汽车低压电子电气系统用液冷散热装置标准化需求研究报告

2025年7月 目录 前言6 1引言 7 1.1研究背景7 1.1.1汽车电动化的快速发展7 1.1.2提高汽车性能和续航里程8 1.1.3驾驶自动化的趋势8 1.1.4对汽车热控制的更高要求9 1.1.5汽车设计的紧凑化和轻量化9 1.1.6消费者对舒适性的期望9 1.2研究对象9 1.3产业概述11 1.3.1车企11 1.3.2供应商（电气及电子设备）12 1.3.3供应商（液冷器）12 1.3.4检测机构13 1.4研究意义13 2汽车零部件散热方式简介14 2.1自然散热14 2.1.1定义与原理14 2.1.2结构特点14 2.1.3应用场景14 2.1.4优缺点分析14 2.1.5典型技术对比15 2.2热管散热15 2.2.1定义与原理15 2.2.2结构特点16 2.2.3应用场景16 2.2.4优缺点分析16 2.2.5典型技术对比17 2.3风冷散热17 2.3.1定义与原理17 2.3.2结构特点17 2.3.3应用场景18 2.3.4优缺点分析18 2.3.5典型技术对比19 2.4多级散热19 2.4.1定义与原理19 2.4.2结构特点19 2.4.4优缺点分析20 2.5液冷散热20 2.5.1定义与原理20 2.5.2结构特点21 2.5.3应用场景22 2.5.4优缺点分析23 2.5.5典型技术对比24 3液冷散热技术的发展历程24 3.1萌芽期：风冷主导与早期液冷探索24 3.2探索期：液冷技术跨领域应用25 3.3成熟期：材料升级与系统集成25 3.4创新期：高性能与绿色化发展26 4液冷散热技术概述27 4.1液冷散热的基本原理27 4.1.1概述27 4.1.2直接冷却27 4.1.3间接冷却28 4.2液冷散热系统的组成285液冷散热技术在汽车零部件中的应用295.1发动机冷却295.1.1液冷散热技术在发动机冷却应用上的简介295.1.2液冷散热技术在发动机冷却应用上的实际效果305.2变速箱冷却305.2.1液冷散热技术在变速箱冷却应用上的简介305.2.2液冷散热技术在变速箱冷却应用上的实际效果315.3电池冷却325.3.1液冷散热技术在电池冷却应用上的简介325.3.2液冷散热技术在电池冷却应用上的实际效果325.4电机冷却335.4.1液冷散热技术在电机冷却应用上的简介335.4.2液冷散热技术在电机冷却应用上的实际效果345.4.3电机冷却应用上的技术对比与场景匹配355.5集成控制单元冷却355.5.1液冷散热技术在集成控制单元冷却应用上的简介355.5.2液冷散热技术在集成控制单元冷却应用上的实际效果356液冷型低压控制器在整车上的应用366.1液冷冷却方式的使用366.1.1概述366.1.2高功率密度与散热效率需求366.1.3空间限制与紧凑化设计376.1.4复杂环境适应性386.1.5热管理系统集成需求386.1.6可靠性及长期维护优势386.2与风冷散热的比对396.2.1散热效率与温控精度396.2.2环境适应性与稳定性39 6.2.3成本、空间与能耗对比40 6.3应用案例40 6.4现有问题43 7液冷散热技术的未来发展趋势44 7.1新材料与技术的应用44 7.1.1高效散热44 7.1.2节能环保45 7.1.3故障诊断46 7.1.4降低成本46 7.2智能化与自适应控制47 7.2.1智能化控制47 7.2.2自适应控制48 7.3与其他散热方式的结合48 7.3.1耦合相变材料的液冷式48 7.3.2耦合热管的液冷式50 7.3.3耦合相变材料-铝板-翅片复合的液冷式51 7.3.4耦合半导体冷却的液冷式52 8液冷散热技术的优势与挑战53 8.1优势 53 8.1.1高效的散热性能53 8.1.2优化空间设计53 8.1.3精准的温度控制53 8.1.4环境适应能力53 