來源：中石化報(bào)

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2024年被譽(yù)為我國“超充”發(fā)展元年。近日，在2024第七屆深圳國際充電樁及換電站展覽會暨第十二屆中國國際電動(dòng)汽車充換電產(chǎn)業(yè)大會上，多款液冷超級充電樁亮相，為新能源用戶帶來了“分鐘級”補(bǔ)能體驗(yàn)。

隨著電動(dòng)汽車行業(yè)加速發(fā)展，用戶對電動(dòng)汽車的接受度不斷提高。新能源純電動(dòng)汽車應(yīng)用越來越多，“充電慢、充電難”成為業(yè)內(nèi)的關(guān)注重點(diǎn)。液冷超級充電場景可以很好地解決這一問題，成為行業(yè)競逐的焦點(diǎn)。在液冷超級充電場景下，全液冷超級充電樁的最大輸出功率一般可達(dá)600千瓦，最大電流600安。這意味著在理想狀況下，以100千瓦時(shí)的新能源車為例，從30%充到80%，最快僅需5分鐘。什么是液冷充電樁？相比傳統(tǒng)充電樁，液冷充電樁有哪些優(yōu)勢？中國石化為推進(jìn)“液冷超充”都做了哪些努力？本版推出專題為您揭秘。本版文圖由 樊秀菊 趙佳洋 周 菁 王 玲 胡 曉 提供

技術(shù)名片

什么是“液冷超充”？

液冷超級充電技術(shù)是將液體冷卻系統(tǒng)應(yīng)用于電動(dòng)汽車充電過程中的新能源技術(shù)。它的主要原理是通過液冷系統(tǒng)，冷卻充電過程中產(chǎn)生的熱量，從而提高充電效率和速度。

液冷超級充電系統(tǒng)由液冷充電槍（車輛插頭）、冷卻液、液冷電纜、冷卻系統(tǒng)（熱管理系統(tǒng)，包含循環(huán)泵、儲液箱、散熱器等）、充電槍芯件流道結(jié)構(gòu)、尾部電纜鎖緊結(jié)構(gòu)、溫度控制等組成。液冷超級充電樁是在電纜和充電槍之間設(shè)置專門的液體循環(huán)通道，通道內(nèi)加入起到散熱作用的冷卻液，通過液冷系統(tǒng)高效帶走充電線纜上的熱量，從而讓更細(xì)的充電線上可以加載更大的充電電流，成倍提升充電功率，達(dá)到高速充電的目的。

液冷終端技術(shù)路徑有哪些？

為滿足大功率充電中的散熱需求，同時(shí)保持便利性、避免充電槍線過重，液冷超級充電樁需配置液冷充電終端(充電槍+線+冷卻系統(tǒng))。液冷終端按照冷卻介質(zhì)可分為間接式液冷和浸沒式液冷兩種技術(shù)路徑。

間接式液冷，主要采用冷卻液作為散熱介質(zhì)，電纜內(nèi)設(shè)計(jì)冷卻管路，通過水泵推動(dòng)冷卻液的循環(huán)流動(dòng)進(jìn)行散熱，以保持電纜低溫恒溫運(yùn)行，增強(qiáng)電纜的載流能力。

浸沒式液冷，主要是將電纜直接浸沒在絕緣油中散熱，輔助循環(huán)系統(tǒng)高效帶走大功率充電產(chǎn)生的熱量，以保持電纜低溫恒溫運(yùn)行。目前，由于液冷超級充電硬件技術(shù)發(fā)展相對滯后，材料兼容性問題導(dǎo)致的滲漏并未妥善解決。因此，間接式液冷路徑仍是目前液冷超級充電的首選，浸沒式液冷路徑也在逐步探索中。

相比傳統(tǒng)充電樁，液冷超級充電樁有哪些優(yōu)勢？

冷卻效果更好。采用液體冷卻方式可以更高效地冷卻電池，防止電池過熱導(dǎo)致電池壽命縮短。充電速度更快。利用液體冷卻技術(shù)，可以將電池充電速度提高至最大輸出功率的80%以上。充電更加安全。通過液體冷卻技術(shù)，可以保證充電時(shí)電池溫度始終處于安全范圍內(nèi)，避免由于過度放熱而發(fā)生事故。液冷超級充電樁廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車及新能源汽車的充電領(lǐng)域，特別是在高速公路等大功率充電場景中表現(xiàn)出優(yōu)越的性能。此外，在極端天氣下，液體冷卻技術(shù)還有助于保障電池的安全性。

