撰文 / 錢亞光

編輯 / 黃大路

設計 / 琚 佳

來源 / 來源：Automotive News,www.maxxd.com, www.dober.com 作者：Richard Truett, Zachary Visconti

福特Mustang Mach E電動汽車正在被用來測試低導電性冷卻劑。百適通（Prestone）公司電動汽車技術總監(jiān)湯姆·科里根（Tom Corrigan）表示，這種新型冷卻劑可能在兩年內投入使用。

汽車制造商和其他地方的工程師都在努力提高電動汽車的效率（包括駕駛和充電），降低起火的風險，他們正在研究發(fā)動機罩下的所有部件，包括電動汽車冷卻系統(tǒng)中的冷卻劑。

百適通創(chuàng)建于1927年，是最早使用不易燃的乙二醇作為防凍液/冷卻劑的企業(yè)，并一直通過保持其開創(chuàng)性的配方領先于競爭對手。

電動汽車和內燃機汽車的冷卻系統(tǒng)沒有共享的機械部件，它們在不同的溫度范圍內運行。但是，科里根表示，它們有一個共同點：即都使用乙二醇冷卻劑。但這種情況即將改變。

在傳統(tǒng)的內燃機車輛中，冷卻劑被用作主要介質，將熱量從車輛的發(fā)動機和其他內部組件中輸送出去。乙二醇基冷卻劑在這些車輛中非常重要，因為它有助于將發(fā)動機保持在適當?shù)墓ぷ鳒囟?。此外，冷卻劑的沸點比水高得多，這正是在產(chǎn)生大量熱量的內燃機車輛中想要的。

此外，乙二醇基冷卻劑的冰點也比水低，這非常適合極端的冬季，在那里，水會在車輛的冷卻通道內結冰。

內燃機汽車在發(fā)動機內使用一系列管道，在泵的幫助下，通過發(fā)動機的熱區(qū)域移動冷卻劑。然后將這種冷卻劑引導到散熱器上，在那里使用風扇冷卻高溫液體。

電動汽車也會產(chǎn)生熱量，但電動汽車中需要冷卻的主要部件是電池。由于保持電動汽車電池在安全溫度下運行的重要性，冷卻劑對電動汽車也很重要。

由于燃油汽車中的冷卻劑溫度比電動汽車更高（100℃ vs. 50℃），氧化和熱分解過程會加速，從而使冷卻劑中的乙二醇分解速度加快。這使得電動汽車中的冷卻劑使用壽命比傳統(tǒng)汽車冷卻液更長。

EV需要什么樣的冷卻劑

隨著電動汽車在全球范圍內越來越受歡迎，越來越多的公司進入這一市場，行業(yè)知識和技術也在迅速發(fā)展。

冷卻劑流經(jīng)電池周圍的冷卻管道，有助于以與傳統(tǒng)汽車相同的方式冷卻電池，冷卻劑最終被送入散熱器。這在電動汽車中被稱為間接冷卻。

在電池電動汽車和氫燃料電池汽車中，使用乙二醇冷卻劑的問題在于，當它接觸系統(tǒng)中的金屬、塑料和其他組件時，隨著時間的推移，它可能會被離子化。這意味著冷卻劑電導率會升高，從而降低電動汽車的效率。

當電導率上升或下降超出理想范圍時，可能會遇到更高的能量損失、系統(tǒng)損壞和傳熱不良。如果無法將熱量從重要組件中轉移開，它們可能會過熱，從而造成不可逆轉的損壞。

如果冷卻劑泄漏到電池上，并且液體具有高度導電性，絕對會導致災難，隨著時間的推移，這些問題可能會導致整個系統(tǒng)的故障。

科里根在接受采訪時表示：“從本質上講，電動汽車是在借用內燃機的冷卻劑。我們將在未來一到兩年內看到冷卻劑發(fā)生變化?！?/p>

他表示，推動這一轉變的主要因素是安全性。這涉及到冷卻劑的導電性——內燃機冷卻劑在其配方中使用防腐劑。“這些物質在液體中離子化并帶有電荷。如果高導電性冷卻劑接觸到高電壓電子設備或電池，可能會引發(fā)火災，”科里根說?！八晕覀冋谘芯康蛯щ娦岳鋮s劑?！边@需要不同的配方。

