199-8108-8845

一、引言

随着新能源汽车产业的蓬勃发展，充电桩作为电动汽车的 “加油站”，其重要性不言而喻。在充电桩运行过程中，会产生大量热量，如果不能及时有效地散热，将严重影响充电桩的性能、寿命甚至安全性。充电桩冷却液作为热管理系统的关键组成部分，承担着散热、控温的重要职责，对保障充电桩的稳定高效运行起着至关重要的作用。

二、充电桩工作原理及热管理需求

（一）充电桩工作原理简述

充电桩主要通过将电网的交流电转换为适合电动汽车电池充电的直流电或交流电来实现充电功能。在这个能量转换过程中，功率器件、变压器等部件会因电流通过而产生热量。例如，在大功率快充充电桩中，由于其输出功率高、电流大，产生的热量更为显著。以单枪最大输出功率约 600 千瓦的快充桩为例，在短短 5 分钟的充电时间内即可为车辆续航 200 公里，如此高的电流输出对散热提出了极高的要求。

（二）热管理对充电桩的重要性

适宜的工作温度是确保充电桩正常运行和延长使用寿命的关键。一般来说，充电桩的电子元件和功率模块在特定的温度范围内才能保持最佳性能。如果温度过高，电子元件的性能会下降，甚至可能因过热而损坏，导致充电桩故障。例如，功率器件在高温下，其电阻会增大，从而进一步增加功耗和发热量，形成恶性循环。同时，高温还会加速绝缘材料的老化，降低充电桩的安全性。而如果温度过低，电解液的活性会降低，影响充电效率。因此，有效的热管理系统对于充电桩至关重要，它能够及时带走充电桩产生的热量，将其工作温度控制在合理范围内，保障充电桩的稳定运行和高效充电。

三、充电桩冷却液的工作原理

充电桩冷却液的工作原理主要基于其独特的物理和化学性质。首先，冷却液具有较低的冰点，能够在寒冷环境下保持液态，防止冷却系统管路因结冰而胀裂。例如，常见的充电桩冷却液冰点可低至 - 35℃、-40℃甚至更低，确保在极寒地区充电桩也能正常运行。其次，冷却液的沸点较高，一般在 108℃以上，这使得它在高温环境下不易沸腾，能够持续有效地吸收和传递热量。在充电桩运行过程中，冷却液通过循环泵在冷却系统中循环流动，吸收功率器件、变压器等发热部件产生的热量，然后将热量传递给散热器，通过散热器将热量散发到周围环境中，从而实现对充电桩的冷却降温。同时，冷却液中含有的特殊添加剂能够在金属表面形成一层保护膜，防止冷却系统中的金属部件受到腐蚀，延长冷却系统的使用寿命。

四、充电桩冷却液的成分剖析

（一）基础液

①乙二醇：目前，乙二醇是充电桩冷却液中应用最为广泛的基础液成分。乙二醇是一种无色、透明、有一点甜味且具有吸湿性的粘稠液体，能与水以任意比例互溶。其水溶液的冰点会随着乙二醇浓度的变化而改变，当乙二醇浓度在一定范围内增加时，溶液的冰点显著降低。例如，当乙二醇含量为 68% 时，冰点可降低到 - 68℃。乙二醇具有沸点高、挥发性小、粘度适中且随温度变化小、热稳定性好等优点，能够为冷却液提供良好的防冻和传热性能。然而，乙二醇在使用过程中，与氧气接触可能会被氧化生成酸性物质，对金属有腐蚀作用，因此需要与其他添加剂配合使用。

②丙二醇：丙二醇也可作为充电桩冷却液的基础液。与乙二醇相比，丙二醇的毒性较低，对环境相对更加友好。其防冻原理与乙二醇类似，也是通过与水混合形成溶液来降低水的冰点。在一些对毒性和环保要求较高的应用场景中，丙二醇型冷却液具有一定优势。但丙二醇的传热性能相对乙二醇略逊一筹，在实际应用中需要综合考虑各种因素来选择合适的基础液。

