强制性国家标准《机动车冷却液 第2部分:电车冷却液》解读
2025-04-20
强制性国家标准《机动车冷却液 第2部分:电动汽车冷却液》(GB 29743.2—2025),自2025年10月1日起实施。
一、制定背景
电动汽车冷却液(以下简称:电车冷却液),是保障车辆热管理系统正常运转的换热介质,用于实现动力电池组的热稳定性和热均匀性,将电池包恒定在最佳工作温度范围内,避免因电池包局部过热引起整体动力电池源热失控,同时确保动力电池模组的电气安全,应用于纯电动汽车、混合动力电动汽车及燃料电池电动汽车。
开展电车冷却液产品的技术开发以及标准规范制定,是一件迫切且至关重要的前沿应用课题,一是电动汽车热管理系统设计对冷却介质提出新要求;二是国内快速增长的新能源汽车市场需要对电车冷却液产品进行规范;三是制定该标准将为电车冷却液产品规范生产、消费者及车辆企业选用、产品质量监督等提供技术依据,对促进我国电动汽车产业健康发展具有重要意义。因此,交通运输部组织相关单位开展了强制性国家标准《机动车冷却液 第2部分:电动汽车冷却液》(GB 29743.2—20XX)的制定工作。
二、标准的定位和作用
本标准规定了电车冷却液的产品分类、技术要求和试验方法、检验规则,以及标志、包装、运输和贮存等要求。适用于纯电动汽车、燃料电池电动汽车及具有独立热管理回路、采用B级电压电路的混合动力汽车的动力电池热管理系统,以乙二醇为防冻剂原料调配而成的电动汽车用冷却液的生产、检验和使用。
本标准的制定将为电车冷却液产品规范生产、消费者及车辆企业选用、产品质量监督等提供技术依据,进而最大限度降低电动汽车热管理系统风险,保障电动汽车核心部件运行安全和人身财产安全。
三、标准的主要内容
(一) 使用范围
本标准适用于纯电动汽车、燃料电池电动汽车及具有独立热管理回路、采用B级电压电路的混合动力汽车的动力电池热管理系统,以乙二醇为防冻剂原料调配而成的电动汽车用冷却液的生产、检验和使用。
(二) 冷却液产品分类
本标准规定的电车冷却液以乙二醇作为防冻剂,按含水量不同分为浓缩液和稀释液;按冰点分为-25号、-30号、-35号、-40号、-45号和-50号六个型号。
(三) 通用要求及试验方法
通用要求是电车冷却液最基本的项目指标,分别是外观、颜色、气味,主要从直观感觉上判定冷却液的性状。
(四) 理化性能要求及试验方法
电车冷却液理化性能要求,规定了与冷却液相关的物理化学方面的一些性质,包括:密度、冰点、沸点、pH值、灰分、水分、氯含量、硫酸盐含量、硼含量、储备碱度、对汽车有机涂料的影响、电导率等12项技术要求。
1. 密度、冰点、沸点是考察冷却液中防冻剂原料质量和加入量的三大指标,主要受防冻剂(乙二醇)配比量影响,随着防冻剂加入量提高而变化,如果防冻剂纯度不够则有可能造成该三项指标不达标。
2. pH值是表征冷却液溶液酸碱性的指标。对于电车冷却液来说,由于使用较多的铝材质,包括3系铝、4系铝和6系铝等,所以电动汽车的防腐重点放在铝系合金上,综合考虑本标准的pH值控制范围为7.0~10.0。
3. 灰分是冷却液所含添加剂带来的,是考察产品添加剂加入总量的指标,其数据用于考察产品生产工艺的稳定性。电车冷却液采用非离子型添加剂,灰分量较小。水分是考察冷却液浓缩液中,由于溶解添加剂的外加水分以及各类原料自含水分的总和。
4. 氯离子和硫酸根离子是冷却液中常见的腐蚀组分,主要来源有调配用水、各类添加剂等引入的,腐蚀性离子导致金属腐蚀的发生,影响产品的缓蚀效果。硼元素在高温时会促进铝合金的传热腐蚀。考察到生产工艺,对这三种腐蚀组分含量控制要求在10 mg/kg以下。
5. 储备碱度是考察产品缓蚀剂的质量和加入量的指标,是体现产品维持缓蚀性能能力的重要指标。对汽车有机涂料的影响是考察冷却液对车漆等部件的影响,冷却液在加注过程中可能会飞溅到车漆而导致外观损伤,是体现产品与车漆兼容性的重要指标。
