NB/SH/T 6047—2021《電動(dòng)汽車?yán)鋮s液》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(zhàn)略性新興行業(yè)之一，自2001年我國正式啟動(dòng)“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)以來，新能源汽車行業(yè)的發(fā)展上升至國家戰(zhàn)略高度。中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近20年的發(fā)展，產(chǎn)銷規(guī)模突破100萬輛，躍居全球第一。據(jù)乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù)顯示[1]，2022年全球汽車銷量達(dá)到8 098萬輛，中國汽車銷量達(dá)到2 686萬輛；全球新能源汽車銷量達(dá)到1 010萬輛，中國新能源汽車銷量達(dá)到688.7萬輛，同比增長93.4%，位居全球第一，其中純電動(dòng)汽車銷量為536.5萬輛，同比增長81.6%，插電式混合動(dòng)力汽車銷量達(dá)到151.8萬輛，同比增長1.5倍，預(yù)計(jì)2023年新能源汽車銷量會(huì)達(dá)到850萬輛。

在2019年前，國內(nèi)外一直無統(tǒng)一的電動(dòng)汽車?yán)鋮s液產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范，缺少產(chǎn)品的質(zhì)量控制指標(biāo)，無法衡量用戶所用產(chǎn)品的質(zhì)量，也僅有部分OEM廠商制定了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，增加了部分電動(dòng)汽車的技術(shù)內(nèi)容，但是更多地是直接采用GB 29743—2013《 機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液》中的技術(shù)指標(biāo)。

隨著行業(yè)的發(fā)展及出于汽車安全的考慮，熱管理逐漸成為新能源汽車關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)冷卻液產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)也提出了更高的要求。截止到目前，相關(guān)的ASTM（美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)仍在制定過程中，而中國的冷卻液國家標(biāo)準(zhǔn)GB 29743的第二部分《機(jī)動(dòng)車?yán)鋮s液第2部分：電動(dòng)汽車?yán)鋮s液》也在制定過程中。此外，完善的電動(dòng)汽車?yán)鋮s液產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的缺失，導(dǎo)致了市場(chǎng)上的電動(dòng)車?yán)鋮s液產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，給諸多的電動(dòng)汽車制造商和終端用戶的選擇帶來了困難。

2019年，根據(jù)國家能源局綜合司“關(guān)于下達(dá)2019年能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂計(jì)劃及英文翻譯出版計(jì)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(dòng)汽車?yán)鋮s液》標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。NB/SH/T 6047—2021《電動(dòng)汽車?yán)鋮s液》標(biāo)準(zhǔn)得到全國石油產(chǎn)品和潤滑劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)批準(zhǔn)，于2021年11月16日發(fā)布，2022年5月16日正式實(shí)施。NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布與實(shí)施，改變了國內(nèi)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液無產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的狀況，對(duì)規(guī)范電動(dòng)汽車用冷卻液產(chǎn)品起到了積極的推動(dòng)作用。為后續(xù)更好地推廣應(yīng)用NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)，本文從標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)、適用范圍和產(chǎn)品分類、技術(shù)要求及標(biāo)準(zhǔn)需要改進(jìn)之處等方面對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了解讀。

新能源汽車是我國戰(zhàn)略型新興行業(yè)之一，隨著行業(yè)的發(fā)展及出于汽車安全的考慮，熱管理逐漸成為新能源汽車關(guān)注的焦點(diǎn)，對(duì)冷卻液產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)也提出了更高的要求。為改變電動(dòng)汽車?yán)鋮s液無產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀，由中國石化潤滑油有限公司牽頭制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即NB/SH/T 6047—2021《電動(dòng)汽車?yán)鋮s液》。本文從標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)、適用范圍和產(chǎn)品分類、技術(shù)要求及標(biāo)準(zhǔn)需要改進(jìn)之處等方面進(jìn)行了全面解讀。

標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)

