當(dāng)前，新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，用戶對充電效率的需求不斷提升，大功率充電樁成為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要方向。充電槍作為能量傳輸?shù)年P(guān)鍵接口，在大功率工況下會(huì)產(chǎn)生大量熱量，若熱管理不當(dāng)，不僅影響充電效率，還可能引發(fā)安全隱患。液冷技術(shù)憑借高效的散熱能力，成為解決大功率充電槍熱問題的核心路徑。
一、大功率充電槍熱管理的核心難題
大功率充電槍在工作過程中，電流通常達(dá)到200A以上，部分高 端產(chǎn)品甚至突破500A，槍頭與車輛接口的接觸電阻、內(nèi)部導(dǎo)線的焦耳熱以及電子元件的運(yùn)行損耗，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)積聚大量熱量。傳統(tǒng)風(fēng)冷方式受限于散熱效率，無法滿足大功率場景下的溫度控制需求，易導(dǎo)致槍頭溫度超過安全閾值，引發(fā)絕緣老化、金屬觸點(diǎn)氧化等問題，縮短充電槍使用壽命，同時(shí)增加漏電、短路等安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，充電槍需頻繁插拔，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需兼顧便攜性與密封性，如何在有限空間內(nèi)集成高效散熱系統(tǒng)，平衡散熱性能與產(chǎn)品實(shí)用性，成為熱管理設(shè)計(jì)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
二、液冷充電槍熱管理設(shè)計(jì)的關(guān)鍵突破
（一）高效散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
液冷充電槍采用“液冷通道 散熱鰭片”復(fù)合結(jié)構(gòu)，在槍頭內(nèi)部設(shè)計(jì)螺旋式液冷流道，使冷卻液能夠直接包裹發(fā)熱核心部件。流道采用異形截面設(shè)計(jì)，增大冷卻液與發(fā)熱部件的接觸面積，同時(shí)優(yōu)化流道走向，減少流動(dòng)阻力，提升散熱效率。此外，在槍頭外殼內(nèi)側(cè)設(shè)置高密度散熱鰭片，通過鰭片將熱量快速傳遞至外殼，再借助空氣對流輔助散熱，形成“液冷為主、風(fēng)冷為輔”的雙重散熱機(jī)制，有效控制槍頭溫度在60℃以下。
（二）低阻抗導(dǎo)電與熱隔離技術(shù)
為減少導(dǎo)電過程中的熱量產(chǎn)生，液冷充電槍采用高純度銅合金作為導(dǎo)電材質(zhì)，并對導(dǎo)電觸點(diǎn)進(jìn)行鍍金處理，降低接觸電阻至5mΩ以下。同時(shí)，在導(dǎo)電部件與外殼之間設(shè)置耐高溫絕緣隔熱層，選用陶瓷基復(fù)合材料，該材料不僅具備優(yōu)異的絕緣性能，還能有效阻斷熱量向外殼傳遞，避免外殼溫度過高影響用戶操作安全。此外，通過有限元分析軟件對導(dǎo)電回路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少電流集中區(qū)域，降低局部過熱風(fēng)險(xiǎn)。
（三）冷卻液與循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化
冷卻液的性能直接影響散熱效果，液冷充電槍選用高導(dǎo)熱、低粘度的專用冷卻液，其導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到0.5W/（m?K）以上，冰點(diǎn)低于-40℃，沸點(diǎn)高于120℃，可適應(yīng)不同氣候環(huán)境下的使用需求。循環(huán)系統(tǒng)采用微型直流泵驅(qū)動(dòng)，流量控制精度達(dá)到±0.1L/min，根據(jù)充電電流大小自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻液流量，實(shí)現(xiàn)“按需散熱”，在保證散熱效果的同時(shí)降低能耗。此外，循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置壓力傳感器與溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常立即觸發(fā)保護(hù)機(jī)制，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
三、技術(shù)驗(yàn)證與性能保障
為確保液冷充電槍熱管理設(shè)計(jì)的可靠性，通過多輪嚴(yán)苛測試驗(yàn)證其性能。在高溫環(huán)境測試中，將充電槍置于50℃恒溫箱內(nèi)，以額定zui大功率連續(xù)運(yùn)行4小時(shí)，槍頭zui高溫度穩(wěn)定在58℃，滿足國 家標(biāo)準(zhǔn)要求；在低溫環(huán)境測試中，-30℃條件下啟動(dòng)充電，冷卻液無結(jié)冰現(xiàn)象，系統(tǒng)正常運(yùn)行；在插拔壽命測試中，經(jīng)過10000次插拔后，接觸電阻無明顯變化，散熱性能保持穩(wěn)定。此外，通過IP67防護(hù)等級(jí)測試，確保充電槍在雨天、沙塵等惡劣環(huán)境下仍能安全使用，為用戶提供可靠的充電體驗(yàn)。
液冷充電槍熱管理設(shè)計(jì)的突破，有效解決了大功率充電場景下的散熱難題，為大功率充電樁的規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。