（二）添加剂

①缓蚀剂：为了防止冷却系统中的金属部件受到腐蚀，充电桩冷却液中通常会添加缓蚀剂。缓蚀剂能够在金属表面形成一层致密的保护膜，阻止氧气、水分等与金属接触，从而起到防腐蚀的作用。常见的缓蚀剂有有机胺类化合物、脂肪酸酯类等非离子型缓蚀剂，以及磷酸盐、硅酸盐等。由于充电桩冷却液对电导率要求较高，非离子型缓蚀剂因其不会增加溶液电导率的特性而得到广泛应用。但在使用磷酸盐、硅酸盐等缓蚀剂时，需要严格控制其含量，以避免对电导率产生不良影响。

②pH 调节剂：冷却液在使用过程中，由于氧化等原因可能会导致 pH 值发生变化，从而影响其防腐蚀性能。因此，需要添加 pH 调节剂来维持冷却液的 pH 值在合适的范围内，一般为 7.5 - 11。常见的 pH 调节剂有有机酸盐、无机碱等，它们能够中和冷却液中产生的酸性物质，保持溶液的酸碱度稳定。

③消泡剂：在冷却液循环过程中，由于液体的搅动和流动，可能会产生泡沫。泡沫的存在会影响冷却液的传热效率，降低冷却效果。消泡剂能够降低液体表面张力，使泡沫迅速破裂消失。常用的消泡剂有高级醇、有机硅聚合物和某些表面活性剂等。

④其他添加剂：为了进一步提高冷却液的性能，还可能添加一些其他添加剂，如染色剂，用于区分不同类型的冷却液，便于观察和维护；防霉剂，防止冷却液在储存和使用过程中滋生霉菌；稳定剂，用以协调冷却液各组分的协同配合，使冷却液更稳定地存在。

五、充电桩冷却液的性能要求

（一）低电导率

充电桩作为一种电气设备，对电导率的要求极为严格。高电导率的冷却液可能会导致电流泄漏，干扰充电桩的正常运行，甚至引发安全事故。因此，充电桩冷却液的电导率通常要求在极低的水平，一般需控制在 10μS/cm 以下，以确保在充电过程中，高电压不会通过冷却液传递至整个冷却系统，保障系统的安全稳定运行。

（二）优异的热性能

①高比热容：比热容是指单位质量的物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。充电桩冷却液需要具有较高的比热容，这样在吸收相同热量时，其温度升高较小，能够更有效地吸收和传递充电桩产生的热量，保持良好的冷却效果。

②良好的热稳定性：在充电桩长期运行过程中，冷却液需要在一定的温度范围内保持其物理和化学性质的稳定。热稳定性好的冷却液在高温下不会发生分解、氧化等化学反应，能够持续有效地发挥冷却作用，确保充电桩在各种工况下都能正常运行。

（三）出色的低温性能

在寒冷地区，充电桩需要在低温环境下正常工作。因此，充电桩冷却液必须具备出色的低温性能，包括低冰点和良好的低温流动性。低冰点能够防止冷却液在低温下结冰，避免冷却系统管路因结冰而损坏。同时，在低温下冷却液仍能保持良好的流动性，确保能够在冷却系统中正常循环，及时带走充电桩产生的热量。常见的充电桩冷却液冰点可低至 - 40℃甚至更低，以满足不同地区的使用需求。

（四）防腐蚀与防锈性能

充电桩冷却系统中包含多种金属材料，如铜、铝、不锈钢等。冷却液需要具备良好的防腐蚀和防锈性能，能够在金属表面形成有效的保护膜，阻止金属与腐蚀介质接触，防止金属发生腐蚀和生锈。这不仅可以保证冷却系统的正常运行，还能减少因金属腐蚀产生的杂质进入冷却液，避免对充电桩的电气部件造成潜在危害。