NB/SH/T 6047—2021《電動(dòng)汽車?yán)鋮s液》標(biāo)準(zhǔn)的制定主要遵循以下依據(jù)：

◇根據(jù)電動(dòng)汽車溫控系統(tǒng)的具體工況、冷卻液產(chǎn)品的具體需求識(shí)別出冷卻液產(chǎn)品的的性能要求，檢測(cè)項(xiàng)目及相關(guān)的指標(biāo)設(shè)置盡可能貼合實(shí)際應(yīng)用；

◇由于國內(nèi)外并無統(tǒng)一和完善的電動(dòng)汽車?yán)鋮s液產(chǎn)品方面的標(biāo)準(zhǔn)供參考，僅有針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的相關(guān)冷卻液產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，因此標(biāo)準(zhǔn)的制定中參考了部分發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格；

◇為確保標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試項(xiàng)目、指標(biāo)設(shè)置合理，收集市售的冷卻液產(chǎn)品樣本進(jìn)行測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)。

標(biāo)準(zhǔn)適用范圍和產(chǎn)品分類

NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)所屬產(chǎn)品適用于電動(dòng)汽車中鋰離子動(dòng)力蓄電池、電機(jī)和控制器等的采用液冷板等非接觸式的溫控系統(tǒng)。

目前市售的電動(dòng)汽車?yán)鋮s液產(chǎn)品采用乙二醇作為降冰點(diǎn)劑，屬于乙二醇型冷卻液產(chǎn)品。出于技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)性和使用效果的考慮，推測(cè)在未來5年之內(nèi)不會(huì)使用如丙二醇、丙三醇等其他醇類作為降冰點(diǎn)劑，因此NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)乙二醇型電動(dòng)汽車?yán)鋮s液產(chǎn)品。

綜合電動(dòng)汽車生產(chǎn)廠家用液特點(diǎn)以及后期終端市場(chǎng)客戶的實(shí)際需求，最后確定產(chǎn)品牌號(hào)共分為7個(gè)牌號(hào)：濃縮液、-25號(hào)、-30號(hào)、-35號(hào)、-40號(hào)、-45號(hào)和-50號(hào)。用戶可以將濃縮液按照一定的比例稀釋配成不同冰點(diǎn)的工作液。其他牌號(hào)的產(chǎn)品，冰點(diǎn)從-25 ℃到-50 ℃，基本可以滿足中國地區(qū)從南方到北方的溫度要求，只需要選擇比實(shí)際環(huán)境最低氣溫低5～10 ℃的產(chǎn)品即可滿足使用要求。

標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求

外觀

冷卻液產(chǎn)品若存在沉淀或者懸浮物說明有雜質(zhì)或者添加劑溶解不完全，會(huì)直接影響產(chǎn)品的導(dǎo)熱性能，同時(shí)也關(guān)系到冷卻液產(chǎn)品的散熱能力，最終影響動(dòng)力電池的容量和使用性能，因此，本標(biāo)準(zhǔn)將電動(dòng)汽車?yán)鋮s液產(chǎn)品外觀設(shè)置為“無沉淀及懸浮物、清亮透明液體”。

顏色

顏色一般用來區(qū)分產(chǎn)品，并起到指示作用，防止誤加或者誤食。若發(fā)生冷卻液滲漏，還能夠起到檢漏作用，本標(biāo)準(zhǔn)將顏色設(shè)置為“有醒目顏色”。

密度

密度是考察產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，能指導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)和包裝過程，本產(chǎn)品濃縮液及工作液的密度設(shè)置參考GB 29743中乙二醇型冷卻液的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。

冰點(diǎn)

冰點(diǎn)是考察產(chǎn)品中降冰點(diǎn)劑的質(zhì)量和加入量的指標(biāo)之一，其直接關(guān)系到冷卻液產(chǎn)品的防凍能力，冰點(diǎn)越低，防凍能力越強(qiáng)。冷卻液保持優(yōu)異的防凍能力，使之在寒冷條件下保持自由流動(dòng)，防止凍結(jié)后造成液體膨脹而導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)漲裂。NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)中，-25號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-30號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-35號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-40號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-45號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-50號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液的冰點(diǎn)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(jù)不同地區(qū)的最低冰點(diǎn)，一般冷卻液產(chǎn)品比當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁氐?～10 ℃即可滿足防凍要求。

