一、新能源汽车充电设施制造专属:冷水机的 4 大核心功能特性

新能源汽车充电设施(充电桩模块、充电枪、充电模块电容)对温度精度、耐高压性能要求严苛,温度波动会导致充电桩模块功率板过热烧毁(故障率超 3%)、充电枪外壳开裂(开裂率超 2%),直接影响充电设施的充电效率(需≥93%)与安全性能(绝缘电阻≥100MΩ)。专用充电设施制造冷水机通过工况模拟控温、耐候防腐设计,满足 GB/T 18487.1-2015GB/T 39230-2020 等行业标准要求,保障制造过程的高稳定性与产品品质一致性。

1. 充电桩模块功率板散热测试温控

充电桩模块功率板(含 IGBT、整流桥,功率 60-120kW)散热测试需模拟高温工况(环境温度 40-55℃),同时控制功率板温度≤85℃(避免器件过热,检测散热性能),温度过高会导致 IGBT 结温超 125℃(烧毁风险)、充电效率下降(低于 90%),过低则无法验证极端工况下的散热可靠性。冷水机采用 功率板水冷板 - 恒温舱双系统:水冷板(水温 25±0.5℃,流量 1.2L/min,介质为绝缘乙二醇溶液,绝缘电阻≥10¹²Ω)贴合功率板,通过流量调节控制板温;恒温舱内通入 50℃循环风(风速 0.8m/s)模拟高温环境,配备 模块功率联动功能 —— 当模块功率从 60kW 增至 120kW 时(发热功率翻倍),自动提升水冷板流量(从 1.2L/min 增至 2.0L/min)、升高恒温舱温度至 55℃,精准匹配不同功率的散热需求。例如在 100kW 充电桩模块测试中,双系统温控可使功率板温度稳定在 80±2℃IGBT 结温≤110℃,充电效率≥94%,符合《电动汽车传导充电系统 第 1 部分:通用要求》(GB/T 18487.1-2015)要求,保障模块在 - 30℃~55℃环境下连续充电(输出电流偏差≤2%)。

2. 充电枪外壳注塑冷却定型

充电枪外壳(PC + 玻纤材质,耐温 - 40℃~120℃,防护等级 IP67)注塑成型需控制模具温度 70-90℃(确保外壳强度,避免开裂),温度过高会导致外壳收缩率超 2%(插拔间隙超 0.1mm)、飞边量超 0.05mm,过低则会使外壳脆性增加(跌落测试破损率超 5%)、表面划痕(划痕深度超 8μm)。冷水机采用 模具分区水冷 - 风冷定型双系统:模具关键区域(插拔接口)通入 30±0.5℃冷却介质,维持温度 80±1℃;非关键区域通入 40±0.5℃冷却介质,平衡模具温度,配备 外壳壁厚联动功能 —— 当壁厚从 3mm 增至 5mm 时(厚壁散热慢),自动延长冷却时间(从 15 秒增至 25 秒)、提升关键区域冷却流量(从 1.5m³/h 增至 2.5m³/h),适配厚壁外壳的散热需求。例如在 4mm 厚充电枪外壳注塑中,双系统定型可使外壳收缩率≤0.8%,跌落测试破损率≤0.5%,表面粗糙度 Ra≤0.6μm,符合《电动汽车充电用连接装置》(GB/T 39230-2020)要求,保障充电枪的插拔寿命(≥10000 次)与防水性能(1m 水深浸泡 1h 无渗漏)。