8.1.5静音运行54 8.2挑战54 8.2.1成本提高54 8.2.2供应链压力54 8.2.3泄漏风险与长期可靠性54 8.2.4复杂结构设计55 8.2.5维护难度55 8.2.6标准化不足55 9现有标准分析56 9.1与GB/T28046系列标准的关系56 9.1.1GB/T28046系列标准介绍569.1.2GB/T28046系列标准与国际标准的一致性关系579.1.3需求标准与GB/T28046系列标准的关系58 9.2与ISO16750系列标准的关系59 9.2.3需求标准与ISO16750系列标准的关系63 9.3与其他标准的关系63 9.4与现有公告认证试验标准的关系64 10试验项目需求分析和试验设置64 10.1试验需求分析65 10.2试验分类66 10.3液冷特定试验66 10.4电气负荷试验69 10.5机械负荷试验72 10.7化学负荷试验83 11标准化建议83 11.1标准化概述83 11.2国际标准提案83 11.3国内标准新项目提案85 附录A规范性引用文件87 附录B术语和定义88 参考文献90 前言 智能网联技术的广泛应用，也为电动汽车注入了新的活力。新一代电动车不仅在续航里程和动力输出上有了大幅提升，在智能化和网联化方面也有了质的飞跃。车载信息娱乐系统、智能语音交互、高精度定位导航等前沿技术的融合，让电动汽车不仅更加快捷、互联，也更加人性化和贴心。随着5G等通信技术的普及，电动车与充电桩、城市交通等的深度融合，将进一步提升出行体验，加快电动化进程。低压液冷型电气及电子设备目前越来越多的应用在整车上，但目前针对低压部件无相关标准。 此外，在强制性国家标准和公告认证试验方面，针对低压电气及电子设备均有相关试验要求和方法，但并未考虑低压液冷型电气及电子设备。如何开展相关试验也成为急需研究的方向。 同时，由于用车环境和技术的飞速发展，新的问题和需求也会持续涌现，相信此研究工作必将是不断持续的。 在此衷心感谢参加研究报告编写的各单位、组织及个人。 本报告编制过程中参考了行业很多研究成果，在此一并感谢。 组织指导：全国汽车标准化技术委员会电子与电磁兼容分技术委员会。 起草单位：中国汽车标准化研究院、中国第一汽车股份有限公司、吉利汽车研究院（宁波）有限公司、上海启津测试技术有限公司、阿波罗智联（北京）科技有限公司、上海引望智能技术有限公司、零束科技有限公司、深圳市航盛电子股份有限公司、宁波赛宝信息产业技术研究院有限公司、上海洛轲智能科技有限公司、奇瑞汽车股份有限公司、小米汽车科技有限公司、上海集度汽车有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、襄阳达安汽车检测中心有限公司、上海电器设备检测所有限公司、上海世科嘉车辆技术研发有限公司、苏州智华汽车科技有限公司、立昇智能科技（上海）有限公司、上海鼎真测试技术有限公司。 主要起草人：文清浩、朱顺、王雪良、裴学达、季宜麟、李非凡、王建国、张宝军、王冲、汤仕晖、王小刚、徐逸诚、徐金成、邓绍坤、姚佳爱、谷腾蛟、谭功伟、丁鹏、操龙飞、王建、秦高峰、朱俊、李柯平、王永合。 1引言 1.1研究背景 1.1.1汽车电动化的快速发展 近年来，电动汽车技术飞速发展，续航里程持续刷新纪录。新能源车企不断推出续航里程超过600公里甚至1000公里的全新车型，让消费者真正体验到了电动汽车在续航里程上的优势，这也极大地提升了消费者对电动车的信心。此外，整车安全性能的大幅提升，也为电动车未来的大规模推广铺平了道路。 智能网联技术的广泛应用，也为电动汽车注入了新的活力。新一代电动车不仅在续航里程和动力输出上有了大幅提升，在智能化和网联化方面也有了质的飞跃。车载信息娱乐系统、智能语音交互、高精度定位导航等前沿技术的融合，让电动汽车也更加人性化和贴心。随着5G等通信技术的普及，电动车与充电桩、城市交通等的深度融合，将进一步提升出行体验，加快电动化进程。 