沸點(diǎn)

沸點(diǎn)和冰點(diǎn)類似，也是考察產(chǎn)品降冰點(diǎn)劑的質(zhì)量和加入量的指標(biāo)之一，冰點(diǎn)越低，沸點(diǎn)越高，其數(shù)據(jù)和產(chǎn)品中的乙二醇和水的比例相關(guān)。電動(dòng)汽車?yán)鋮s液濃縮液、-25號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-30號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-35號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-40號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-45號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-50號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液的沸點(diǎn)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(chǎn)品添加劑加入總量及雜質(zhì)的指標(biāo)，也考察產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定濃縮液灰分值（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）不大于2.5%，-25號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-30號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-35號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液不大于1.2%，-40號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-45號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液、-50號(hào)電動(dòng)汽車?yán)鋮s液不大于1.5%。

pH值

電動(dòng)汽車?yán)鋮s液產(chǎn)品的pH值需要在合適的范圍內(nèi)，才能具有良好的金屬緩蝕性能，一般情況下，冷卻液產(chǎn)品的pH值在弱堿性，以達(dá)到對(duì)多種金屬的防腐蝕效果。pH值的大小一般和產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)有關(guān)，過大或過小都將影響冷卻液產(chǎn)品的使用效果和壽命。NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定電動(dòng)汽車?yán)鋮s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(chǎn)品中氯含量過高會(huì)加劇金屬腐蝕的發(fā)生，尤其是易引起金屬鋁的點(diǎn)蝕，嚴(yán)重的會(huì)造成金屬穿孔、冷卻液滲漏，導(dǎo)致電動(dòng)汽車運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)。冷卻液產(chǎn)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(biāo)也是考察產(chǎn)品原料純凈度的重要指標(biāo)，NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定氯含量不大于25 mg/kg。

水含量

水含量是考察濃縮液產(chǎn)品中降冰點(diǎn)劑的質(zhì)量和加入量的重要指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定濃縮液的水分指標(biāo)為不大于5.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

儲(chǔ)備堿度

儲(chǔ)備堿度是體現(xiàn)產(chǎn)品維持緩蝕性能的重要指標(biāo)之一，不同的配方使用的緩蝕劑類型和配比不同，其儲(chǔ)備堿度數(shù)值也會(huì)不同。NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定儲(chǔ)備堿度指標(biāo)為報(bào)告值。

對(duì)汽車有機(jī)涂料的影響

對(duì)汽車有機(jī)涂料的影響主要是考慮冷卻液在加注過程中可能會(huì)飛濺到車漆而導(dǎo)致外觀損傷的問題，是體現(xiàn)產(chǎn)品與車漆兼容性的重要指標(biāo)。NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)汽車有機(jī)涂料的影響指標(biāo)為無影響。

泡沫傾向

泡沫傾向是考察冷卻液產(chǎn)品空氣釋放性的技術(shù)指標(biāo)。該數(shù)據(jù)的大小也會(huì)影響生產(chǎn)工藝，尤其是灌裝環(huán)節(jié)，泡沫過多會(huì)影響灌裝速率，同時(shí)泡沫過多會(huì)導(dǎo)致冷卻液產(chǎn)品在使用過程中的熱傳導(dǎo)性，直接影響到動(dòng)力電池、電機(jī)、電控的溫控效果。NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定泡沫傾向的泡沫體積為不大于150 mL，泡沫消失時(shí)間為不大于5.0 s，測(cè)試溫度為70 ℃±1 ℃。由于電動(dòng)汽車?yán)鋮s液在循環(huán)系統(tǒng)中的工作溫度一般不大于70 ℃，因此設(shè)定測(cè)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(chǎn)品對(duì)電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)金屬部件的防腐蝕性能，其數(shù)據(jù)和配方直接相關(guān)。電動(dòng)汽車溫控系統(tǒng)中主要涉及金屬材料有紫銅、黃銅、鋼、鑄鋁等材料，并且根據(jù)實(shí)際應(yīng)用增加了3003、4043和6063鋁金屬的防腐蝕性能。NB/SH/T 6047—202標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定玻璃器皿腐蝕測(cè)試溫度和時(shí)間分別為88 ℃±2 ℃和336 h±2 h，質(zhì)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(wěn)定性試驗(yàn)