3. 充电模块电容焊接后冷却

充电模块电容(铝电解电容,容量 1000-2200μF,耐压 450V)波峰焊接(焊接温度 250-280℃)引脚后,需快速冷却至 60℃以下(防止电容电解液泄漏,避免容量衰减),冷却过慢会导致电解液泄漏率超 2%(容量衰减超 10%)、引脚氧化(接触电阻>3mΩ),过快则会使电容外壳开裂(开裂率超 1%)、引脚虚焊(虚焊率超 2%)。冷水机采用 焊接区域冷风 - 引脚喷淋双系统:冷风(温度 20±0.5℃,风速 1.0m/s)吹向焊接区域,将电容温度从 200℃降至 80℃(降温速率 2.0℃/s);引脚处喷淋电子级去离子水(水温 18±0.5℃,压力 0.2MPa)进一步降至 58±2℃,配备 电容容量联动功能 —— 当容量从 1000μF 增至 2200μF 时(体积增大导致散热慢),自动延长冷却时间(从 8 秒增至 15 秒)、提升冷风流量(从 300m³/h 增至 500m³/h),适配大容量电容的散热需求。例如在 1800μF 电容焊接中,双系统冷却可使电解液泄漏率≤0.3%,容量衰减≤3%,接触电阻≤1mΩ,符合《铝电解电容器 第 1 部分:总则》(GB/T 2693-2021)要求,保障电容在高温 85℃下的使用寿命(≥2000h)。

4. 耐高压绝缘与防腐蚀设计

充电设施涉及高电压(≥750V DC)与户外使用环境(雨水、盐雾),冷水机接触高压部件的冷却部件采用 316L 不锈钢 + 绝缘涂层(绝缘电阻≥10¹²Ω,耐高压击穿电压≥25kV),避免漏电风险;冷却介质添加耐候防腐剂(-40℃~120℃循环稳定,对 PC、铝无腐蚀,金属腐蚀率≤0.005mm / 年),通过 0.2μm 精密过滤(去除焊渣、塑料碎屑);设备防护等级达 IP55,适应充电设施制造车间多粉尘、高湿度的工况要求,符合户外充电设备的耐候标准。

蒸发式冷冻机-单机低温工况一.png

二、新能源汽车充电设施制造冷水机规范使用:5 步操作流程

新能源汽车充电设施制造对绝缘性、耐候性与安全性能要求极高,冷水机操作需兼顾工况模拟控温与高压安全规范,以充电设施专用水冷式冷水机为例:

1. 开机前系统与绝缘安全检查

• 系统检查:确认冷却介质(绝缘乙二醇溶液,浓度 50%-60%,添加耐候防腐剂)液位达到水箱刻度线的 90%,检测介质绝缘电阻(≥10¹²Ω)、耐候性能(-40℃~120℃无冻结、沸腾);检测水泵出口压力(功率板测试 0.6-0.8MPa、充电枪注塑 0.7-0.9MPa、电容焊接 0.5-0.7MPa),查看水冷板、模具接口密封状态(无渗漏,避免介质接触高压部件);清理冷却介质过滤器(去除焊渣、塑料碎屑);

• 绝缘安全检查:用绝缘电阻表检测设备接地电阻(≤4Ω),对操作区域设置高压隔离带(张贴 高压危险标识),确保符合充电设施高压部件制造安全要求。

1. 分工序参数精准设定

根据充电设施不同制造工序需求,调整关键参数:

• 功率板散热测试:水冷板水温 25±0.5℃,恒温舱温度 50-55℃、风速 0.8m/s,模块功率 60-120kW 时,水冷流量 1.2-2.0L/min;开启 功率联动模式,功率每增加 10kW,流量提升 0.08L/min、舱温升高 0.5℃

• 充电枪外壳注塑:模具关键区域水温 30±0.5℃,非关键区域 40±0.5℃,外壳壁厚 3-5mm 时,冷却时间 15-25 秒、关键流量 1.5-2.5m³/h;开启 壁厚联动模式,壁厚每增加 0.5mm,时间延长 1 秒、流量提升 0.1m³/h

• 电容焊接冷却:冷风温度 20±0.5℃、风速 1.0m/s,喷淋水温 18±0.5℃、压力 0.2MPa,电容容量 1000-2200μF 时,冷却时间 8-15 秒、冷风流量 300-500m³/h;开启 容量联动模式,容量每增加 200μF,时间延长 0.7 秒、流量提升 20m³/h

