一瓶液体为电动汽车带来的超能力| 打开引擎盖,小明找到了那个装着神秘蓝色液体的容器

文摘   汽车   2024-07-31 07:21   上海  
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在一个阳光明媚的早晨,小明像往常一样准备开着他的电动爱车去上班。踩刹车、点火,突然仪表盘上蹦出了冷却液报警灯,小明心中一动,心想:还好我早就备好了能量液: )。

打开引擎盖,小明找到了那个装着神秘蓝色液体的容器——冷却液箱。手里拿起一瓶新买的82年冷却液,正准备往里倒,忽然好奇心起,瓶身上的标签引起了他的注意...

上面密密麻麻写的各种成分和性能指标。原来,这不仅仅是"水"那么简单,TA是乙二醇为基液,加入了防腐蚀剂、抗泡剂等多种添加剂的"超级混合液体"。这些成分协同作用,让冷却液拥有了低冰点、高沸点、低电导率和稳定PH的超能力。

小明恍然大悟,原来这瓶看似普通的液体,竟是电动汽车散热系统的"守护神"。TA能在炎炎夏日力保持冷静,防止电池组过热;在凌烈寒冬中保持温暖,防止管路结冰。没想到小小的一个细节,充满了这么多智慧。

不仅仅如此,在接下来的思绪飞扬中,小明的学霸体制展现,一些列的问题浮现在头顶....

  • 冷却液、防冻液,是一个东西吗?

  • 冷却液有红色、绿色、蓝色,不同颜色的冷却液性能有差异吗?能不能混着用?

  • 驾驶过程中如果发现冷却液少了怎么办?可以加水吗?

  • 冷却液应该怎么选?为什么会有不同温度等级的?

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为了回答小明的问题,本文分为常识篇、专业篇两部分进行解答。对于电动汽车系统工程专业相关小伙伴,建议重点关注专业篇,回答了:冷却液哪些关键指标对驱动系统产生了影响?如何选择合适配比的冷却液?选用什么标准、如何进行性能考核?等问题。

常识篇

Q:冷却液、防冻液,是一个东西吗?

A:一句话概括:防冻液是一种具备防冻功能的冷却液。

我们俗称的防冻液主要是用于传统汽车的冷却,以防治低温冷却液结冰;而冷却液在工业和汽车热管理系统中广泛应用,其所冷却液都具备防冻功能。

实际上,冷却液除了防冻之外,还应具备防沸、防锈、防腐蚀等功能。因此,防冻液是一种通俗的称呼,更专业、准确的称呼是冷却液。

Q:冷却液有红色、绿色、蓝色,不同颜色的冷却液性能有差异吗?能不能混着用?

A:冷却液本身是一种无色透明的液体,为了方便区分、辨识和防止日常误食而添加了染色剂,所以我们见到的防冻液呈现红色、绿色或蓝色,并且对产品性能指标没有影响。

此外,不同的OEM对冷却液的颜色有自己的选择,比如宝马是蓝色、大众为红色,主要是考虑到冷却液的混用。由于不同冷却液在一些缓蚀剂和防腐试剂成分是有差异的, 在出厂前都会经过严格的试验,以保证自家冷却液满足设计规范。

Q:驾驶过程中如果发现冷却液少了怎么办?可以加水吗?

A:不可以加自来水,但是紧急情况可以加一点纯净水/蒸馏水。原因是,自来水中含有氯等各种矿物质,容易导致金属材料腐蚀等问题。

Q:冷却液应该怎么选?为什么会有不同温度等级的?

A:冷却液的主要几个指标:冰点、沸点、材料兼容性等,对于普通用户而言,选用汽车冷却液,冰点很重要。通常,基于用户车辆所使用环境的最低温度来定义,一般选用比该温度低10℃左右的冰点下的冷却液。一般,如果在江浙沪,使用-25℃的就可以;而如果是东北等寒冷天气,就需要使用-40℃甚至更低冰点的冷却液。

那么,冷却液的冰点由什么来决定的呢?不同冰点的冷却液使用效果有何差异?我们在专业篇中解读。下面我们以电动汽车为对象从冷却液标准切入,从成分构成、性能指标、以及对汽车关键系统的影响等维度解释下<常识篇>中遗留的问题,最后说明下冷却液在电动汽车应用的关键,从终端用户视角理解汽车热管理相关系统的开发重点和原则。

专业篇

目录

1. 汽车冷却液相关的国家强制标准

  • 1.1 GB 29743与NB/SH/T 6047

  • 1.2 冷却液的主要成分及性能指标

2.电动汽车冷却液的性能评价指标及评价方法 (知识星球发布)

  • 2.1 理化性能

  • 2.2 使用性能

    • 电导率

    • 静态腐蚀

    • 循环台架腐蚀

    • 橡胶材料兼容性

3. 冷却液在电动汽车中应用的关键 (知识星球发布)