穩(wěn)定性試驗(yàn)是考察產(chǎn)品在高溫和低溫下穩(wěn)定性的技術(shù)指標(biāo)。產(chǎn)品若產(chǎn)生結(jié)晶性沉淀，將堵塞電動(dòng)汽車電池中的微小流道，從而導(dǎo)致電池散熱不良和溫度不均，直接影響動(dòng)力電池的使用性能和使用壽命。增加高低溫穩(wěn)定性指標(biāo)符合電動(dòng)汽車?yán)鋮s液的雙工況工作要求，尤其是動(dòng)力電池間接采用電動(dòng)汽車?yán)鋮s液進(jìn)行動(dòng)力電池的加熱或冷卻，其溫度一般為30 ℃左右。NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定產(chǎn)品的穩(wěn)定性指標(biāo)低溫穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性均為“無結(jié)晶性沉淀”。

橡膠相容性試驗(yàn)

電動(dòng)汽車溫控系統(tǒng)中使用了多種橡膠材料，如橡膠類的密封件。冷卻液產(chǎn)品與橡膠材料的相容性差將會(huì)導(dǎo)致冷卻液出現(xiàn)滲漏，有發(fā)生電池短路的風(fēng)險(xiǎn)，這將直接關(guān)系到電動(dòng)汽車的安全性能。NB/SH/T 6047—2021標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定橡膠相容性指標(biāo)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(qiáng)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(qiáng)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(jí)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(biāo)準(zhǔn)需要改進(jìn)之處

自標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布并實(shí)施以來，得到了諸多行業(yè)以及電動(dòng)汽車OEM（原始設(shè)備制造商）的認(rèn)可，通過與相關(guān)行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員交流和溝通及用戶的反饋，認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)施過程中主要存在以下需要改進(jìn)之處：

缺少冷卻液對(duì)于電池安全性方面的性能指標(biāo)

近幾年，電動(dòng)汽車相關(guān)行業(yè)都在重點(diǎn)關(guān)注安全問題，而冷卻液作為電池、電機(jī)及電控系統(tǒng)的傳熱介質(zhì)，與電池的安全直接相關(guān)。因此，從冷卻液產(chǎn)品性能的角度出發(fā)，進(jìn)行安全性能的指標(biāo)設(shè)置和方法的建立，對(duì)于行業(yè)的良性發(fā)展有極其重要的意義。

增加部分金屬腐蝕性能的指標(biāo)要求

隨著電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)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(xiàn)金屬材料方面的腐蝕，則會(huì)直接關(guān)系到冷卻液的循環(huán)和冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行。部分OEM客戶目前在電驅(qū)方面使用鍍鎳銅板和鎂合金材料，這些材料也會(huì)與冷卻液產(chǎn)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(shù)指標(biāo)。

結(jié)束語

NB/SH/T 6047—2021《電動(dòng)汽車?yán)鋮s液》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)填補(bǔ)了國內(nèi)外無電動(dòng)汽車?yán)鋮s液產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的空白。這一標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，為電動(dòng)汽車?yán)鋮s液產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售和使用提供了可靠的依據(jù)和科技支撐，對(duì)行業(yè)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，尤其是電動(dòng)汽車技術(shù)的更新，對(duì)冷卻液產(chǎn)品還會(huì)產(chǎn)生更多的新需求，冷卻液技術(shù)和未來的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也將隨之而更新完善，不斷升級(jí)。