乙二醇浓度变化，会对液冷测试结果产生哪些影响？

在新能源汽车、储能、电机电控等液冷系统中，冷却介质并不一定是纯水。

为了满足低温防冻、长期循环和设备运行等要求，实际测试中经常会使用不同浓度的乙二醇水溶液。

但很多人在做液冷测试时容易忽略一个问题：乙二醇浓度发生变化后，流量、压降、换热能力以及低温性能都会受到影响。

因此，如果要对不同样品或不同批次产品进行性能对比，仅仅保证温度和流量设定一致还不够，测试介质的乙二醇浓度也应尽量保持一致。

一、为什么液冷系统会使用乙二醇水溶液？

纯水具有较好的比热容和流动性能，在常温环境下非常适合作为换热介质。

但在低温工况下，纯水存在结冰风险。

例如，新能源汽车电池包、储能系统以及部分电驱系统，需要在较低环境温度下进行测试。如果冷却液结冰，就可能导致：

• 管路堵塞；
• 循环泵无法正常工作；
• 液冷板内部流道受阻；
• 设备和管路产生损坏风险。

因此，实际液冷系统中经常会加入一定比例的乙二醇，以降低冷却液冰点，提高低温适应能力。

不过，乙二醇浓度并不是越高越好。浓度增加以后，冷却液的物理性质也会随之变化。

二、乙二醇浓度变化会影响冷却液黏度

这是对液冷测试影响非常明显的一项因素。

一般来说，乙二醇浓度提高以后，冷却液黏度也会增加。

尤其是在低温环境下，这种变化会更加明显。

可以简单理解为液体越黏，在管路中流动起来就越困难。

因此，在同一套测试回路中，如果原来使用低浓度乙二醇溶液，后来换成更高浓度介质，即使其他条件不变，也可能出现：

• 实际流量下降；
• 管路压降增加；
• 循环泵负荷提高；
• 达到目标流量所需压力增加。

这也是为什么进行压降流阻测试时，需要明确记录冷却液类型和浓度。否则，两组测试数据可能没有直接可比性。

 

三、浓度不同，流量—压降曲线也可能不同

假设使用同一个液冷板进行测试。

第一次使用较低浓度的乙二醇水溶液，第二次使用更高浓度的乙二醇水溶液。

即使两次测试的液温都控制在相同范围内，最终得到的流量—压降曲线也可能存在差异。

一般情况下，介质黏度增加后，在相同流量下需要克服更大的流动阻力，因此压降可能提高。

例如在8 L/min条件下，某液冷板使用一种介质时压降为40 kPa；更换成黏度更高的介质后，压降可能明显上升。这并不一定说明液冷板本身出现问题，而可能只是测试介质发生了变化。

因此，在进行以下测试时，都需要特别关注介质条件：

• 液冷板流阻测试；
• UQD快速接头压降测试；
• 阀件流阻测试；
• 管路压力损失测试；
• 多支路流量分配测试。

四、乙二醇浓度还会影响换热能力

除了流阻变化以外，乙二醇浓度还会影响冷却液的换热特性。

随着乙二醇比例发生变化，冷却液的比热容、导热能力等参数也会变化。

这意味着即使流量相同，不同浓度冷却液单位时间内带走热量的能力也可能不同。

例如，在相同热负载、相同流量和相同供液温度条件下，更换不同浓度的冷却液后，被测件温度和供回液温差ΔT都有可能发生变化。

因此，如果测试目的主要是评价电池包散热性能、液冷板换热能力、电机电控热管理效果、储能液冷系统温差等就不能忽略冷却液浓度带来的影响。

测试报告中最好明确记录使用的介质类型及配比条件。

五、低温测试时，这种影响更加明显

在常温下，不同乙二醇浓度之间的流动差异可能还不是特别明显。

但当测试温度持续降低时，冷却液黏度会进一步发生变化。

例如，在高低温液冷测试过程中，从25℃逐渐降低到0℃、-20℃甚至更低温度时，系统可能出现以下现象：

同样的泵输出条件下，流量逐渐降低，或者为了维持相同流量，需要更高的系统压力。

所以在做低温液冷测试时，仅仅关注“温度有没有降到设定值”是不够的。

还应该同时观察实际流量、入口压力、出口压力、系统压降、泵运行状态、冷却液温度。

这样才能判断系统在低温条件下是否仍然能够维持正常循环。

六、乙二醇是不是加得越多越安全？

不是。

提高乙二醇浓度虽然可以改善低温防冻能力，但与此同时，也可能带来流阻增加、换热性能变化等问题。

因此，实际液冷系统通常会根据目标使用温度、系统设计要求以及介质规范确定合适的配比，而不是单纯追求更高浓度。

对于测试设备来说，也需要根据实际客户工况匹配冷却液类型。

如果实际产品使用的是一定浓度的乙二醇溶液，而研发测试阶段长期使用纯水，那么得到的流量、压降以及换热数据可能与真实工况存在偏差。

所以更合理的做法是测试介质尽可能接近产品实际运行条件。

七、对比测试时，哪些条件需要保持一致？

如果要比较两块液冷板、两个快速接头或两套管路方案的性能，建议尽可能统一以下条件：

• 冷却液种类；
• 乙二醇浓度；
• 冷却液温度；
• 目标流量；
• 管路连接方式；
• 压力测点位置；
• 测试稳定时间。

只有测试边界条件保持一致，最终的数据才更具有横向对比价值。

例如，如果A样品使用30%浓度乙二醇测试，而B样品使用50%浓度测试，即使B的压降更高，也不能直接判断B的流阻设计一定更差。

八、液冷测试中，介质条件也是重要测试参数

液冷系统测试并不是简单地设置一个温度和流量就可以完成。

冷却液种类、乙二醇浓度以及介质温度，都会对测试结果产生影响。

尤其是在低温、压降流阻和换热性能测试中，更需要把介质条件纳入整个测试体系中。

因此，在记录液冷测试数据时，除了温度、流量和压力之外，也建议同步记录冷却液类型与配比条件，这样才能提高不同测试结果之间的重复性和可比性。

广东芸海君蓝科技有限公司专注新能源液冷热管理测试设备研发与制造，围绕动力电池、储能、电机电控及液冷零部件测试需求，提供高低温液冷测试机、压降流阻测试设备、冷水机、多通道温控测试系统等解决方案，并可根据不同冷却介质、温度、流量及压力工况进行定制。