“液冷超充”未來發(fā)展趨勢如何？

“液冷超充”處于起步階段，潛力大，發(fā)展前景廣闊。但目前我國大功率液冷超級充電樁滲透率仍較低。未來，“液冷超充”技術(shù)將持續(xù)加速滲透，但面臨投入成本過高、設(shè)備利用率和投資回報(bào)率較低等困難。要解決這些難題，首先要通過技術(shù)創(chuàng)新來降低設(shè)備生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，從而降低投入成本；其次要加強(qiáng)市場調(diào)研，根據(jù)實(shí)際需求合理規(guī)劃產(chǎn)品方案，提高設(shè)備利用率，進(jìn)而提高投資回報(bào)率；再次，要通過政府支持政策、產(chǎn)業(yè)資本引導(dǎo)等方式降低投資風(fēng)險(xiǎn)，吸引更多資金進(jìn)入該領(lǐng)域，推動(dòng)“液冷超充”技術(shù)的發(fā)展與普及。

大功率“液冷超充”技術(shù)的發(fā)展與布局，任重道遠(yuǎn)，需要多方配合，共同努力，形成合力，才能更好地推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步推進(jìn)有序充電和V2G（電動(dòng)汽車給電網(wǎng)送電），助力節(jié)能減排、綠色低碳發(fā)展，加速實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)。

企業(yè)實(shí)踐

中國石化潤滑油公司始終致力于多個(gè)行業(yè)的冷卻介質(zhì)相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)的研究，針對不同的行業(yè)和領(lǐng)域及多種應(yīng)用場景開發(fā)專用產(chǎn)品，如傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液、電動(dòng)汽車恒溫液、逆變器冷卻液、燃料電池冷卻液、數(shù)據(jù)中心冷卻液、全浸油等系列產(chǎn)品，與國內(nèi)外的重點(diǎn)OEM（原始設(shè)備制造商）合作開發(fā)，取得其技術(shù)認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的工業(yè)化應(yīng)用。近年來，潤滑油公司不斷深耕挖潛，重點(diǎn)關(guān)注戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)油液技術(shù)的開發(fā)與研究，其中就包括液冷超級充電用油液。

浸沒式液冷用油液

浸沒式液冷采用的是電纜和絕緣油直接接觸，相比間接式液冷具有更高的冷卻效率。由于絕緣油與電子元器件直接接觸，在使用過程中會存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)，因此對絕緣油的電化學(xué)安全性能要求更高。低溫條件下，絕緣油會變得更加黏稠，導(dǎo)致在使用過程中散熱效率降低，在一定程度上也會限制浸沒式液冷技術(shù)的推廣，需要油冷介質(zhì)具有足夠低的黏度來達(dá)到良好的換熱效果。因此，浸沒式液冷所用絕緣油需要兼顧高電化學(xué)性能及低黏度，這也是該產(chǎn)品開發(fā)的重點(diǎn)及難點(diǎn)。

充電樁全浸油

產(chǎn)品性能：浸沒式液冷模式冷卻效果更好、安全系數(shù)更高，能夠滿足超高倍率條件下（大于600千瓦）的充電需求。浸沒式液冷介質(zhì)要具備良好的安全性能、材料兼容性及換熱性能。中國石化充電樁全浸油采用自主專利技術(shù)，針對更大功率超級充電樁特性需求，可在極端溫度下對電池系統(tǒng)提供高效的熱管理，同時(shí)閃點(diǎn)、絕緣電阻和擊穿電壓高，能顯著提高充電樁系統(tǒng)主動(dòng)安全性能。此外，該產(chǎn)品黏度低、流動(dòng)性好，比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)相對較大，能夠有效提升換熱效率；所用原料不損害充電樁的金屬材料、高分子材料，能夠長期穩(wěn)定地對充電樁系統(tǒng)提供高效熱管理，減少運(yùn)維成本，延長產(chǎn)品更換周期。該產(chǎn)品適用于充電樁浸沒式冷卻系統(tǒng)。

中國石化的努力

潤滑油公司北京研究院針對超級充電樁新的熱管理需求，識別產(chǎn)品關(guān)鍵性能及開發(fā)難點(diǎn)，針對浸沒式冷卻方式，于2022年研制開發(fā)完成性能優(yōu)異的充電樁全浸油產(chǎn)品。為推廣充電樁全浸油，潤滑油公司與多家國內(nèi)知名企業(yè)合作，完成該產(chǎn)品的仿真模擬換熱效率試驗(yàn)、熱失控測試、非金屬及金屬材料的兼容性考察、可靠性驗(yàn)證等工作。

