事故，如设备损坏、火灾甚至危及人身安全。

充电桩冷却液通过严格控制电导率（通常要求电导率低于 1μS/cm），保证良好的绝缘性，防止漏电和短路现象发生。此外，冷却液还需具备稳定的介电性能，在充电桩复杂的电磁环境下，不会对设备的电气性能产生干扰，保障充电桩电气系统的安全稳定运行 。

（三）防腐防垢，延长设备使用寿命

充电桩冷却系统中的金属管道、接头、散热器等部件，长期与冷却液接触，容易发生腐蚀。冷却液中的溶解氧、酸碱度变化、杂质等因素都会加速金属的腐蚀过程。腐蚀产生的金属离子进入冷却液，可能会进一步影响冷却液的性能，形成恶性循环，导致冷却系统管道堵塞、散热效率降低。

充电桩冷却液中添加的缓蚀剂、防腐蚀添加剂等成分，能够在金属表面形成一层致密的保护膜，阻止氧气、水分等腐蚀介质与金属接触，有效抑制金属的腐蚀。同时，冷却液中的防垢剂成分可以防止冷却液在长期使用过程中因矿物质沉淀而形成水垢，保持冷却通道的畅通，减少设备维护成本，延长充电桩整体使用寿命 。

（四）环境适应，提升设备可靠性

充电桩通常安装在户外环境，面临着各种复杂的气候条件。在高温环境下，冷却液需要具备高沸点（一般不低于 110℃），避免在高温下沸腾气化，影响散热效果；在低温环境中，冷却液要具有低冰点（一般低于 -30℃），防止冷却液冻结，导致冷却管道破裂、设备损坏。

此外，在高湿度环境中，冷却液需具备良好的防潮性能，防止水分侵入导致性能下降；在沙尘较多的环境中，冷却液应不易吸附杂质，保持清洁，确保冷却系统正常运行。通过良好的环境适应性，充电桩冷却液提升了充电桩在不同环境下的可靠性，保障其持续稳定工作 。

三、充电桩冷却液的关键技术指标

（一）热性能指标

1.热导率：热导率是衡量充电桩冷却液散热能力的关键指标，热导率越高，冷却液传递热量的速度越快。目前，先进的充电桩冷却液热导率可达 0.5W/(m・K) 以上，高效的热传导性能能够快速将充电桩部件的热量传递出去，提高散热效率，满足充电桩大功率运行时的散热需求 。

2.比热容：比热容反映了冷却液吸收热量的能力，比热容大的冷却液能够吸收更多热量而自身温度升高较小，有助于维持充电桩内部温度的稳定。充电桩冷却液的比热容一般在 2.5 - 3.5kJ/(kg・K) 之间 。

3.沸点与冰点：如前文所述，为适应不同环境温度，充电桩冷却液沸点需不低于 110℃，以应对高温天气；冰点通常要低于 -30℃，确保在寒冷地区低温环境下冷却液不冻结，维持冷却系统正常循环 。

（二）电气性能指标

1.电导率：电导率是体现充电桩冷却液绝缘性能的重要指标，过高的电导率可能导致电气系统短路。因此，充电桩防冻液对电导率要求极为严格，一般需控制在 1μS/cm 以下，以保障充电桩电气安全 。

2.介电常数：介电常数反映了冷却液在电场作用下储存电能的能力。在充电桩的电磁环境中，冷却液的介电常数需要保持稳定且在合适范围内，避免对充电桩的电子控制系统和通信设备产生电磁干扰，确保设备正常工作 。

（三）化学性能指标

1.pH 值：pH 值体现了冷却液的酸碱性，合适的 pH 值范围（一般在 7.5 - 9.5 之间）能够有效抑制金属的腐蚀。如果 pH 值过低，溶液呈酸性，会加速金属的腐蚀；pH 值过高，可能会导致某些金属表面形成沉淀，影响散热效果。因此，需要通过添加 pH 调节剂来维持冷却液酸碱度稳定 。

2.化学稳定性：充电桩冷却液需要具备良好的化学稳定性，在长期的高温、高湿、紫外线照射等环境因素影响下，以及与充电桩内部材料接触过程中，不会发生分解、变质等化学反应，也不会与金属部件、橡胶密封件、塑料管道等发生不良反应，确保其性能长期稳定 。

