一、新能源汽车液冷板腐蚀机理

电动汽车液冷板以铝合金为核心材质，主要为 3003 铝（基层）、4043 铝（钎料层）及 ZL101A 铸铝（电机外壳等）。

如下可以参考下：

具体类型/代表

主要应用场景

3系（如3003）、5系、6系（如6061、6063）

导热系数约为150-250 W/(m·K)，密度低、强度高、加工性能好、成本较低。

综合性能优异，在导热、强度、重量和成本间取得良好平衡；耐腐蚀性可通过阳极氧化等表面处理增强。

长期使用可能被冷却液腐蚀；与某些电位不同的金属（如含银焊料）连接时，可能形成宏电池，加速腐蚀。

目前绝对的主流选择，广泛应用于纯电动、混动汽车的电池包及储能系统。

铜及铜合金

无氧铜、黄铜

导热性能极其优异（导热系数远高于铝）。

散热效率极高。

密度大、重量重、原材料成本高；与电池包内其他铝制部件连接时存在电偶腐蚀风险。

在部分对散热性能有极端要求的特定场合或高热流密度电子元件中有所应用，在大型电池包中应用较少。

铝-铜复合（如铝板埋铜管）

结合铝的轻量化和铜的高导热性。

旨在兼顾性价比和局部高性能，利用铜管高效导走热量，铝板提供大面积散热和结构支撑。

制造工艺复杂，铜管与铝板之间的结合质量至关重要，若存在缝隙会严重影响散热效果。

在某些特殊的电子散热或服务器领域可见，在动力电池领域不属于主流方案。

这类铝合金含 Mn（1.0-1.5%）、Mg（0.45-0.9%）等活性元素，在含腐蚀性离子的冷却液中，易发生选择性腐蚀，离子穿透表面氧化膜形成蚀孔，且晶界处成分偏析会加速腐蚀，

如 3003 铝在未达标的冷却液中，80℃工况下 336h 腐蚀失重可达 5.5mg / 片。

1、液冷板表面防腐处理

液冷板通常原材不需通过阳极氧化（膜厚 5-15μm）或化学转化膜实现防护，其天然可以形成AL2O3膜，具有一定的防腐性能，但如果在运输、安装过程中存在缺陷（如氧化膜针孔、涂层不均），冷却液中 Cl?、SO?2?会通过缺陷接触基体，引发局部腐蚀。

2、液冷板内部腐蚀测试

在QC/T 468 散热器标准及在此基础上后续行业标准行标《QC/T 1206.2-2024电动汽车动力蓄电池热管理系统第2部分：液冷系统》等，明确试验前向液冷系统内部注满混合溶液，该溶液由体积比为 4:6 的防冻液和 ASTM 溶液组成。