間接式液冷用油液

間接式液冷主要采用的冷卻液大多為乙二醇型，其主要成分為乙二醇、水和多種添加劑。乙二醇為防凍劑，可以保證產(chǎn)品具有良好的防凍功能；添加劑包括金屬緩蝕劑、阻垢劑、抗泡劑、染色劑等，可以保證產(chǎn)品具有良好的綜合性能。由于充電樁設(shè)備涉及的材料類型較多，如多種金屬材料等，同時(shí)還大量使用了硅橡膠等非金屬材料。而冷卻液是一種導(dǎo)電介質(zhì)，一旦因金屬腐蝕或者材料兼容性不良導(dǎo)致液體泄漏，可能會與充電樁高壓零部件接觸，產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，冷卻液產(chǎn)品需要具有良好的多種金屬防腐蝕性能、分散性能、抗泡性能、材料兼容性能及穩(wěn)定性能等，以保障充電設(shè)備的安全運(yùn)行。

中國石化在冷卻介質(zhì)產(chǎn)品開發(fā)方面已經(jīng)有幾十年的經(jīng)驗(yàn)，所開發(fā)的冷卻液系列產(chǎn)品均采用國產(chǎn)化原材料、自主知識產(chǎn)權(quán)單劑配方，已經(jīng)在傳統(tǒng)汽車、工程機(jī)械、高端農(nóng)機(jī)、新能源汽車、儲能、風(fēng)電等場景均有應(yīng)用，同時(shí)積極進(jìn)行專利布局、標(biāo)準(zhǔn)研究與制定，在行業(yè)具有較強(qiáng)的影響力和話語權(quán)。

SC充電樁冷卻液

產(chǎn)品性能：超充液冷充電樁設(shè)備目前主要使用間接式液冷對充電設(shè)備進(jìn)行溫控，其液體管路較細(xì)，使用了多種金屬、非金屬材料，在散熱、冷卻、金屬防腐蝕、材料兼容等方面都有相關(guān)的技術(shù)要求。SC充電樁冷卻液系列產(chǎn)品采用自主專利配方技術(shù)，具備優(yōu)異的防凍、金屬腐蝕抑制、材料兼容性、抗泡、防沉積等性能，完全滿足間接式超充液冷充電設(shè)備的技術(shù)要求，溫控精準(zhǔn)，能夠保障設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

市場應(yīng)用：該產(chǎn)品適用于液冷超級充電樁相關(guān)的整流柜、充電線、充電槍、充電樁等間接式液冷溫控系統(tǒng)。

中國石化的努力：在液冷超級充電場景下，全液冷超級充電樁的最大輸出功率可達(dá)600千瓦。潤滑油公司北京研究院針對超級液冷充電樁的熱管理需求，識別產(chǎn)品關(guān)鍵性能，確定科學(xué)的技術(shù)目標(biāo)，綜合研究防凍技術(shù)、金屬緩蝕技術(shù)、抗泡技術(shù)等，推出了性能優(yōu)異的SC充電樁冷卻液產(chǎn)品。在開發(fā)過程中，潤滑油公司積極進(jìn)行該產(chǎn)品的專利布局，通過行業(yè)調(diào)研、深度挖掘，與目標(biāo)客戶共同開展金屬腐蝕抑制性、非金屬材料兼容性、實(shí)機(jī)試驗(yàn)測試等工作，使該產(chǎn)品最終獲得國內(nèi)液冷超級充電樁頭部企業(yè)技術(shù)認(rèn)證，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

應(yīng)用場景

應(yīng)用情況：潤滑油公司北京研究院協(xié)助華為公司開展珠穆朗瑪峰全液冷超級充電項(xiàng)目的液冷介質(zhì)評估。9月3日，珠峰全液冷超級充電站正式投入運(yùn)營，標(biāo)志著中國石化冷卻介質(zhì)產(chǎn)品在高海拔寒區(qū)的應(yīng)用探索取得了勝利。珠峰全液冷超級充電站是全球海拔最高的光儲液冷超級充電站。該站采用華為超級充電解決方案，配置3套主機(jī)、4把600千瓦超級充電槍和16把250千瓦快速充電槍，應(yīng)用中國石化冷卻介質(zhì)新技術(shù)。目前，中國石化冷卻介質(zhì)相關(guān)產(chǎn)品已應(yīng)用在天全、卡子拉山、理塘、桑堆、拉薩、林芝、羅布林卡、珠峰等318國道川藏超級充電綠廊沿線服務(wù)區(qū)的23座華為超級充電場站。