降低電導率的戰(zhàn)斗

液體冷卻是電動汽車熱管理系統(tǒng)中的重要一環(huán)，其通過一系列與電池接觸的通道或板循環(huán)液體冷卻劑，提供更好的傳熱能力，并且在保持整個電池組的均勻溫度方面更有效。

電導率衡量溶液在兩個電極之間傳導電流的能力。冷卻劑的電導率以microsiemens/cm為單位進行測量。內燃機汽車的冷卻劑電導率有3000至5000 microsiemens/cm，這讓冷卻劑產(chǎn)生較高的導電性，但沒有問題，因為冷卻劑不會像在電動汽車動力系統(tǒng)中那樣為電氣組件冷卻。

大多數(shù)汽車制造商都要求電動汽車的流體電導率為100 microsiemens/cm。科里根說，由于燃料電池汽車是使用特殊的隔膜，通過電化學反應將氫和氧結合起來，為動力系統(tǒng)產(chǎn)生電力。所以對于燃料電池汽車來說，他們希望冷卻劑的測量值只有1.5 microsiemens/cm，甚至已經(jīng)在考慮將其降低到0.5 microsiemens/cm的可能性。

他說：“導電性的每一點兒增加，都會降低燃料電池的效率。你必須讓冷卻劑非常純凈?！?冷卻劑會流經(jīng)燃料電池的核心部件——電堆和雙極板?？评锔f：“如果冷卻劑中有導電性，就會在電池單元之間形成短路，從而降低效率。如果電壓足夠高，你實際上可以開始分解水并制造氧和氫——基本上與燃料電池正常工作原理是相反的。”

去年，百適通公司增加了研發(fā)預算，并在電動汽車和燃料電池汽車專用冷卻劑的研發(fā)團隊中增加了5名科學家和工程師。降低冷卻劑電導率的工作，主要集中在液體中腐蝕抑制劑的配方。

冷卻劑的低導電趨勢

在2023年，美國材料與試驗協(xié)會（American Society for Testing and Materials, ASTM）發(fā)布了ASTM 08455，這是一項針對電動汽車冷卻液的新測試標準（涵蓋了電池電動汽車、燃料電池汽車和插電式混合動力汽車）。因此，為電動汽車制造的冷卻液必須以新標準為指導進行測試，特別要注意測試的金屬類型。與傳統(tǒng)的腐蝕測試標準D8485不同，ASTM 08455要求對不銹鋼、鋁和可選的銅樣品進行腐蝕測試。

雖然鋁鋰合金和銅在兩種車輛中都廣泛應用，但電動汽車不需要對鐵、鋼或黃銅進行保護，這消除了對傳統(tǒng)防腐劑和添加劑的需要。

“當我們使用低導電性冷卻劑以確保安全時，就放棄了其中添加的大部分防腐劑，”科里根說。但他補充說，汽車制造商、政府機構和標準組織的規(guī)格要求“具有相當嚴格的防腐保護措施”。

百適通在其康涅狄格州丹伯里技術中心對一批福特野馬Mach-E電動汽車進行了低導電性冷卻劑產(chǎn)品的測試。科里根表示，該公司的第一款電動汽車專用冷卻劑很可能仍將以乙二醇為基礎，這將是大約兩年后的事情。他表示，如果科學家能開發(fā)出一種基于石油的絕緣冷卻劑，像乙二醇一樣有效地從電動汽車的動力設備、電池組和其他組件中帶走熱量，那么乙二醇冷卻劑就有可能被替換。

除了百適通的冷卻劑，DOBER 公司研發(fā)的EV-SLC防凍劑/冷卻劑，采用了先進的低導電技術和現(xiàn)成的乙二醇技術，專為電池電動汽車應用而設計。該技術采用非導電有機酸基緩蝕劑的獨特組合，為所有冷卻系統(tǒng)組件提供持久的防腐蝕、防凍和防煮保護，同時保持低導電性和提高熱穩(wěn)定性。

就像今天的發(fā)動機油、變速箱油、潤滑油甚至擋風玻璃清洗液一樣，電動汽車和燃料電池汽車可能不會只使用一種冷卻劑。不同的電池化學成分，如磷酸鐵鋰、固態(tài)電池和鎳錳鈷電池，可能需要特定的車輛冷卻劑，科里根說?！拔覀兛吹搅穗妱悠嚴鋮s劑的未來發(fā)展趨勢，并且希望在制造商準備好時做好準備?！?/p>