防冻液型号：45%的乙二醇防冻液，冻结温度为-30℃；

ASTM溶液：由1L蒸馏水与148 mg的硫酸钠、165mg 的氯化钠、138 mg的碳酸氢钠配置的溶液。

二、冷却液主要成分

1、冷却液概念

电动汽车冷却液：GB .2-2025机动车冷却液第2部分电动汽车冷却液

以防冻剂、缓蚀剂等原料复配而成的，用于电动汽车动力电池热管理系统，具有冷却、防腐、防冻及保温等作用的功能性液体。

发动机冷却液：GB.1-2022机动车冷却液第1部分燃油汽车发动机冷却液

以防冻剂、缓蚀剂等原料复配而成的，用于发动机冷却系统中，具有冷却、防腐、防冻、防结垢等作用的功能性液体。

注:直接从产品原包装中取出的冷却液通常称为原液，原液既可以是冷却液浓缩液,也可以是冷却液稀释液。

2、主要成分

冷却液的主要成分根据应用场景有所不同，但主要构成通常包括以下三类：

1）基础液

乙二醇是当前主流，部分产品使用丙二醇或甘油。

通常乙二醇与水的混合比例为1:1（体积比），既能实现-37℃左右的冰点，又能保持常压下约108℃的沸点。

主要为去离子水或蒸馏水，用于调节冰点、沸点并提升导热效率。

需避免使用含矿物质的水，因为矿物质在内部会结垢。

3）添加剂

包括下面多种功能性成分：

缓蚀剂：如硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐等，防止金属腐蚀；

缓冲剂：维持pH值稳定，抑制酸性物质对金属的侵蚀；

抗泡剂：减少冷却系统内气泡生成；

染色剂：便于区分不同类型冷却液。

三、导致铝板腐蚀的关键成分

冷却液中导致铝板腐蚀主要是两类物质和酸碱度：

1、硼酸盐

危害机理：硼在高温下会与铝发生反应，生成硼酸铝络合物，破坏铝表面氧化膜，导致晶间腐蚀。

硼酸盐是传统无机盐型冷却液常见的缓蚀剂组分。

硼酸盐能够有效抑制铸铁、钢、黄铜等传统金属部件的腐蚀，并可以把冷却系统中原有的腐蚀产物从机体剥离下来，防止继续腐蚀机体，缺点是硼砂在高温时会促进铝合金的传热腐蚀。

2、氯离子（Cl?）与硫酸根（SO?2?）

腐蚀作用：Cl?和SO?2?会破坏铝的钝化膜，加速点蚀和应力腐蚀开裂；硫酸根离子除了具有一定腐蚀性外，还容易和钙镁等离子生成沉淀，在管路内表面结垢影响散热。

3、PH 值：

PH值是表征冷却液溶液酸碱性的指标。

从金属材料缓蚀机理表现看，碱性溶液利于形成稳定的保护膜，从而提高冷却液缓蚀性能。

典型金属的电位-pH图显示：铝最佳保护的pH值范围为4.0～8.5（如下图）、铜有效钝化的pH值范围为7.0～12.5、铁最佳保护的pH值范围为 8.5～12.5、铅/焊锡最佳保护的pH值范围为7.5～9.5。

从上面内部腐蚀测试和导致铝板腐蚀的关键成分，进行对比，可以看出液冷板内部腐蚀测试的测试溶液，并未考虑加入引发铝板腐蚀的成分，比如传统冷却液添加的有硼酸盐。

加入硼酸盐后，测试是不是没法进行了，或许提高铝板防硼酸盐腐蚀的成本太高，那只有考虑在冷却液上想办法进行管控了。

四、电动车和燃油车冷却液区别

由于新能源汽车冷却系统无论是工艺结构、管路材质、控制模块等，均不同于传统燃油车辆。所以对冷却介质的散热能力、电导率、防腐性能、耐久稳定性以及密闭性等要求相对于传统冷却液更加严格。

