“热能油液”自主技术助力新能源车产业发展

　　中国石化润滑油公司在动力电池、锂电池储能、充电桩和数据中心等战新领域新型液冷介质技术积累深厚，目前已形成全方面覆盖冷板式液冷、单相浸没式液冷和双相浸没式液冷三大液冷体系的热能油液集群产品，是润滑油公司打造战略高地、开拓新领域的重要方向。

　　新能源汽车动力电池、锂电池储能、充电桩和数据中心超级计算属于国务院国资委“9+6”重点领域，在高安全性、高效率、节能绿色低碳等新质生产力因素牵引下，新能源领域重大技术装备正处于“从风冷向全面液冷”的转型升级进程，这是一次最新的技术变革。

　　中国石化润滑油有限公司基于在电力用绝缘润滑油、有机热载体和冷却液等润滑领域30多年的技术和市场沉淀，在解决润滑科技领域中出现的流体润滑减磨、热能管理、防锈缓蚀与材料密封、安全预防、绿色减碳等应用难题方面具备较强的先发优势，积极承担“9+6”重点领域润滑油液的研制与生产，率先提出“热能油液”的概念。热能油液属于润滑油液大类，具有“高科技、大市场、小产品”的属性。润滑油公司目前已获中国、美国等国40多个热能油液发明专利，参与主持制定多项热能油液国家及行业标准。公司具备满足国家和行业标准的全套新能源热能油液理化和台架试验装备，联合客户开发并搭建了动力电池热管理系统循环腐蚀实验等系列热能油液实验台架。作为国内最早进入热能油液领域的“专精特新”企业，基于应用一代、研发一代、预研一代的梯度产品研制规律，润滑油公司在动力电池、锂电池储能、充电桩和数据中心等战新领域新型液冷介质技术方面抢占市场先机，目前已形成全方面覆盖冷板式液冷、单相浸没式液冷和双相浸没式液冷三大液冷体系的热能油液集群产品，也是润滑油公司打造战略高地、开拓新领域的重要方向。

　　当前，电动汽车正朝着“长续航能力、高能量密度”的方向发展，冷板式液冷成为纯电动汽车热管理的重要发展的新趋势。2023年新能源汽车动力电池的热管理系统中，冷板式液冷技术占比60%。

　　相比于传统内燃式发动机冷却系统，新能源汽车热管理系统在材料、运行温度等应用场景方面存在比较大区别。新能源汽车热管理系统使用大温差双工况模式，采用微通道铝合金金属冷板和大量的工程塑料。冷却液需要同时具备优异的金属和非金属材料相容性，大温差高低温消泡性和使用稳定性，以避免沉淀析出阻塞微通道换热，影响动力电池的安全使用和寿命。

　　润滑油公司从2014年起开展新能源汽车冷却液的研发，创造性地研发了高稳定性多机制功能剂组合技术，解决了新能源汽车金属缓蚀、非金属相容、大温差消泡、使用稳定性四大技术难题。2021年获得宁德时代的技术认证，并在小鹏汽车、长安汽车等新能源汽车上大规模装填使用。

　　在新型储能中，锂电池储能比重达97%。据预测，2030年全国新型储能装机将达到1.3亿千瓦，是2022年底已装机量的15倍。随着储能设备功率密度及对安全寿命要求的提高，应用冷板式液冷技术的锂电池储能系统运行能耗、安全性、电池使用寿命、电芯温度均匀性方面均优于风冷技术。2025年液冷渗透率有望超过风冷。

　　润滑油公司在2017年开始布局锂电池储能专用冷却液产品，针对锂电池储能热管理系统10年超长寿命要求，强化金属缓蚀性能。为保障冷板温度的均一性，研制了宽温型抗泡剂和抗沉积剂，设计研发储能热管理系统动态模拟试验方法，已获得锂电池储能头部企业海博思创、阳光电源等企业的技术认可和商务合作，市场占有率超过30%。

　　锂电池是新能源汽车和锂电池储能的核心部件，开发一种低风险、电池包本体安全型的锂电池热管理系统技术迫在眉睫。近年来，各大头部锂电池企业将目光聚焦于单相浸没式液冷技术（见图）。单相浸没式传热介质与电池本体非间接接触，要有良好的安全性、材料相容性、使用稳定性及生物降解性。单相浸没式液冷技术高安全性的核心是传热介质。