电动汽车产业链从上游到下游正在发生深刻变革。在上游，电池pack及电机等核心零部件的技术创新不断推进，大幅提升了电池能量密度和动力系统的效率。在中游，车企通过模块化设计、电子电气架构等技术的应用，实现了电动车整体性能的全面提升。在下游，充电设施网络的快速建设，为电动车的推广营造了良好的外部环境。可以预见，随着产业链各环节的持续升级，未来电动汽车将会拥有更加出色的产品竞争力。 政策上，近年来各国政府相继出台了一系列支持电动车发展的政策措施。从购置补贴、税收优惠到基础设施建设，多管齐下为电动汽车的普及创造了有利条件。同时，各国还出台了碳中和目标，并将限制内燃机车型的时间表。在政策倾斜和社会环保诉求的双重驱动下，电动汽车正在快速渗透到日常生活中，成为绿色出行的新风尚。 总的来说，电动汽车技术的快速进步，再加上国家政策的大力支持，正推动着电动化进程不断加速。电动汽车和混合动力汽车的普及，电池组、电机和电子控制单元等部件在工作过程中会产生大量热量。传统的风冷散热方式难以满足这些高热负荷部件的散热需求，液冷技术因其高效的散热性能成为保障汽车动力系 统稳定运行的关键，从而推动了液冷控制器的研究。 1.1.2提高汽车性能和续航里程 首先，液冷系统能够更有效地控制汽车电池、电机等关键部件的工作温度。相比风冷，液冷的散热效率更高，可以防止部件在高功率运行时因过热而出现性能下降的情况，从而确保汽车在各种工况下都能保持稳定且高效的性能输出。 其次，精确的温度控制有助于延长零部件的使用寿命。如电池在适宜的温度范围内工作，其充放电效率更高，容量衰减速度减缓，这意味着车辆在相同的电池容量下能够行驶更长的里程。 再者，液冷系统能够应对汽车在高负荷运行时产生的集中热量，确保各个部件始终处于最佳工作温度，从而充分发挥其性能潜力，提升汽车的整体性能和续航里程。 此外，液冷系统相对更节能，减少了散热过程中的能量损耗，间接为汽车续航里程的提升做出贡献。 1.1.3驾驶自动化的趋势 自动驾驶技术和智能网联汽车的趋势成为了汽车行业近年来的热点话题。自动驾驶技术的发展为实现自动化的驾驶方式奠定了基础，而智能网联汽车则通过与互联网技术相结合，实现了数据的联通和交互，为用户提供更加便捷、高效、安全的出行体验。 未来智能化将会在多个方面发挥作用，首先是改变驾驶体验。当前的驾驶一直以来都是人为的方式，需要驾驶员时刻集中精力观察路况，以便做出相应的判断和控制。而自动驾驶技术能够完全改变这种驾驶方式车辆会自行寻找最佳路径和最佳速度，驾驶员将会享受到自由、舒适的出行体验。其次，智能网联汽车将会改变出行方式的载体。未来，我们可能不再需要拥有一辆属于自己的汽车。自动化的出行将会提供更加灵活、定制化的服务用户可以选择不同的出行方式，根据当时的出行需求，灵活选择自己所需的汽车服务。比如需要在城市之间快速出行时，车辆可以提供更高端的服务，而在日常的通勤或出行时，汽车的定制服务则可以更加简单、经济。 现代汽车配备了越来越多的智能电子设备和传感器，这些设备（尤其是控制 器）的运行稳定性对温度控制要求较高。液冷能够更精确地调节温度，确保这些电子设备的可靠运行，为智能网联汽车和驾驶自动化提供有力支持。 1.1.4对汽车热控制的更高要求 过热可能导致电池热失控、电机故障、电子设备（尤其是控制器）故障等严重安全问题。液冷控制器通过实时监测和精确控制温度，可以有效预防过热情况的发生，提高汽车的整体安全性。 1.1.5汽车设计的紧凑化和轻量化 汽车设计的紧凑化和轻量化具有多方面的重要意义。紧凑化设计能够最大程度地优化车内空间利用，使得车辆在有限的尺寸内提供更舒适和实用的驾乘环境。同时，紧凑化还有助于减少车辆在行驶中的空气阻力，提高燃油效率或增加电动汽车的续航里程。轻量化可以显著降低车辆的整备质量，这不仅能提升车辆的加速性能、操控性能和制动性能，还能减少能源消耗，降低