（五）兼容性

充电桩冷却液需要与冷却系统中的各种材料，包括金属、橡胶、塑料等具有良好的兼容性。不会对橡胶密封件、塑料管路等造成溶胀、变形或老化等不良影响，确保整个冷却系统的密封性和可靠性。例如，冷却液中的某些成分如果与橡胶密封件不兼容，可能会导致密封件老化、变硬，从而失去密封作用，引起冷却液泄漏。

六、充电桩冷却液与传统发动机冷却液的区别

（一）电导率要求差异

传统发动机冷却液主要用于内燃机的冷却系统，其对电导率的要求相对较低。内燃机工作时，冷却系统中的电信号干扰较小，因此传统冷却液的电导率一般在几百 μS/cm 甚至更高都不会对发动机的正常运行产生明显影响。然而，充电桩作为电气设备，对电导率极为敏感，如前文所述，充电桩冷却液的电导率通常要求在 10μS/cm 以下，以防止电流泄漏对充电桩性能和安全造成危害。

（二）成分侧重点不同

传统发动机冷却液的成分主要侧重于防冻、防腐蚀和防垢等功能。在防冻剂选择上，虽然也常用乙二醇，但对其纯度和杂质含量的要求相对不如充电桩冷却液严格。缓蚀剂方面，传统冷却液可能会使用一些离子型缓蚀剂，以满足对多种金属材料的防腐蚀需求。而充电桩冷却液为了满足低电导率的要求，在成分选择上更加注重使用非离子型缓蚀剂和高纯度的原料，对基础液中杂质离子的去除也更为严格。

七、充电桩冷却液的使用与维护要点

（一）正确选择冷却液

根据充电桩的工作环境、性能要求以及厂家的建议，选择合适的电车防冻冷却液。要关注冷却液的电导率、冰点、沸点、防腐蚀性能等关键指标，确保其与充电桩冷却系统的兼容性。例如，如果充电桩安装在寒冷地区，应选择冰点足够低的冷却液；如果对电导率要求极为严格，要选择电导率符合标准且长期稳定性好的产品。同时，要选择正规厂家生产的产品，以保证产品质量的稳定性和可靠性。

（二）定期检查与更换

定期检查冷却液的液位、颜色、气味和电导率等参数。液位过低可能表示系统存在泄漏，需要及时排查修复；颜色异常或有异味可能意味着冷却液发生了变质或受到了污染，应及时更换。此外，随着使用时间的增加，冷却液中的添加剂成分会逐渐消耗，其性能会下降，因此需要按照厂家规定的时间或里程定期更换冷却液。一般来说，充电桩冷却液的更换周期在 1 - 2 年左右，但具体时间还需根据实际使用情况和厂家建议确定。

（三）防止污染与混用

在添加或更换冷却液时，要确保操作环境的清洁，避免杂质、灰尘等进入冷却系统。同时，严禁将不同品牌、不同类型的冷却液混合使用。因为不同的冷却液可能采用了不同的配方和添加剂体系，混合后可能会发生化学反应，导致性能下降，甚至可能产生沉淀、堵塞管路等问题。如果需要补充冷却液，应尽量添加与原冷却液相同的产品。

（四）注意储存条件

冷却液应储存在干燥、阴凉、通风的地方，避免阳光直射和高温环境。储存容器要密封良好，防止水分蒸发和杂质进入。对于浓缩型冷却液，在储存和使用过程中要注意按照正确的比例进行稀释，稀释用水应使用去离子水，以保证冷却液的性能不受影响。

八、结论

充电桩冷却液作为充电桩热管理系统的关键组成部分，对于保障充电桩的高效、稳定、安全运行起着不可或缺的作用。其独特的性能要求，决定了其成分和配方与传统发动机冷却液存在显著差异。在实际使用中，正确地选择、使用和维护充电桩冷却液，对于延长充电桩的使用寿命、提高其性能具有重要意义。随着技术的不断进步，充电桩冷却液在性能优化、环保可持续以及智能化集成等方面有着广阔的发展前景，将为充电桩产业的蓬勃发展提供有力支撑，推动新能源汽车行业的进一步发展。