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一、引言

在全球 “双碳” 目标推动下，新能源汽车产业迎来高速发展期。数据显示，2023 年全球新能源汽车销量突破 1400 万辆，同比增长超 30%。然而，新能源电车核心部件如动力电池和驱动电机在运行过程中会产生大量热量，若不能有效管理，不仅会降低车辆性能和续航里程，还可能引发安全风险。新能源电车冷却液作为热管理系统的关键一环，承担着维持核心部件温度稳定的重任，其性能和质量直接影响新能源汽车的可靠性和安全性，成为行业研究和技术创新的重要领域。

二、新能源电车热管理系统与冷却液的核心地位

（1）热管理系统的重要性

新能源电车热管理系统涵盖动力电池、驱动电机、电子控制单元等多个关键部件的温度调节。以动力电池为例，其工作温度对充放电效率和使用寿命影响显著。研究表明，当电池温度超过 45℃时，电池内部化学反应加剧，活性物质加速衰减，电池循环寿命可能缩短 30% 以上；而在低温环境下，电池电解液粘度增加，锂离子迁移速度减慢，导致充电效率降低，续航里程大幅缩水。因此，构建高效的热管理系统，精准控制各部件温度，是保障新能源电车性能和安全性的关键。

（2）冷却液在热管理系统中的作用

新能源电车冷却液作为热管理系统的传热介质，通过循环流动实现热量的吸收与散发。在电池冷却过程中，冷却液流经电池组内部的冷却通道，将电池产生的热量带走，避免局部过热；在电机冷却方面，它同样发挥重要作用，确保电机在高效工作温度区间运行，提升能量转换效率。此外，冷却液还参与电池预热过程，在低温环境下，通过加热冷却液对电池进行预热，改善电池低温性能，提高车辆在寒冷气候下的启动和运行能力。

三、新能源电车冷却液的工作原理

（1）循环冷却机制

新能源电车冷却液的循环冷却主要依靠水泵驱动。当车辆启动后，水泵开始工作，推动冷却液在封闭的冷却管路中循环。首先，低温冷却液流经动力电池和驱动电机的冷却通道，与发热部件进行热交换，吸收热量后温度升高；随后，高温冷却液进入散热器，在散热器中，通过风冷或液冷的方式，将热量散发到外界环境中，温度降低；最后，冷却后的冷却液再次回到水泵入口，重新开始循环，如此往复，实现对动力电池和电机的持续冷却。

（2）与其他部件的协同工作

冷却液的工作与热管理系统中的其他部件紧密配合。例如，温度传感器实时监测动力电池和电机的温度，并将数据传输给车辆的电子控制单元（ECU）。ECU 根据预设的温度阈值，控制水泵的转速和散热器风扇的启停，调节冷却液的循环流量和散热强度。当检测到电池温度过高时，ECU 会提高水泵转速，增加冷却液循环量，同时启动散热器风扇，加强散热；反之，当温度较低时，则降低水泵转速，减少能量消耗。

四、新能源电车冷却液的成分特性

（1）基础液

①乙二醇：乙二醇是目前应用最广泛的冷却液基础液。其具有良好的防冻性能，当乙二醇与水按一定比例混合时，可显著降低溶液的冰点。例如，68% 浓度的乙二醇水溶液冰点可低至 - 68℃，能满足极寒地区的使用需求。此外，乙二醇沸点高（约 197℃）、热稳定性强，在高温环境下不易挥发和分解，保证了冷却液在车辆长时间运行过程中的稳定性。然而，乙二醇具有一定毒性，若发生泄漏可能对环境造成污染。

②丙二醇：丙二醇作为一种环保型基础液，具有低毒性和良好的生物降解性。在对安全性要求较高的新能源车型中，丙二醇型冷却液得到广泛应用。虽然其传热性能稍逊于乙二醇，但通过优化配方和添加剂的使用，同样能满足车辆热管理的需求。

（2）功能添加剂

①缓蚀剂：新能源电车冷却系统中包含多种金属材料，如铜、铝、铁等，不同金属在电解质溶液中会发生电化学腐蚀。缓蚀剂的作用是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，从而防止腐蚀发生。常见的缓蚀剂包括有机胺类、磷酸盐类等，这些缓蚀剂在抑制金属腐蚀的同时，还需满足低电导率的要求，以避免对车辆电气系统产生干扰。

②pH 调节剂：冷却液在使用过程中，由于氧化、水解等化学反应，会导致溶液的 pH 值发生变化。酸性环境会加速金属腐蚀，而碱性过强也可能对密封材料造成损害。因此，添加 pH 调节剂可以维持冷却液的酸碱平衡，一般将 pH 值控制在 7.5 - 11 之间，确保冷却液在长期使用过程中保持稳定的性能。

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。泡沫的存在会阻碍热量传递，降低冷却效率，甚至可能导致气蚀现象，损坏水泵和管路。消泡剂能够降低液体表面张力，使泡沫迅速破裂消失，保证冷却液的正常传热和循环。

④其他添加剂：为了进一步提升冷却液的性能，还可能添加染色剂、稳定剂等。染色剂便于观察新能源电车冷却液的液位和泄漏情况；稳定剂则可以提高冷却液各成分之间的相容性，防止沉淀和分层现象的发生，延长冷却液的使用寿命。

五、新能源电车冷却液的性能要求

（1）低电导率

新能源电车的动力电池和电机系统工作电压通常在 300 - 800V 之间，高电压系统对冷却液的电导率要求极为严格。若冷却液电导率过高，可能会导致电流泄漏，引发短路故障，危及车辆和乘客的安全。因此，新能源电车冷却液的电导率一般要求控制在 5μS/cm 以下，部分高端车型甚至要求低于 2μS/cm。为满足这一要求，除了使用高纯度的基础液和添加剂外，还需对生产过程进行严格控制，确保冷却液的纯净度。

（2）宽温域适应性

新能源电车需要在不同的气候条件下运行，从极寒的北方到炎热的南方，环境温度差异巨大。这就要求冷却液具备出色的宽温域适应性。在低温环境下，冷却液的冰点要足够低，以防止冷却系统结冰，一般要求冰点低于 - 40℃；在高温环境下，冷却液要具有较高的沸点，避免在车辆长时间高速行驶或频繁快充过程中发生沸腾，通常沸点需高于 110℃。此外，冷却液在宽温域范围内还需保持良好的流动性和传热性能，确保热管理系统的稳定运行。

（3）高比热容与导热性

高比热容的冷却液能够吸收更多的热量，在相同的热量传递过程中，自身温度升高较小，从而提高冷却效率。一般来说，新能源电车冷却液的比热容要求不低于 3.5kJ/(kg・K)。同时，良好的导热性可以加快热量的传递速度，使冷却液能够迅速将热量从发热部件带走。通过优化基础液配方和添加导热增强剂等方式，可以进一步提升冷却液的导热性能。

（4）材料兼容性

新能源电车冷却系统中除了金属部件外，还包含大量的橡胶、塑料等非金属材料，如密封胶圈、管路等。冷却液需要与这些材料具有良好的兼容性，不能对其产生溶胀、腐蚀或老化等不良影响。否则，可能会导致密封失效、管路破裂等问题，引发冷却液泄漏，影响车辆的正常运行。因此，在冷却液研发过程中，需要进行大量的材料兼容性测试，确保其与冷却系统中各种材料的长期稳定配合。

六、新能源电车冷却液的应用与维护

（1）不同车型的应用差异

不同类型的新能源电车，如纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车，由于其动力系统结构和工作特点的不同，对冷却液的需求也存在差异。纯电动汽车主要依赖动力电池提供动力，对电池冷却的要求较高，因此冷却液需要更注重对电池温度的精确控制；插电式混合动力汽车除了电池冷却外，还需要考虑发动机的冷却需求，其冷却液配方可能需要兼顾两者的性能要求；燃料电池汽车的热管理系统相对复杂，对冷却液的电导率、腐蚀性等指标要求更为严格。

（2）使用与维护要点

①正确选择：用户应根据车辆使用地区的气候条件、车辆类型以及厂家的推荐，选择合适规格的冷却液。例如，在寒冷地区，应选择冰点较低的冷却液；对于高端电动车型，应选择电导率更低、性能更优的产品。

②定期检查：定期检查冷却液的液位、颜色和电导率。液位过低可能表示系统存在泄漏，需要及时排查修复；颜色异常可能意味着冷却液发生变质或受到污染，应及时更换；电导率超标会影响车辆电气安全，需立即采取措施。

③更换周期：按照车辆保养手册的规定，一般每 2 - 3 年或行驶 4 - 6 万公里更换一次冷却液。但实际更换周期还需根据车辆使用情况和环境因素进行调整。如果车辆经常在高温、高负荷工况下运行，或者所处环境较为恶劣，应适当缩短更换周期。

④避免混用：不同品牌、不同配方的冷却液成分可能不同，混用可能会发生化学反应，导致性能下降甚至产生沉淀。因此，在添加或更换冷却液时，应使用同一品牌、同一型号的产品。若需要更换不同品牌的冷却液，应先将冷却系统彻底清洗干净，再加入新的冷却液。

七、新能源电车冷却液的未来发展趋势

（1）高性能化

随着新能源汽车技术的不断进步，对冷却液的性能要求将越来越高。未来，冷却液将朝着更低电导率、更高热效率、更宽温域适应性的方向发展。研发人员将通过开发新型基础液和添加剂，优化配方设计，进一步提升冷却液的综合性能，以满足下一代新能源汽车更高功率、更高效能的热管理需求。

（2）绿色环保化

在环保法规日益严格的背景下，绿色环保将成为新能源电车冷却液的重要发展方向。一方面，降低现有冷却液中有害物质的含量，如减少乙二醇的毒性，提高其生物降解性；另一方面，探索开发新型环保型基础液和添加剂，如采用天然植物提取物作为防冻成分，从源头上实现冷却液的绿色化。

（3）智能化与集成化

随着智能化技术在汽车领域的广泛应用，冷却液系统也将朝着智能化方向发展。未来，电动汽车冷却液中可能会集成温度、电导率、腐蚀程度等多种传感器，实时监测冷却液的状态，并将数据传输给车辆的中央控制系统。中央控制系统根据这些数据，自动调节冷却液的循环流量、散热强度等，实现热管理系统的智能控制。同时，冷却液系统将与车辆的其他系统进行更深度的集成，优化整车的能量管理和热管理策略，提高车辆的综合性能。

八、结论

新能源电车冷却液作为热管理系统的核心组成部分，在保障新能源汽车性能和安全方面发挥着不可替代的作用。从工作原理到成分特性，从性能要求到应用维护，再到未来发展趋势，每一个环节都体现着其重要性和专业性。随着新能源汽车产业的持续发展，冷却液技术也将不断创新和进步，为新能源汽车的发展提供更坚实的技术支持，助力实现交通领域的绿色低碳转型。