河北京脈科技有限公司董事長邊明義發(fā)表了名為《儲能行業(yè)冷卻液工質(zhì)的技術(shù)現(xiàn)狀與展望》的主題演講。
邊明義：我們是新面孔，我先把我這個企業(yè)介紹兩句，河北京脈科技有限公司前身是北京京脈工貿(mào)有限公司和河北京脈科技有限公司，成立2005年，因為2016年北京市政府往通州遷所以把我們這個企業(yè)外遷了，目前工廠在河北衡水，占地50畝。
今天的講演嘉賓非常多，20分鐘我這個PPT是講不完的，我先籠統(tǒng)地說一下，大家下面如果有問題可以私下交流。我們這個公司主要是研發(fā)生產(chǎn)冷卻液復(fù)合劑的企業(yè)，我們行業(yè)都能用到冷卻液，大家知道冷卻液是什么構(gòu)成的？純水+防凍劑+復(fù)合劑就構(gòu)成了冷卻液，這里面的核心技術(shù)是復(fù)合劑，我們企業(yè)是生產(chǎn)復(fù)合劑的企業(yè)。我們?yōu)槿珖?00多家冷卻液生產(chǎn)企業(yè)提供復(fù)合劑，同時我們產(chǎn)品也出口到東南亞和西亞10幾個國家和地區(qū)。市場占有率在國內(nèi)70%左右，產(chǎn)品涵蓋了內(nèi)燃機(jī)冷卻液，動力電池冷卻液，浸沒式液冷系統(tǒng)冷卻液，冷板式液冷系統(tǒng)冷卻液，以及化學(xué)儲能熱管理油液等等。在冷卻液這個領(lǐng)域最大的領(lǐng)域還是說在內(nèi)燃機(jī)冷卻液，內(nèi)燃機(jī)冷卻液就是汽車?yán)鋮s液這一塊。
這個是我們以往獲得的一些國家支持，我們是國家高新企業(yè)，河北省的技術(shù)研發(fā)中心，也是我們冷卻液復(fù)合劑的單項銷售冠軍，是專精特新企業(yè)，參與了中國通信ODCC開放數(shù)據(jù)中心會員單位，在里面參加一個通訊數(shù)據(jù)中心的冷卻液的制訂標(biāo)準(zhǔn)，同時我們也是河北省水基產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)中心。下邊幾個冷卻液標(biāo)準(zhǔn)是我們參與并發(fā)布的，跟新能源也是息息相關(guān)的。
因為對儲能行業(yè)我不是特別的了解，跟咱們同行交流大家現(xiàn)在對技術(shù)也處于保密，所以說也不愿意交流太深，起碼材質(zhì)上跟我的交流必須坦誠，因為這個冷卻液出問題就出到冷卻液和材質(zhì)的兼容性，如果這個上要保密，我們的交流是沒有意義的。
儲能最初經(jīng)歷的就是風(fēng)冷，因為單位體積密度能量的增加，熱冷是不滿足要求了，就開始出現(xiàn)了冷板式的冷卻，也是目前用量最多的，最流行的一種冷卻方式，浸沒式冷卻更多是出于安全需求，應(yīng)該也是未來必然的一個趨勢，但是用什么材質(zhì)大家目前這個行業(yè)還存在爭議。
風(fēng)冷我就不過多說了，因為這個風(fēng)冷也不屬于我們研究的課題，冷板式冷卻液目前出的問題比較多，實際出問題的原因主要是在選用冷卻液的介質(zhì)上，南方地區(qū)不需要防凍的地方就直接用水，或者是用的去離子水，在北方地區(qū)就用的去離子水+乙二醇或者是去離子水+丙二醇，其實乙二醇就是防凍劑，在冷卻液里面起到防凍的作用，好多企業(yè)現(xiàn)在是自己購買乙二醇或者丙二醇，然后自己做純凈水勾兌的沒有防腐蝕功能的防凍液，再有就是市場上買的劣質(zhì)防凍液，出問題主要是由于這三種介質(zhì)出的問題，為什么？因為這個里面如果不加功能性的防腐劑，即使選了去離子水也沒有用，乙二醇和水混合以后，很容易在溫度增加的情況下進(jìn)行酸化。
因為劣質(zhì)防凍液更別提了，這個行業(yè)水非常深，隔行如隔山，我聽一天大家的講座我也聽不明白多少東西，但是你們對冷卻液這個行業(yè)更生疏，這個水更深。因為這里面的基礎(chǔ)的原材料，同樣都叫乙二醇，從1000到5000都有，這種原材料的價格決定了產(chǎn)品的本質(zhì)，同時包括功能復(fù)合劑加不加，因為涉及成本的問題，還有涉及對一個產(chǎn)品的理解，不同領(lǐng)域在工業(yè)設(shè)備上在汽車上，電動汽車上，數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域儲能領(lǐng)域到底選用什么樣的復(fù)合劑這個是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，也是冷卻液技術(shù)的核心。