3.相容性：冷却液要与充电桩冷却系统中的各种材料良好相容。例如，与橡胶密封件接触时，不会导致橡胶溶胀、老化；与塑料管道接触时，不会引起塑料变形、脆化；与金属部件接触时，不会加速金属腐蚀，保证冷却系统的密封性和可靠性 。

四、充电桩冷却液的组成成分及作用机制

（一）基础液

1.去离子水：去离子水是充电桩冷却液常用的基础液之一，它通过蒸馏、反渗透、离子交换等工艺，去除水中的各种离子杂质，具有较高的纯度和良好的热传导性能，能有效吸收和传递热量。但去离子水单独使用存在易蒸发、防冻性能差、缺乏防腐能力等问题，通常需要与其他成分混合使用 。

2.乙二醇或丙二醇：乙二醇具有较高的沸点和良好的防冻性能，能有效降低冷却液的冰点，但其有毒性，一旦泄漏会对环境和人体造成危害。丙二醇是一种无毒、环保的替代品，性能与乙二醇相近，逐渐成为更受欢迎的选择。乙二醇或丙二醇与去离子水混合，可调整冷却液的冰点和沸点，满足不同环境温度下的使用需求 。

（二）添加剂

1.缓蚀剂：缓蚀剂是充电桩冷却液的重要添加剂，用于保护冷却系统中的金属部件。常见的缓蚀剂有硅酸盐、钼酸盐、苯甲酸盐等。硅酸盐缓蚀剂能在金属表面形成一层二氧化硅保护膜，阻止腐蚀介质与金属接触；钼酸盐缓蚀剂通过与金属反应形成钝化膜，抑制腐蚀；苯甲酸盐缓蚀剂则吸附在金属表面，改变金属的电极电位，起到防腐蚀作用 。多种缓蚀剂协同作用，可对铁、铜、铝等不同金属材料提供全面保护 。

2.防垢剂：防垢剂主要用于防止冷却液在使用过程中产生水垢。冷却液中的钙、镁等离子在高温下容易形成碳酸钙、碳酸镁等水垢沉淀，堵塞冷却管道，降低散热效率。常用的防垢剂有有机膦酸盐、聚羧酸等。有机膦酸盐能够与钙、镁等离子结合，形成可溶于水的络合物，防止水垢生成；聚羧酸则通过吸附在水垢晶体表面，阻止水垢生长和聚集，保持冷却通道畅通 。

3.消泡剂：在冷却液循环过程中，由于水泵的搅拌、管道内的湍流等原因，容易产生泡沫。过多的泡沫会阻碍热量传递，降低冷却效率，甚至可能导致气蚀现象，损坏冷却系统部件。消泡剂能降低液体表面张力，使泡沫迅速破裂消失，保证冷却液正常循环和散热。常见的消泡剂有有机硅类、聚醚类等 。

4.pH 调节剂：pH 调节剂用于维持冷却液的酸碱度稳定。在冷却液使用过程中，由于与空气中的二氧化碳反应、金属腐蚀等因素，pH 值可能会发生变化。当 pH 值降低时，pH 调节剂（如氢氧化钠、氢氧化钾等碱性物质）能够中和酸性物质，使 pH 值恢复到正常范围，确保缓蚀剂等添加剂正常发挥作用，防止金属腐蚀 。

5.抗氧剂：抗氧剂可以抑制冷却液在高温和氧气作用下的氧化反应，防止冷却液变质，延长其使用寿命。常见的抗氧剂有酚类抗氧剂、胺类抗氧剂等，它们能够捕捉冷却液中的自由基，阻止氧化反应的链式进行 。

五、充电桩冷却液的研发与测试流程

（一）需求分析与配方设计

研发团队首先要深入研究不同类型充电桩的结构特点、工作原理、运行工况以及对冷却液的性能要求。例如，直流快充桩和交流慢充桩的散热需求不同，户外充电桩和室内充电桩对冷却液的环境适应性要求也有所差异。根据这些需求，结合基础液和添加剂的特性，通过理论计算、模拟分析和经验积累，初步确定冷却液的配方，并对配方进行多轮优化，以平衡各项性能指标和成本 。