下面是在理化性能指标上的差异：

电动车冷却液（GB .2-2025）

燃油车冷却液（GB .1-2022）

核心安全指标，初始≤100μS/cm，综合使用变化、污染、温度影响后≤300μS/cm，避免漏液短路

无要求，实际产品普遍＞2000μS/cm，原因是冷却系统与电气部件隔离

腐蚀性离子

Cl?、SO?2?均≤10mg/kg；

硼含量≤10mg/kg，避免加速铝合金腐蚀

Cl?≤50mg/kg（限值更宽松）；

无硼含量限制，硼酸盐常用作钢铁缓蚀剂

pH 值范围

7.0-10.0，适配铝（4.0-8.5）、铜（7.0-12.5）、钢（8.5-12.5）防护

7.5-11.0，侧重铸铁、钢防护

浓缩液≤3.0%，稀释液≤1.5%，优先有机缓蚀剂，防微通道堵塞

无明确限值，可使用无机盐缓蚀剂，灰分通常更高

适配金属防护对象

核心为铝合金（3003 铝、4043 铝、ZL101A 铸铝），静态腐蚀试片质量变化≤±10mg / 片

重点为铸铁、钢、黄铜，对铝合金防护要求低，部分配方或加速铝腐蚀

高温稳定性测试

135℃、0.2MPa 下 168h，铸铝试块质量变化≤±1.0mg/cm2，无沉淀，适配电池 / 电机工况

侧重发动机高温（如 108℃沸点），对铸铝等轻金属高温防护要求低

五、电车冷却液防腐性能要求

由上面的分析，可以理解，电动汽车冷却液的防腐性能指标：

1、硼含量≤10mg/kg

2、Cl?、SO?2?均≤10mg/kg

3、冷却液pH 值 7.0-10.0

4．静动态腐蚀测试试片质量变化≤±10mg / 片

六、电车冷却液腐蚀测试

1、静态腐蚀：

静态腐蚀试片质量变化要求≤±10mg / 片，测试是采用静态模拟浸泡试验法来评价。

试片准备：

用 T2 紫铜、H70 黄铜、20 钢、ZL101A 铸铝、3003 铝、4043 铝、6063 铝（符合对应国标）制成 50mm×25mm×2-3mm 试片，打磨、乙醇清洗后称重，按 “黄铜支架→绝缘垫圈→紫铜→黄铜→绝缘垫圈→钢→铸铝→3003 铝→4043铝→6063 铝” 顺序组装试片束。

样品配制：

电车冷却液试样用水调配成33%防冻剂浓度(体积分数)的试验溶液，每升加 99mg 硫酸钠、110mg 氯化钠、92mg 碳酸氢钠。

试验条件：

1000mL 试验杯装 750mL 样品，放入试片束，80℃±2℃下通 100mL/min±10mL/min 空气，持续 336h±2h，试验过程补充蒸发损失水。

结果处理：

试片清洗（铜用盐酸、铝用硝酸）、干燥后称重，再算质量变化，取三组数据的平均值，精确到 0.1mg。

可以看出3003铝在B样和H样冷却液中是超标的。

2、循环台架腐蚀（模拟系统动态工况）

循环台架测试同样要求腐蚀试片质量变化≤±10mg / 片，增加试验后溶液性能。

试验装置：

由储液罐（304 不锈钢，内置试片束支架）、散热器、铝制电池水冷板（面积 1.0-1.5m2）、铝制电机外壳 / 电控冷却模块、三元乙丙橡胶管等组成封闭系统；

并配水泵（流速≥30L/min）、电加热器（2kW）及温度 / 流量 / 压力传感器等器件。

试片与样品准备：

试片同静态腐蚀（T2 紫铜、H70 黄铜等 7 类，按特定顺序组装）；浓缩液稀释为 40% 体积浓度，稀释液直接采用，稀释用水符合 GB/T 6682-2008 三级水要求。

