电池包冷却系统的防腐性能 - 1

近期理想汽车召回发出时，大家肯定会和我一样有疑问，以前只听说过冷却板的防腐能力和测试，那冷却液的防腐性能不足是什么？

冷却液中的什么东西会对冷却铝板产生腐蚀？

液冷板不是做过了内部腐蚀测试，怎么还会被腐蚀？

传统车的冷却液能不能加到电池汽车里面？

如果加了，会不会有安全风险？

带着这些疑问，我们开始重新了解被忽视的冷却液吧。

一、电动汽车液冷板材质

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）。

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。

二、电动汽车液冷板防腐

1、液冷板表面防腐处理

液冷板需通过阳极氧化（膜厚 5-15μm）或化学转化膜实现基础防护，但如果处理工艺存在缺陷（如氧化膜针孔、涂层不均），冷却液中 Cl⁻、SO₄²⁻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》中，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。

三、冷却液主要成分

1、冷却液概念

电动汽车冷却液：GB 29743.2-2025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：GB29743.1-2022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。

2）溶剂

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。

四、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（SO₄²⁻）

腐蚀作用：Cl⁻和SO₄²⁻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。

氯离子和硫酸根离子主要来源：调配用水、各类添加剂等。

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。

总结：

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。

电动车的冷却液需要管控哪些参数，才能达到防腐效果，且看下回分解。