• 设定后开启 权限分级功能,仅持充电设施制造资质人员可调整参数,操作记录自动上传至 MES 系统,满足 IATF 16949 汽车行业质量追溯要求。

1. 运行中动态监测与调整

通过冷水机 充电设施监控平台,实时查看各工序温度、功率板充电效率、充电枪插拔间隙、电容容量衰减等数据,每 20 分钟记录 1 次(形成充电设施质量台账)。若出现 功率板充电效率<93%”,需提升水冷板流量 0.1L/min,降低恒温舱温度 2℃;若充电枪插拔间隙超 0.08mm,需降低模具关键区域水温 0.5℃,延长冷却时间 2 秒;若电容容量衰减超 5%,需延长冷却时间 3 秒,检查焊接温度(降低 10℃),重新检测容量稳定性。

2. 换产与停机维护

当生产线更换充电设施类型(如从功率板测试换为充电枪注塑)或调整规格时,需按以下流程操作:

• 换产前:降低冷水机负荷,关闭对应工序冷却回路,用专用清洗剂(去除焊渣 / 塑料残留)冲洗水冷板、模具水路,根据新部件工艺重新设定参数(如 5mm 厚充电枪外壳冷却时间调整至 25 秒);

• 换产后:小批量试生产(20 块功率板、50 个充电枪外壳、100 个电容),检测电学性能、尺寸精度、耐候性,确认符合行业标准后,恢复满负荷运行;

• 日常停机维护(每日生产结束后):关闭冷水机,清理设备表面焊渣与塑料碎屑(用压缩空气 0.8MPa 吹扫),更换精密过滤滤芯;检测绝缘涂层完整性(无破损),补充冷却介质并检查耐候防腐剂浓度。

1. 特殊情况应急处理

• 冷却介质绝缘失效(功率板测试中):立即停机,切断测试设备高压电源,用绝缘抹布擦拭泄漏介质;更换合格绝缘介质,检测系统绝缘电阻(≥10¹²Ω);对已测试功率板进行耐高压测试(750V DC 无击穿为合格),不合格则报废;

• 突然停电(充电枪注塑中):迅速关闭冷水机总电源,断开与注塑机的连接,启动备用发电机(30 秒内恢复供电),优先维持模具冷却;若停电超 15 分钟,已注塑外壳需重新检测收缩率(超 1% 需重新注塑),调整参数后验证工艺稳定性;

• 电容引脚虚焊(焊接中):立即降低焊接温度 15℃,延长冷却时间 4 秒;对已虚焊电容进行返工(重新焊接),检查冷风与喷淋协同性(确保同步冷却),排除故障前禁止继续焊接。

三、新能源汽车充电设施制造冷水机维护与选型要点

• 日常维护:每日清洁设备表面与过滤器,检测冷却介质液位、温度与绝缘电阻;每 2 小时记录充电设施温度、性能数据;每周用柠檬酸溶液(浓度 2%)清洗冷却管路(去除水垢与焊渣),校准温度传感器(溯源至国家计量院汽车专用标准,误差≤0.05℃);每月对水泵、压缩机进行润滑(使用绝缘耐候润滑油),检查绝缘涂层与密封件;每季度对冷却系统进行压力测试(保压 1.2MPa30 分钟无压降),清理换热器;每年更换冷却介质与耐候防腐剂,对设备进行耐候性能检测(高低温循环测试);

• 选型建议:功率板测试选 工况模拟冷水机(控温 ±0.5℃,绝缘性),充电枪注塑选 分区控温冷水机(带壁厚联动),电容焊接选 双系统快速降温冷水机(带容量联动);大型充电设施制造厂建议选 集中供冷 + 分布式绝缘系统(总制冷量 150-250kW,支持 4-6 条生产线);选型需匹配设施产能与功率(如日产 100 100kW 功率板需 80-100kW 冷水机,日产 200 个充电枪外壳需 60-80kW 冷水机),确保满足充电设施高精度、高安全制造需求,保障充电过程的可靠性与安全性。