上午有位專家講在國外考察儲能爆炸起火，其實在這種動力電池上這種問題也非常多，至于這里面一個是提出來了冷卻液的質(zhì)量防腐蝕，所以是電導(dǎo)率的問題。冷卻液在整個儲能產(chǎn)業(yè)鏈重成本微不足道，所以大家感覺冷卻不過就是拿水把熱量帶走散了，感覺非常簡單，實際上一點都不簡單，正是因為你把它考慮簡單了，所以才會出現(xiàn)了這樣那樣這么多的問題，所以說儲能這個行業(yè)液冷的普及我可以說這個問題每年會層出不窮，所以每年都會開一次全國冷卻液技術(shù)交流大會，就是由我們京脈公司全額出資，召集全國的冷卻液生產(chǎn)企業(yè)與用戶參會，整個大會都是免費(fèi)的，我也希望明年的大會，我們開的第8屆了，如果不是3年疫情已經(jīng)是11屆了，大家有興趣可以參加第8屆全國冷卻液技術(shù)交流大會。
所有的腐蝕無非是金屬的腐蝕和非金屬材料不兼容造成的泄露，這些析出就是因為選擇的添加劑不當(dāng)，剛才上午在展臺上交流的時候，有兩個客戶也是提到了，很清楚出現(xiàn)絮狀凝固，硅膠，這些都是選擇冷卻液類型的時候出了問題。冷卻液這個類型需要一對一的解決，比如說你用了哪些材質(zhì)，因為所有的腐蝕不過是說有不同的金屬組成的一個容器，當(dāng)被這個液體連通以后存在電位差，一定把你的金屬材料，你所用的材料告訴我，不然這個復(fù)合劑是無法選配的。
我先說一下我們的解決方案，冷板式的目前用量是最多的，對應(yīng)京脈10號熱管理液，為什么叫熱管理液？承擔(dān)的主要的功能是冷卻，如果北方地區(qū)特別冷的情況下，實際上是給這個液體加熱，讓電池處于一個比較合適的溫度范圍內(nèi)；包括將來浸沒式的冷卻液，都是要給一定的熱源，在一定的溫度下工作，如果零下幾十度啟動對電池不利，現(xiàn)在的冷卻液一般不叫冷卻液，叫熱管理液，必要的時候要給它一個熱源。
針對儲能這個行業(yè)，我們把10號產(chǎn)品做了特定的設(shè)計，它的熱傳導(dǎo)性會更好，防腐的原理就是形成鈍化膜，因為存在電位差，形成鈍化膜以后阻止電子轉(zhuǎn)移速度，這個膜越薄越利于換熱，溫度高的情況下復(fù)合劑不穩(wěn)定分解。
這個對電導(dǎo)率沒有設(shè)要求，基本上冷板式用的大量的冷卻液都沒有太關(guān)注電導(dǎo)率，下面的產(chǎn)品會涉及兩款超低電導(dǎo)的冷卻液，這款產(chǎn)品對于黃銅、不銹鋼、鑄鐵、碳鋼、三系鋁、四系鋁、六系鋁有很好的防腐能力，你所用的材料在不在我們的這些當(dāng)中？因為下面涉及低電導(dǎo)的時候就包括不了這么多的金屬材料，所以說我們私下交流一定把材料給我非常明確的交底。其實這里面還有焊料，錫焊、銅焊、銀焊，這些更容易從焊料處腐蝕。還有配方體系當(dāng)中不含硅、磷、硼、亞硝酸鹽，剛剛看到的結(jié)晶等等都是這些成分產(chǎn)生的。還有橡膠的兼容性，上面主要是說的金屬材料和非金屬材料的兼容。我們這個產(chǎn)品好多都是在戶外，還要考慮到細(xì)菌長時間的存放生藻，還要抑菌。溫度設(shè)計到零下65度到120度的區(qū)間，完全可以在國內(nèi)任何地區(qū)都滿足使用，使用壽命可以達(dá)到20年，實際30年也沒有問題，因為這個的緩釋原理是一個吸附成膜，所謂的吸附成膜就是可以重復(fù)用，不消耗，所以說壽命非常長。硅磷這些無機(jī)鹽是氧化成膜原理，是化學(xué)膜，要生成第三種物質(zhì)要不斷地消耗，我們在環(huán)境當(dāng)中，溫度高，或者pH值有變化，抑或是液體沖擊導(dǎo)致這些膜都是有可能發(fā)生斷裂的，斷裂以后就會需要新的緩蝕劑重新生成這種氧化膜，所以要不斷的消耗，物理成膜是吸附原理，掉下來還能上去，簡單的說就是這樣的道理，所以說壽命是很長的。
