2024年3月21日，三湖新材料王杰总经理参加了由艾邦主办的“2024年液冷储能系统与消防安全论坛”，发表了《高品质冷却液在液冷系统中的应用技术》主题演讲，本文根据王杰总经理会议上的演讲综合整理。
本次会议主要围绕一个方向、两个产品、三个领域、四个指标、五大DC
（本文将重点整理第四部分：四个指标，具体包括：通用指标、金属腐蚀性指标、橡胶相容性指标、动态物理指标）
为促进产业链上下更好的交流，艾邦特建了液冷储能交流群。
冷却液是一种复杂的液体组合物，常见于新能源汽车和储能系统中。一般情况下，冷却液的主要成分为乙二醇和水，但除此之外还包含抑制剂等多种元素。一般来说，50%乙二醇水溶液是常见配方之一，具有适用于大部分地区的冰点约在零下34度左右的特性。
然而，针对静态的储能液冷系统，与传统燃油车辆不同，可以考虑根据具体需求调整乙二醇浓度，例如使用40%、30%甚至82%的浓度，以适应不同地区的气候条件。
除了乙二醇和水之外，冷却液中还常含有去离子水，经过EDI处理后电导率一般控制在5到7微西门子范围内。
此外，添加有机羧酸添加剂可以改善冷却液的性能，特别是在暖通行业中，由于工况恶劣，温度范围广，对材料属性和工况要求高，因此需要特别注意添加剂的选择。消泡剂的使用可以减少气泡对设备的腐蚀，确保系统稳定运行。
此外，着色剂的添加可以用作警示色，一旦发生泄漏或异常情况，能够及时发现并处理，符合标准规范要求。
第一个通用性指标，是指如何辨别冷却液的优劣。在任何行业包括国际领域，都存在着高标准和常规产品，同时也存在着低质量低价和质量良莠不齐的现象。
因此，我们需要依据一些通用标准来评估冷却液的质量。其中，29743.1是冷却液通用要求的标准，适用于2022年的汽车燃油机冷却液。
首先，我们可以从外观入手。优质的冷却液应该清澈无浑浊，没有悬浮颗粒。如果液体浑浊，很容易判断出存在问题。其次是气味，优质冷却液应该没有刺激性气味。
在中国，乙二醇被分为聚酯级和工业级两个等级，而有些企业为了降低成本可能会使用低质量的乙二醇，甚至使用丙二醇。聚酯级乙二醇含量应在99.90%以上。
其实乙二醇在我们生活中非常常见，主要用于制作衣物和矿泉水瓶等产品。这些产品通常采用聚酯级乙二醇。
在含有50%乙二醇的冷却液中，需要添加一定量的缓蚀剂，这些缓蚀剂分为有机和无机两种类型，其中有机酸体系是三湖选择的类型之一，因为它们具有较长的寿命。
据介绍，这种冷却液的起步寿命通常是10年，质保期为八年。事实上，一些产品使用了十四五年仍然正常运行。
金属的腐蚀是需要重点关注的问题。当乙二醇在受热后，其pH值会下降，容易导致酸化。最新的国家标准要求加热前后的pH值变化范围在正负一以内。
以前，无机盐在市场上的使用量逐渐下降，是因为加热后其pH值下降速率较高。有机酸不同，它们已经中和了。针对金属，三湖进行了腐蚀试验，包括紫铜、黄铜、钢、铸铁、焊锡、铝等材料，甚至新的标准还包括对各种系列的铝材进行测试。
标准要求金属的变化值和质量标准在正负10和正负30之间，包括pH值的变化范围在7.0至11之间。然而，在实际使用中，一般通常将pH值控制在8至9.5之间，因为铝及其合金是两性金属，具有酸碱性。当铝的pH值小于4或大于9.9时，表面可能会变黑，表明发生了腐蚀。
泡沫倾向也是一个问题，消泡剂的添加也受到要求，因为气泡也会导致一定程度的腐蚀，同时影响传热效果。
这些数据来自三湖新材料在北京化工所进行的检测报告，可作为参考，涵盖了密度、灰分、氯含量、储备碱度以及腐蚀性等方面的数据。
第三个关注点是橡胶的相容性，这一领域过去经常被忽视，因为在29743-2013标准中并未涉及此项检测。然而，在NB 6047标准中，提出了对橡胶进行检测的要求，包括对三元乙丙橡胶和硅橡胶进行体积变化、硬度变化以及拉伸性能等方面的检测。