應(yīng)用情況：今年初投營的北京石油小武基充電站占地面積約3000平方米，設(shè)有65個(gè)小型車輛充電位、5個(gè)貨車專用充電位，是北京石油首座運(yùn)用液冷超級快充技術(shù)打造的全液冷超級充電站，最高充電功率可達(dá)600千瓦，最快可實(shí)現(xiàn)“一秒一公里”。該站充電設(shè)備具有大功率充電快、槍線便于操作、無漏液漏電隱患、效率高、能耗低等優(yōu)勢。車主只需要通過手機(jī)掃碼或者通過“易捷加油”APP/小程序中的“一鍵加電”即可自助操作充電，大幅提升車輛補(bǔ)能效率。

應(yīng)用情況：重慶龍禹公司金湖超級充電站占地面積3738平方米，周邊是照母山高檔住宅區(qū)，緊鄰重慶市光環(huán)購物商圈。該站是重慶地區(qū)首座超級充電綜合加能服務(wù)站，電容為2000千瓦時(shí)，配置充電功率為1680千瓦的群控群充系統(tǒng)。該站共建有充電樁32個(gè)，其中液冷超級充電樁3個(gè)、超級充電樁27個(gè)、交流充電樁2個(gè)，液冷超級充電樁單槍輸出功率最高可達(dá)480千瓦（600安），能夠?yàn)榭蛻籼峁┛旖莸某潆婓w驗(yàn)。

未來將開發(fā)更長使用周期冷卻介質(zhì)產(chǎn)品

嘉賓：中國石化潤滑油有限公司北京研究院院長、黨委書記 雷 凌

為適應(yīng)新能源車快速增長，我國充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，2023年全國充電基礎(chǔ)設(shè)施共860萬臺。充電設(shè)備在運(yùn)行中會發(fā)熱，為保障設(shè)備的正常運(yùn)行，需要冷卻介質(zhì)進(jìn)行散熱。

充電樁設(shè)備發(fā)展初期普遍采用強(qiáng)制風(fēng)冷，但是傳統(tǒng)的風(fēng)冷模式已難以滿足超級充電樁在高充電倍率（大于240千瓦）條件下的冷卻需求。液冷模式憑借散熱效率高、噪聲小且更加安全穩(wěn)定的優(yōu)勢成為未來充電樁冷卻模式的主要發(fā)展方向。目前，國內(nèi)外都在重點(diǎn)發(fā)展全液冷超級充電樁。

中國石化結(jié)合液冷超級充電樁設(shè)備的技術(shù)要求，與國內(nèi)頭部充電樁企業(yè)合作開發(fā)，分別針對間接式液冷和浸沒式液冷開發(fā)了不同的冷卻介質(zhì)系列產(chǎn)品，滿足充電樁設(shè)備發(fā)展的技術(shù)要求。性能優(yōu)異的產(chǎn)品、先進(jìn)的技術(shù)方案、優(yōu)質(zhì)的客戶服務(wù)，得到了認(rèn)可。

目前，越來越多的充電樁企業(yè)對冷卻介質(zhì)提出了長壽命的要求，從5年延長到10年，甚至希望未來可以達(dá)到20年，與充電設(shè)備同壽命，這樣可以減少設(shè)備維護(hù)成本。因此，中國石化未來需要針對全液冷超級充電冷卻介質(zhì)更長使用壽命的要求，識別技術(shù)難點(diǎn)，制定科學(xué)的技術(shù)方案，不斷優(yōu)化產(chǎn)品，提升技術(shù)水平，開發(fā)更長使用周期的冷卻介質(zhì)產(chǎn)品以滿足客戶需求，保持技術(shù)先進(jìn)性及行業(yè)領(lǐng)先地位。

中國石化具備豐富的冷卻介質(zhì)技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以快速響應(yīng)客戶的個(gè)性化需求，如低溫、長壽命、生物降解等，并制定技術(shù)方案，提供定制化專用產(chǎn)品。專業(yè)精湛的技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)還可以為客戶提供優(yōu)質(zhì)高效的油液監(jiān)控服務(wù)，保障產(chǎn)品應(yīng)用的可靠性與穩(wěn)定性。

同時(shí)，中國石化作為國內(nèi)冷卻介質(zhì)技術(shù)的引領(lǐng)者，需要引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展，制定充電樁油液產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，幫助解決冷卻介質(zhì)產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、標(biāo)準(zhǔn)缺失、油液產(chǎn)品選擇缺少依據(jù)等問題，為客戶選擇冷卻介質(zhì)產(chǎn)品提供支撐，提升企業(yè)在戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)。

標(biāo)簽： 液冷、數(shù)據(jù)中心等 導(dǎo)熱界面材料 點(diǎn)擊： 評論: