NB/SH/T 6047—2021《電動汽車冷卻液》行業標準解讀

樊秀菊

中國石化潤滑油有限公司北京研究院

新能源汽車是我國戰略性新興行業之一，自2001年我國正式啟動“863”計劃電動汽車重大專項以來，新能源汽車行業的發展上升至國家戰略高度。中國新能源汽車產業經過近20年的發展，產銷規模突破100萬輛，躍居全球第一。據乘聯會數據顯示[1]，2022年全球汽車銷量達到8 098萬輛，中國汽車銷量達到2 686萬輛；全球新能源汽車銷量達到1 010萬輛，中國新能源汽車銷量達到688.7萬輛，同比增長93.4%，位居全球第一，其中純電動汽車銷量為536.5萬輛，同比增長81.6%，插電式混合動力汽車銷量達到151.8萬輛，同比增長1.5倍，預計2023年新能源汽車銷量會達到850萬輛。

在2019年前，國內外一直無統一的電動汽車冷卻液產品的技術規范，缺少產品的質量控制指標，無法衡量用戶所用產品的質量，也僅有部分OEM廠商制定了自己的企業標準，增加了部分電動汽車的技術內容，但是更多地是直接采用GB 29743—2013《 機動車發動機冷卻液》中的技術指標。

隨著行業的發展及出于汽車安全的考慮，熱管理逐漸成為新能源汽車關注的重點，對冷卻液產品和相關技術也提出了更高的要求。截止到目前，相關的ASTM（美國材料與試驗協會）標準仍在制定過程中，而中國的冷卻液國家標準GB 29743的第二部分《機動車冷卻液第2部分：電動汽車冷卻液》也在制定過程中。此外，完善的電動汽車冷卻液產品技術標準的缺失，導致了市場上的電動車冷卻液產品質量參差不齊，給諸多的電動汽車制造商和終端用戶的選擇帶來了困難。

2019年，根據國家能源局綜合司“關于下達2019年能源領域行業標準制（修）訂計劃及英文翻譯出版計劃的通知”的要求，由中國石化潤滑油有限公司牽頭制定《電動汽車冷卻液》標準的任務。NB/SH/T 6047—2021《電動汽車冷卻液》標準得到全國石油產品和潤滑劑標準化技術委員會批準，于2021年11月16日發布，2022年5月16日正式實施。NB/SH/T 6047—2021標準的發布與實施，改變了國內電動汽車冷卻液無產品標準的狀況，對規范電動汽車用冷卻液產品起到了積極的推動作用。為后續更好地推廣應用NB/SH/T 6047—2021標準，本文從標準制定的依據、適用范圍和產品分類、技術要求及標準需要改進之處等方面對該標準進行了解讀。

新能源汽車是我國戰略型新興行業之一，隨著行業的發展及出于汽車安全的考慮，熱管理逐漸成為新能源汽車關注的焦點，對冷卻液產品和相關技術也提出了更高的要求。為改變電動汽車冷卻液無產品標準的現狀，由中國石化潤滑油有限公司牽頭制定了相關標準，即NB/SH/T 6047—2021《電動汽車冷卻液》。本文從標準制定的依據、適用范圍和產品分類、技術要求及標準需要改進之處等方面進行了全面解讀。

標準制定的依據

NB/SH/T 6047—2021《電動汽車冷卻液》標準的制定主要遵循以下依據：

◇根據電動汽車溫控系統的具體工況、冷卻液產品的具體需求識別出冷卻液產品的的性能要求，檢測項目及相關的指標設置盡可能貼合實際應用；

◇由于國內外并無統一和完善的電動汽車冷卻液產品方面的標準供參考，僅有針對發動機冷卻系統的相關冷卻液產品標準，因此標準的制定中參考了部分發動機冷卻液產品的技術規格；

◇為確保標準中的測試項目、指標設置合理，收集市售的冷卻液產品樣本進行測試，并將測試結果與標準設置的技術指標進行比對。

標準適用范圍和產品分類

NB/SH/T 6047—2021標準所屬產品適用于電動汽車中鋰離子動力蓄電池、電機和控制器等的采用液冷板等非接觸式的溫控系統。

目前市售的電動汽車冷卻液產品采用乙二醇作為降冰點劑，屬于乙二醇型冷卻液產品。出于技術水平、經濟性和使用效果的考慮，推測在未來5年之內不會使用如丙二醇、丙三醇等其他醇類作為降冰點劑，因此NB/SH/T 6047—2021標準主要是針對乙二醇型電動汽車冷卻液產品。

綜合電動汽車生產廠家用液特點以及后期終端市場客戶的實際需求，最后確定產品牌號共分為7個牌號：濃縮液、-25號、-30號、-35號、-40號、-45號和-50號。用戶可以將濃縮液按照一定的比例稀釋配成不同冰點的工作液。其他牌號的產品，冰點從-25 ℃到-50 ℃，基本可以滿足中國地區從南方到北方的溫度要求，只需要選擇比實際環境最低氣溫低5～10 ℃的產品即可滿足使用要求。

標準技術要求

外觀

冷卻液產品若存在沉淀或者懸浮物說明有雜質或者添加劑溶解不完全，會直接影響產品的導熱性能，同時也關系到冷卻液產品的散熱能力，最終影響動力電池的容量和使用性能，因此，本標準將電動汽車冷卻液產品外觀設置為“無沉淀及懸浮物、清亮透明液體”。

顏色

顏色一般用來區分產品，并起到指示作用，防止誤加或者誤食。若發生冷卻液滲漏，還能夠起到檢漏作用，本標準將顏色設置為“有醒目顏色”。

密度

密度是考察產品質量的重要指標之一，能指導產品的生產和包裝過程，本產品濃縮液及工作液的密度設置參考GB 29743中乙二醇型冷卻液的相關技術指標。

冰點

冰點是考察產品中降冰點劑的質量和加入量的指標之一，其直接關系到冷卻液產品的防凍能力，冰點越低，防凍能力越強。冷卻液保持優異的防凍能力，使之在寒冷條件下保持自由流動，防止凍結后造成液體膨脹而導致冷卻系統漲裂。NB/SH/T 6047—2021標準中，-25號電動汽車冷卻液、-30號電動汽車冷卻液、-35號電動汽車冷卻液、-40號電動汽車冷卻液、-45號電動汽車冷卻液、-50號電動汽車冷卻液的冰點值分別為不高于-25.0 ℃、-30.0 ℃、-35.0 ℃、-40.0 ℃、-45.0 ℃、-50.0 ℃，濃縮液50%體積稀釋液為不高于-36.4 ℃。根據不同地區的最低冰點，一般冷卻液產品比當地最低氣溫低5～10 ℃即可滿足防凍要求。

沸點

沸點和冰點類似，也是考察產品降冰點劑的質量和加入量的指標之一，冰點越低，沸點越高，其數據和產品中的乙二醇和水的比例相關。電動汽車冷卻液濃縮液、-25號電動汽車冷卻液、-30號電動汽車冷卻液、-35號電動汽車冷卻液、-40號電動汽車冷卻液、-45號電動汽車冷卻液、-50號電動汽車冷卻液的沸點值分別為不低于163.0 ℃、106.5 ℃、107.0 ℃、107.5 ℃、108.0 ℃、108.5 ℃、109.0 ℃，濃縮液 50%體積稀釋液不低于108.0 ℃。

灰分

灰分是考察產品添加劑加入總量及雜質的指標，也考察產品生產工藝的穩定性。NB/SH/T 6047—2021標準規定濃縮液灰分值（質量分數）不大于2.5%，-25號電動汽車冷卻液、-30號電動汽車冷卻液、-35號電動汽車冷卻液不大于1.2%，-40號電動汽車冷卻液、-45號電動汽車冷卻液、-50號電動汽車冷卻液不大于1.5%。

pH值

電動汽車冷卻液產品的pH值需要在合適的范圍內，才能具有良好的金屬緩蝕性能，一般情況下，冷卻液產品的pH值在弱堿性，以達到對多種金屬的防腐蝕效果。pH值的大小一般和產品配方設計有關，過大或過小都將影響冷卻液產品的使用效果和壽命。NB/SH/T 6047—2021標準中規定電動汽車冷卻液工作液的pH值為7.5～11.0，濃縮液50%體積稀釋液的pH 值為7.5～11.0。

氯含量

冷卻液產品中氯含量過高會加劇金屬腐蝕的發生，尤其是易引起金屬鋁的點蝕，嚴重的會造成金屬穿孔、冷卻液滲漏，導致電動汽車運行安全風險。冷卻液產品中的氯一般來自于原材料，包括添加劑和冷卻液專用水，該指標也是考察產品原料純凈度的重要指標，NB/SH/T 6047—2021標準中規定氯含量不大于25 mg/kg。

水含量

水含量是考察濃縮液產品中降冰點劑的質量和加入量的重要指標之一，水含量來自于溶解添加劑的外加水分和酸堿中和生成水的含量。NB/SH/T 6047—2021標準中規定濃縮液的水分指標為不大于5.0%（質量分數）。

儲備堿度

儲備堿度是體現產品維持緩蝕性能的重要指標之一，不同的配方使用的緩蝕劑類型和配比不同，其儲備堿度數值也會不同。NB/SH/T 6047—2021標準中規定儲備堿度指標為報告值。