这两种材料在外部应用时，例如在管道等设备中的使用，我们需要考虑与诸如DMD、DMMP、PP、PE、PVC、PPR等管道材料的相容性。尽管这些管道材料相对简单，但对于黑色橡胶的管控却十分严格。
这一问题最容易导致储能柜或液冷系统中接头、阀门、水泵密封垫的泄漏，导致渗漏现象。这种渗漏会逐渐显现，需要时间才能被发现，因此有相应的标准来应对这种情况。虽然在29743标准中未提出此要求，但在最新的29743-2022.2电动汽车标准草案中已经提及。
对橡胶材料的测试数据要求我们都应该重视，因为这种泄漏最容易发生在储能柜内部。即使这种泄漏量很小，但一旦发生，会影响到电芯，特别是对于我们这种t级的电池，若泄漏物进入电芯，将对整个电池系统造成严重影响。
第四个关注的物理动态指标是浓度与冰点曲线。乙二醇与水混合时，其冰点并非无限制地随浓度变化，当乙二醇与水的比例达到一定程度时，其冰点实际上会下降。
举例来说，通常情况下，50%乙二醇水溶液的冰点约为零下30多度。然而，乙二醇具有吸湿性，长时间使用后其冰点可能存在一定误差，并且在春季、冬季和夏季冰点可能会有所不同。因此，相关标准针对的是体积比而非质量比，以v/v百分比表示，而非常规的质量比表示。
另一个物理动态指标是比热容曲线氟化液和有机硅等物质，它们的比热容通常在2.3左右，甚至可以达到0.9或1.9，而我们这款产品的比热容可以达到3.5、3.6，这意味着它具有较高的传导性能。
在暖通领域，我们希望流体具有较低的粘度和运动粘度，同时传热速度要快，以尽量减少流体在运动过程中的热损失。因此，这些参数要求相对较高，以实现更高效、更快速的热量传递。
思考
最后，王杰总经理对当下的热门话题——浸没式冷却技术提出了一些思考。
今年以来浸没式冷却液技术在过去的几个月里迅速崛起，成为热门讨论的焦点。这一现象的背后，部分原因可以归结于资本的推动，而不完全是因为技术本身的成熟度。
在选择合适的热管理系统，如储能柜的冷却方案时，决策者需因地制宜，从成本、效率和环保等多方面综合考虑。目前市场上的主要选项包括浸没式冷却、冷板式冷却以及风冷式冷却。每种技术都有其适用场景，而不是一种技术能全面覆盖所有需求。
对于浸没式冷却技术，环保性是一个重要考量因素。随着全球对环保和可持续发展重视程度的提升，浸没式冷却液的生物降解性成为关键指标之一。这不仅反映了行业对环境影响的关注，也体现了技术发展的新方向。
除了环保性，长效性也是一个重要的评估维度。以电动汽车为例，当前目标是实现与汽车寿命同步的冷却系统，即在汽车行驶至50万公里时，冷却系统仍能保持有效运作。这不仅对冷却液的化学稳定性提出了挑战，也要求冷却系统的设计能够支持长期稳定运行。
在技术参数方面，比热容、运动粘度和热传导系数是评估冷却效率的关键指标。优化这些参数可以进一步提升冷却系统的性能，降低能耗，延长设备寿命。因此，持续的技术创新和优化对于满足行业对高效、环保和长寿命冷却解决方案的需求至关重要。
综上所述，选择合适的冷却技术需要考量多个因素，包括成本效益、环保性能以及技术的长效性。随着技术的进步和市场的发展，预计未来将有更多创新解决方案出现，以满足不断增长的需求。
资料来源：艾邦、三湖新材料
储能液冷系统一般由电池包液冷系统和外部液冷系统两部分组成，其中温控厂商一般负责提供外部制冷工业系统，核心部件包括水泵、压缩机、换热器等。内部电池包液冷系统包括液冷板、管路等零部件，一般由储能系统集成商负责采购和组装。
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原文始发于微信公众号（艾邦储能与充电）：三湖新材：冷却液四大指标详细讲解