  • 电机电控热管理中的应用

  • 空调热管理系统中的应用

  • 液冷电池热管理中的应用

4. 展望


01

汽车冷却液相关的国家强制标准

1.1 GB 29743与NB/SH/T 6047

关于机动车冷却液,实际是有国家强制标准:GB 29743《机动车冷却液》。标准分为两个部分:

  • 第1部分:燃油汽车发动机冷却液

  • 第2部分:电动汽车冷却液

图片来源:GB 29743.2

到目前为止,GB 29743.1-2022 机动车冷却液 第1部分:燃油汽车发动机冷却液已经正式实施,而GB 29743. 2—20XX 机动车冷却液第 2 部分:电动汽车冷却液目前是征求意见稿,尚未正式实施。

此外,石油化工行业的行标关于电动汽车冷却液已经有正式实施的标准:NB/SH/T 6047-2021 电动汽车冷却液。本文主要内容会参考GB 29743. 2—20XX和NB/SH/T 6047-2021来展开,上述标准会在知识星球「SysPro系统工程智库 | 标准库」专栏分享,读者可可自行下载阅读。


1.2 冷却液的主要成分及性能指标

新能源汽车相较传统燃油汽车对热管理系统提出了更多、更严苛的要求,TA如同“温控卫士”,如何确保电池组、电机、电控在适宜 的温度下高效运行,除了各热部件各司其职、协同工作外,其冷却介质的重要性不言而喻,是每位系统开发人员需要深度思考的问题。

图片来源:网络
那么,电动汽车的冷却液究竟有什么特点呢?

参考标准中有定义:电动汽车冷却液 electric vehicle coolant(简称EVC),以防冻剂、 缓蚀剂等原料复配而成的,用于纯电动汽车热管理系统中,具有冷却、 防腐、 防冻及保温等作用的功能性液体。

电车冷却液的防冻液一般是乙二醇,按照乙二醇和去离子水的不同配比会产生不同的冰点,如下图。乙二醇和水的不同配比所对应的混合溶液的冰点和沸点是不同的:电车冷却液按冰点分为-25 号、 -30 号、 -35 号、 -40 号、 -45 号和-50 号六个型号,对应的冰点温度小于等于其标号。

图 乙二醇水溶液不同配比下的冰点和沸点

图片来源:马石油润滑油PETRONAS)

我们常规定义的电驱使用边界条件:水、乙二醇各50%,从图1我们可以看出:冰点约在-36℃左右,在我们的电驱试验中,经常有客户要求最低测试水温需要到达-40℃,这种条件下那断然是不能使用50%稀释液的,那样水冷机内部冷却液会结冰,压缩机很可能会坏。

那么,除了配比外,电动汽车的冷却液性能评估的关键指标有哪些?他们的影响机理是什么?标准中如何要求的?对系统性能又会产生什么样的影响呢?我们继续向下看。


02

电动汽车冷却液的性能评价指标及评价方法

(知识星球发布)

电动汽车冷却液的性能指标,主要分为两个部分:理化性能使用性能...
2.1 理化性能

三大关键指标...

水+乙二醇配比对性能的影响...

2.2 使用性能

使用性能主要包括:...

-> 电导率
电动车冷却液和传统车冷却液的一个重大区别就是对于低电导率的要求,研究发现...

-> 静态腐蚀、循环台架腐蚀

静态腐蚀、循环台架腐蚀分别以静态模式、动态模式来评估冷却液对于金属材料的腐蚀情况...

-> 橡胶材料兼容性
橡胶材料兼容性来评估冷却液对于非金属材料的腐蚀情况...


03

冷却液在电动汽车中应用的关键

(知识星球发布)

纯电动车热管理主要包含:电机电控热管理系统、空调热管理系统、电池热管理三个子系统。在不同的热管理系统中冷却液的功能存在差异...

-> 电机电控热管理中的应用...

-> 空调热管理系统中的应用...

-> 液冷电池热管理中的应用...



04 展望

(知识星球发布)

随新能源纯电动汽车的快速发展,OEM对于冷却液的性能要求也越来越高,如果因为冷却液发生泄漏而导致车辆事故,不仅是品牌力的丧失、更不利于用户对新能源汽车信心的建立,不利于企业和行业发展,因此...

此外,当前国内外主流车企纷纷布局 800 V 高压平台架构,系统可在高电压下短时间内完成大功率充电...


以上属于「SysPro | 新能源汽车标准解读与拓展」版块中内容,完整版报告与解读在知识星球专栏发布 (全文5400字),欢迎阅读学习更多关于"新能源汽车标准的解读正在进行,点击下文了解详情:

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2024年7月30日 晚

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