6. 电车冷却液保护管路流经大量的电气部件,尤其是动力电池包,考察冷却液对电气部件安全的影响是行业关注的重点。传统冷却液是高电导率冷却液(2000us/cm以上),一旦泄露接触电气部件,会引起不可控事故。试验室结果表明,电池包不合理的设计缺陷,容易导致水冷板破损,导致冷却液渗漏至包内。同时在模拟电池包滥用试验中,高电导率冷却液泄露容易导致热失控起火。基于电导安全、电气间隙及组件测试结果证明,电导率不大于300us/cm的冷却液在电动汽车热管理系统中能达到较为安全的使用性能要求。考虑电导率指标的敏感性及冷却液在使用过程中性能变化等因素会造成电导率的升高,对新品冷却液的电导率指标界定为不大于100us/cm。
(五) 使用性能要求和试验方法
电车冷却液使用性能规定了电动汽车冷却安全使用及材料保护等方面的基本要求,包括静态腐蚀、循环台架腐蚀、橡胶材料兼容性、泡沫倾向及稳定性等5项技术要求。
1. 静态腐蚀是采用静态模拟浸泡试验法来评价冷却液的防腐特性。腐蚀性能评价中金属试片是最重要的试验参考件。选取电动汽车冷却系统中典型金属材料,包括紫铜、黄铜、钢、ZL101A铸铝以及不同型号铝材(3003铝、4043铝和6063铝)组成金属试片束。将试片束浸泡在补充添加三种腐蚀盐的试液中,在80℃的条件下,进行336h测试,比较试验前后金属材料的质量变化,是冷却液最基本的腐蚀评价方法。
2. 循环台架腐蚀更贴近于冷却液在车辆上的实际运行情况,是将冷却液注入模拟电动汽车热管理系统的台架中,在80℃和一定流量条件下循环1064h进行测试。试验后,通过测量装在台架贮液罐内的试片束质量变化,以及试验后溶液的质量变化,来评价冷却液腐蚀防护性能。
3. 橡胶材料兼容性考察冷却液与橡胶管路材料长期接触后的性能变化。选取典型材料三元乙丙橡胶和硅橡胶,对橡胶材料的考察指标有体积变化、硬度变化、断裂拉伸强度变化和扯断变化。
4. 泡沫倾向试验主要是测试冷却液中消泡剂的效果。冷却液在工作条件下,容易产生泡沫,过多的泡沫会加剧穴蚀,降低散热效果,还可能造成冷却液溢流损失。标准贴近车辆实际运行条件,分别考察30℃条件下常温消泡性能和80℃条件下高温消泡性能。
5. 稳定性指标包括:高温稳定性、储存稳定性及耐硬水稳定性。
(1)高温稳定性参照铸铝合金传热腐蚀试验法,在高温加压条件下试验(温度135℃、压力0.2MPa),是目前电车冷却液冷却液评价中要求温度最高的项目。该项目一方面评价冷却液对铸铝试块腐蚀抑制性能,另一方面,通过试验后溶液沉淀量,评价冷却液产品的高温稳定性。
(2)储存稳定性是考察冷却液在高温长时间储存后的产品性能。该指标与生产原料(如防冻剂、缓蚀剂、染色剂等)质量及添加剂技术配伍性有关系,通过试验后溶液及冷却液颜色变化来判定。
(3)耐硬水稳定性是考察电车冷却液与硬水兼容性能。相对于传统的燃油车来说,电动汽车冷却系统对传热更敏感,一旦冷却液在运转中发生结垢现象容易造成传热不均,直接会影响不同电池组和电池组不同部位之间的工作温度不同,引起电池组放电失去平衡,导致放电能力下降和续航里程下降。标准通过测量试验后溶液的沉淀物体积评价冷却液的硬水稳定性。
(六) 检验规则
检验类型分为型式检验和出厂检验两类。型式检验为标准技术要求规定的所有检验项目;出厂批次检验项目包括外观、颜色、气味、冰点、沸点、pH值、密度、储备碱度、电导率、泡沫倾向。出厂周期检验项目包括出厂批次检验项目以及灰分、氯含量、硫酸盐含量、对汽车有机涂料的影响、水分、静态腐蚀、高温稳定性。其他检验要求及对应的检验项目,由供需双方协商确定。同时标准中规定了判定规则及复检规则。
(七) 标志、包装、运输和贮存
电车冷却液包装标志至少应包括以下内容:产品名称、防冻剂类型、产品分类及冰点、浓缩液产品使用方法、生产日期或批号、使用截止日期、生产企业名称及地址等,以便于使用者识别产品类型以及开展质量检测。电车冷却液应贮存在阴暗、通风的地方,不应阳光直射。