（二）实验室小试

将初步设计的配方在实验室中进行小规模制备，得到冷却液样品。对样品进行全面的性能测试，包括热性能测试（热导率、比热容、沸点、冰点）、电气性能测试（电导率、介电常数）、化学性能测试（pH 值、化学稳定性、相容性），以及缓蚀性能测试、防垢性能测试、消泡性能测试等专项性能测试。根据测试结果，对配方进行调整和优化，不断改进冷却液的性能，直到样品满足设计要求 。

（三）中试放大

在实验室小试成功的基础上，进行中试放大生产。中试阶段的生产规模通常比小试大数十倍甚至上百倍，目的是验证配方在大规模生产条件下的可行性和稳定性，以及生产工艺的合理性。同时，对中试产品进行更严格的质量检测和性能评估，确保产品质量符合标准。在中试过程中，还需要对生产设备、工艺流程等进行优化，提高生产效率，降低生产成本 。

（四）与充电桩系统的兼容性测试

将中试产品加入实际的充电桩系统中，进行长时间、多工况的运行测试。监测冷却液与充电桩的充电模块、功率器件、控制电路板、冷却管道、密封件等部件的兼容性，观察是否会出现材料腐蚀、溶胀、变形等现象，以及对充电桩的充电性能、电气安全性能等是否有不良影响。根据测试结果，对冷却液配方或充电桩系统进行必要的改进和优化，确保两者良好适配 。

（五）可靠性与耐久性测试

在实验室和实际应用场景中，对充电桩冷却液进行可靠性和耐久性测试。模拟各种极端环境条件，如高温、低温、高湿度、高盐雾、沙尘等，以及不同的运行工况，如长时间连续充电、频繁启停等，测试冷却液在这些条件下的性能变化和使用寿命。通过大量的测试数据，评估冷却液的可靠性和耐久性，为产品的推广应用提供坚实的依据 。

六、充电桩冷却液的行业现状与发展趋势

（一）行业现状

目前，充电桩冷却液市场随着充电桩产业的快速发展而逐渐兴起。在国际市场上，一些老牌化工企业凭借其先进的技术和成熟的生产工艺，占据了较大的市场份额，它们在冷却液的研发和生产方面具有丰富的经验和技术储备。

国内市场方面，随着我国新能源汽车产业的蓬勃发展，充电桩建设加速推进，对冷却液的需求也不断增加。国内部分企业通过自主研发和技术引进，在充电桩冷却液领域取得了一定进展，但整体而言，与国际先进水平仍存在差距。国内市场竞争较为激烈，产品质量参差不齐，部分企业为了降低成本，可能会在配方和生产工艺上偷工减料，影响产品质量。此外，充电桩冷却液行业缺乏统一的国家标准和行业规范，不同企业的产品性能指标存在差异，这给消费者的选择和行业的健康发展带来了一定困难 。

（二）发展趋势

1.高性能化：随着充电桩技术向更高功率、更智能化方向发展，对冷却液的性能要求将越来越高。未来，充电桩冷却液将朝着更高的热导率、更低的电导率、更宽的温度适应范围、更长的使用寿命方向发展，以满足新一代充电桩的散热和安全需求 。

2.环保化：环保意识的增强和环保法规的日益严格，促使充电桩冷却液向环保方向发展。研发无毒、可生物降解的基础液和添加剂，减少冷却液对环境的污染；加强冷却液的回收处理技术研究，实现资源的循环利用，降低对环境的影响，将成为未来的重要发展趋势 。

3.智能化：智能化是充电桩冷却液未来发展的新方向。通过在冷却液中集成传感器，实时监测冷却液的温度、电导率、pH 值等关键参数，并将数据传输至充电桩的中央控制系统。当参数出现异常时，系统能够及时发出预警，并自动采取相应措施，如补充冷却液、调整冷却系统运行模式等，实现冷却液的智能化管理，提高充电桩的可靠性和维护效率 。

4.标准化：制定统一的充电桩冷却液国家标准和行业规范迫在眉睫。标准化的推进将有助于规范市场秩序，提高产品质量，促进企业之间的公平竞争，推动整个行业的健康、有序发展 。