　　润滑油公司开发了一款围绕安全性设计的单相浸没式传热介质。整个产品设计针对电芯热失控的不同阶段采用梯次设防、层层递进的策略达到杜绝热扩散的目的。该产品以多种基础油和合成液为基液，在最大限度地考虑多场景流体润滑减磨性、安全性、材料密封相容性基础上，通过筛选添加低电离势添加剂，明显提高击穿电压，改善了电性能。该产品在锂电池模组正常工作条件下，单一电芯发生热失控可有效杜绝热扩散的发生，在锂电池模组极端条件下，即便发生热扩散也能够更好的起到抑制和延缓燃烧，为驾乘和运维人员赢得宝贵的逃生和消防时间。该产品目前获得国内锂电池排名第二的亿纬锂能商业化订单，并持续扩大与宁德时代、华为数字能源公司在储能领域浸没式传热介质的技术合作。

　　随着我们国家新能源汽车渗透率不断的提高，长续航需求让位于快充需求。截至2023年底，我国1000伏特高压直流桩市场占有率仅有4%，超级充电桩日渐成为限制新能源车渗透率提升的关键因素。

　　随着快充电池和800伏特高压快充车型的商业化放量，充电桩需要从功率和散热维度进行技术升级，在功率维度要想实现主流乘用车5分钟快充，桩功率至少要在350千瓦以上。华为全液冷充电桩最大单枪功率已达到600千瓦。在散热维度持续充电电流250安培以上充电桩的冷却方式将从风冷转向液冷，液冷充电桩的热管理核心是充电枪线和充电模块。全液冷高压超级充电桩是补齐快速补能的最后一环。

　　2020年，润滑油公司与华为数字能源公司开展充电桩冷却液的同步研发工作，充电桩冷却液要在-30～90摄氏度的工况下，10年的常规使用的寿命内，具备良好的非金属材料相容性和金属材料缓蚀性能，采用低消耗缓蚀功能剂和橡胶调节保护剂方案，基于多年积累的数据建立了产品寿命预测数学模型，通过多因素腐蚀和相容性加速试验验证了该产品能够很好的满足超级充电桩10年的常规使用的寿命，成为华为超级充电桩唯一认证冷却液产品。产品还在小鹏汽车和星星充电超级充电桩上得到应用。

　　新能源商用车和乘用车续航能力的提高推动充电桩功率的持续提升，兆瓦级超级充电桩将是充电桩行业下一个爆点，最新的GB/T 20234.1-2023标准《电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求》在应用场景范围中规定直流连接装置标称电压DC1500伏特，额定电流不超过1000安培，预示着600千瓦的华为全液冷超级充电桩仅仅是高功率超级充电桩的开始。润滑油公司已与华为数字能源和超聚变公司开展兆瓦级超级充电桩单相浸没式传热介质的同步开发，该介质已于2023年通过1000安培大电流传热试验，试验结果满足GB/T 20234.3-2023标准要求。

　　随着数字化与工业化融合不断加深，数据中心的重要性愈发突出。据估计，我国2026年智能算力规模将达1300EFLOPS（每秒100亿亿次浮点运算），较2023年增加3倍以上，2025年数据中心耗电量预计将超过4000亿千瓦时，约占全国用电量5.8%，未来10年数据中心用电量将增加5倍，能源消耗水平将直接制约算力规模的提升。当前算力竞争即国力竞争，降低数据中心PUE值（评价数据中心能源效率的指标）已成为液冷数据中心建设的最大驱动力。

　　润滑油公司自2018年起开展数据中心液冷产品的研制，已完成间接式液冷二代产品的迭代延寿升级。有别于传统冷却系统，间接式液冷数据中心热管理系统采用微通道金属冷板，为保证在10年的常规使用的寿命内换热效率稳定和防止腐蚀渗漏造成数据中心宕机等重大事故，长效数据中心液冷产品需要具有持久的抗沉积、抗菌抑菌和有色金属缓蚀性能，以及良好的非金属相容性。目前润滑油公司与超聚变、曙光、华为等国内多家液冷服务器制造商开展合作，已完成华为和超聚变的技术认可，并在全国超20个中国移动、中国电信、中国联通和华为云的数据中心项目实现装填。为更好地助力新能源智能汽车行业算力建设的高水平发展，润滑油公司基于数据中心液冷产品技术积淀，开展了新能源智能汽车车载数据中心冷板式和单相浸没液冷工质的开发，与国内头部企业智能汽车团队开展了深度合作。