對汽車有機涂料的影響

對汽車有機涂料的影響主要是考慮冷卻液在加注過程中可能會飛濺到車漆而導致外觀損傷的問題，是體現產品與車漆兼容性的重要指標。NB/SH/T 6047—2021標準規定對汽車有機涂料的影響指標為無影響。

泡沫傾向

泡沫傾向是考察冷卻液產品空氣釋放性的技術指標。該數據的大小也會影響生產工藝，尤其是灌裝環節，泡沫過多會影響灌裝速率，同時泡沫過多會導致冷卻液產品在使用過程中的熱傳導性，直接影響到動力電池、電機、電控的溫控效果。NB/SH/T 6047—2021標準中規定泡沫傾向的泡沫體積為不大于150 mL，泡沫消失時間為不大于5.0 s，測試溫度為70 ℃±1 ℃。由于電動汽車冷卻液在循環系統中的工作溫度一般不大于70 ℃，因此設定測試溫度為70 ℃。

玻璃器皿腐蝕

玻璃器皿腐蝕主要是考察冷卻液產品對電動汽車冷卻系統金屬部件的防腐蝕性能，其數據和配方直接相關。電動汽車溫控系統中主要涉及金屬材料有紫銅、黃銅、鋼、鑄鋁等材料，并且根據實際應用增加了3003、4043和6063鋁金屬的防腐蝕性能。NB/SH/T 6047—202標準規定玻璃器皿腐蝕測試溫度和時間分別為88 ℃±2 ℃和336 h±2 h，質量變化為紫銅、黃銅、鋼、鑄鋁、6系鋁、3系鋁、4系鋁分別為±5、±5、±5、±10、±10、±10、±10 mg /試片。

穩定性試驗

穩定性試驗是考察產品在高溫和低溫下穩定性的技術指標。產品若產生結晶性沉淀，將堵塞電動汽車電池中的微小流道，從而導致電池散熱不良和溫度不均，直接影響動力電池的使用性能和使用壽命。增加高低溫穩定性指標符合電動汽車冷卻液的雙工況工作要求，尤其是動力電池間接采用電動汽車冷卻液進行動力電池的加熱或冷卻，其溫度一般為30 ℃左右。NB/SH/T 6047—2021標準中規定產品的穩定性指標低溫穩定性和高溫穩定性均為“無結晶性沉淀”。

橡膠相容性試驗

電動汽車溫控系統中使用了多種橡膠材料，如橡膠類的密封件。冷卻液產品與橡膠材料的相容性差將會導致冷卻液出現滲漏，有發生電池短路的風險，這將直接關系到電動汽車的安全性能。NB/SH/T 6047—2021標準中規定橡膠相容性指標值為：三元乙丙膠體積變化率為±20%，硬度變化（IRRD）為±15，斷裂拉伸強度變化率為±20%，扯斷伸長率為±60%；硅橡膠體積變化率為±10%，硬度變化（IRRD）為±15，斷裂拉伸強度變化率為±20%，扯斷伸長率為±20%。其中三元乙丙膠符合HG/T 4903 硬度等級為D要求20-73A型橡膠片，硅橡膠符合GB/T 33402 VMQ 50-G的要求，尺寸均滿足GB/T 528 中2型的要求。

標準需要改進之處

自標準發布并實施以來，得到了諸多行業以及電動汽車OEM（原始設備制造商）的認可，通過與相關行業內技術人員交流和溝通及用戶的反饋，認為該標準在實施過程中主要存在以下需要改進之處：

缺少冷卻液對于電池安全性方面的性能指標

近幾年，電動汽車相關行業都在重點關注安全問題，而冷卻液作為電池、電機及電控系統的傳熱介質，與電池的安全直接相關。因此，從冷卻液產品性能的角度出發，進行安全性能的指標設置和方法的建立，對于行業的良性發展有極其重要的意義。

增加部分金屬腐蝕性能的指標要求

隨著電動汽車行業的發展，涉及到的材料也多樣化，尤其是金屬材料方面，也在逐漸變革，如果出現金屬材料方面的腐蝕，則會直接關系到冷卻液的循環和冷卻系統的運行。部分OEM客戶目前在電驅方面使用鍍鎳銅板和鎂合金材料，這些材料也會與冷卻液產品直接接觸，因此建議增加此類材料的金屬防腐蝕性能的技術指標。

結束語

NB/SH/T 6047—2021《電動汽車冷卻液》行業標準填補了國內外無電動汽車冷卻液產品標準的空白。這一標準的制定和實施，為電動汽車冷卻液產品的生產、銷售和使用提供了可靠的依據和科技支撐，對行業的發展起到了推動作用。隨著新能源汽車行業的發展，尤其是電動汽車技術的更新，對冷卻液產品還會產生更多的新需求，冷卻液技術和未來的產品標準也將隨之而更新完善，不斷升級。