试验条件：

温度 80℃±2℃，流量 15L/min；每连续运转 76h 停机 8h，共 14 个循环，总时长 1064h；停机时补加原冷却液维持液面高于水位线。

操作与结果：

试片预浸 24h 后启动系统，试验后拆解试片，按静态腐蚀流程清洗称重，算质量变化；

同时测试验后冷却液、电导率及氟离子含量。

本篇主要介绍电车冷却液防腐性能是什么，不足的理化指标和动静态腐蚀测试。

可以看出，电动汽车的冷却液和传统冷却液的区别，两者防护对象的材质不一样，加错就有可能导致液冷板腐蚀。

冷却板漏液危害

1. 高电导率危害

传统冷却液导电性比较高，电导率 > 2000μS/cm，如果漏液并接触到 300V 以上高压部件时，会形成导电通路引发电弧。

2. 电导安全试验

《GB .2-2025机动车冷却液第2部分电动汽车冷却液》征求意见稿中，为了摸清电导率和电压关系，进行了两项关键测试：

1）电导率边界测试

试验条件：模拟高压系统电气间隙（3.8mm），使用电导率 300μS/cm 的冷却液（对应使用后安全阈值），在 800V 电压下持续 20min；

合格判定：试验过程中无拉弧现象，验证冷却液在电导率上限时，接触高压部件不会引发电弧短路，该测试是电导率指标的关键应用验证。

2）组件测试

试验条件：将电池包倾斜 20°，使冷却液浸没高压部件，持续 72h；

合格判定：试验期间无起火、无异常发热，进一步验证在冷却液可能泄漏的极端场景下，什么数值的电导率水平不会导致高压系统短路失效，与电导率≤300μS/cm 的使用后阈值形成安全闭环。

3、电车冷却液电导率指标

依据 GB .2-2025，电车冷却液电导率指标如下：

基础理化指标：

25.0℃下，冷却液原液及稀释液的初始电导率≤100μS/cm，该指标通过附录 A 规定的试验方法测定，确保冷却液出厂时导电性能符合安全基准。

使用后安全阈值：

在循环台架腐蚀试验（80℃±2℃，1064h±2h）后，冷却液电导率需满足≤300μS/cm，该阈值与前面电安全验证关联，避免长期使用过程中电导率升高，即使泄露后也不会引发安全风险。

储存冷却液电导率：

要求储存稳定性试验（60℃±2℃，336h±2h）后，冷却液电导率仍满足≤100μS/cm，保障储存期间的电导率无异常升高。

4、电车冷却液电导率测试

量取 100mL 冷却液试样，在 25℃±0.2℃恒温条件下，用电导率仪测定导电能力。

七、动力包冷却液泄漏评估和测试方法

1、冷却液泄漏评估：

冷却液泄漏会导致电池正负极直接接触，进而引发短路，现行的《GB 电动汽车用动力蓄电池安全要求》标准并没有对冷却液泄漏进行相关规定和测试。

通常，模拟评估按照液冷板存液泄漏2倍的情况，评估在倾斜、翻转不同角度时液位是否触及电气件，并评估风险。

2、冷却液泄漏测试方法

团标《T/CAAMTB 211—2024动力电池系统冷却液泄漏安全要求及测试方法》已发布。

测试方法如下图：

八、液冷系统泄漏预防措施

1、电气件和母排布置

大部分电池包设计，评估漏液情况下对电气件的风险，电气件和母排布置要求尽量不要放置在电池包下部，没有把漏液排出电池包的设计。

2、排液设计

某些品牌在电池包上进行了排液设计，比如小米sU7在电池包底部防护板的四个角设置了集液槽和排液阀，集液槽能够及时收集泄漏的冷却液，而排液阀则可将冷却液排出，降低了短路风险。

电池包底部防护板集液槽和排液阀

小米电池包的排液阀

1、电车冷却液与橡胶材料兼容性

电动汽车液冷系统除了液冷板外，还使用了许多非金属材料。电动汽车冷却系统常见的非金属有橡胶类和塑料类。

1）橡胶类材料：

有作为液冷管路的三元乙丙胶管及硅胶管、作为密封件的氟橡胶O 型圈等；

2）塑料类材料：

有PA12 和PA66-GF30 管路、补液水壶等。

从冷却液主要成分看，水及乙二醇对非金属类材料影响很小，部分添加剂可能会对橡胶类材料有影响，对塑料类影响更有限

3）橡胶材料兼容性要求：

4）橡胶材料兼容性试验方法：

将橡胶片浸入电车冷却液中,在80℃士2℃条件下,保持168h±2h后,对橡胶片的体积变化、硬度变化及拉伸性能变化等进行检验。

2、使用时注意事项：

1）冷却液混用

严禁混用不同品牌冷却液，避免添加剂反应生成沉淀，如果生成硅酸盐沉淀，会堵塞液冷系统的微通道；

2）定期检测和更换

每 2 年测电导率、pH 值，即使达标建议 4 年更换，缓蚀剂长期会分解。

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