我們在做模擬的時候，在實驗室大概跑三個月在機(jī)器上，給它加上腐蝕鹽升溫，三個月的時間相當(dāng)于10萬公里，我們在檢測里面添加劑的含量幾乎在99%，幾乎不消耗的。這個是冷板式冷卻液大家需要最多的一款產(chǎn)品。
這里面的金屬沒有鑄鐵了，這個電導(dǎo)率對鑄鐵是沒有作用的，這個電導(dǎo)率是300，為什么提了這么個產(chǎn)品，是跟中國石化共同指定的風(fēng)力發(fā)電逆變器上專用的一款冷卻液，當(dāng)時做的標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率不高于400，我們生產(chǎn)的這款產(chǎn)品是小于300的，我在這里為什么要寫300，是因為我們平常生產(chǎn)的時候是有45的規(guī)格，這里面沒有列出來。在新能源這個行業(yè)里，大家有了一個共識，就是這個液體電導(dǎo)率是300us/CM的時候是界限，小于的時候可以認(rèn)定是絕緣的，短路以后不會產(chǎn)生電弧，如果高于300us/CM可以把液體當(dāng)做導(dǎo)體。我們跟兩個行業(yè)做了標(biāo)準(zhǔn)，我們定的是產(chǎn)品沒有使用的時候是300，如果使用過程當(dāng)中溫度越高，溫度每提高10度，電導(dǎo)率增加33%，而且在整個的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境當(dāng)中各種金屬和非金屬材料上剝落的離子都會增加液體的電導(dǎo)率。
還有一款產(chǎn)品小于2us/CM，這個是在批量供應(yīng)各個行業(yè)，實際上我們供應(yīng)的成品大概是在出廠0.3 us/CM，因為包裝的色母對電導(dǎo)率都有影響，在使用這個產(chǎn)品的時候，我還希望咱們專家私下討論，這個產(chǎn)品在已經(jīng)成熟的氫燃料電池應(yīng)用，沿用氫燃料電池維持低電導(dǎo)產(chǎn)品的解決辦法，我有一個建議：
1、有監(jiān)控。要來監(jiān)控這個電導(dǎo)率達(dá)到多少，這個成本并不增加多少在整套系統(tǒng)當(dāng)中。
2、如何控制電導(dǎo)率在使用當(dāng)中不上升？這個非常簡單，就是上一個離子吸附器就可以了，如果說這個行業(yè)覺得這個建議可以接受，咱們就私下多多交流。
這個基本上在1以下的可以認(rèn)為是絕緣的，這個相對于2000電導(dǎo)率的10號產(chǎn)品來說，優(yōu)勢就是，即使泄露也不會發(fā)生短路。
除了剛才介紹的這3種都是水基的，浸沒式的是油基的產(chǎn)品，這個產(chǎn)品目前在儲能的數(shù)據(jù)中心這兩個行業(yè)里面，還處于摸索討論階段，在這個里面要進(jìn)行緊密的溝通和合作，我交流了不止一個工廠大家都非常謹(jǐn)慎，技術(shù)非常的保密，因為我們?nèi)绻恢啦牧鲜鞘裁矗瑳]有辦法思考這個冷卻液的配方。浸沒式的有3種在實驗的，只有氟化液有成熟案例的；但是真是貴，很貴，幾十萬塊錢一噸，如果在儲能行業(yè)估計不現(xiàn)實，一個儲能柜才40萬-50萬。
硅油基可以作為浸沒式冷卻液，硅油最大的弊病就是因為咱們儲能不是一個全封閉的環(huán)境，尤其是南方，水氣如果特別大，硅油很容易吸水，硅見水就會形成二氧化硅，你看見的絮狀物硅膠就是要命的，我不知道儲能行業(yè)冷板是多大的孔徑？因為到現(xiàn)在沒有一個企業(yè)跟我們交實底。
說到微循環(huán)通道，我想起一個問題來，作為冷卻液是換熱的介質(zhì)，你無論怎么樣設(shè)計產(chǎn)品，接觸面最大，換熱就最好，我就提這么一句。
還有就是用硅油含硅的非橡膠材料兼容，這個是比較棘手的，可能非橡膠含硅的材料全部排除掉，我目前了解的新能源行業(yè)非金屬材料用到40種，非常的麻煩，我一直建議大家能不能做出一個小的實驗室能夠驗證模擬這么一個小臺架來？單一的只是驗證某一個材料，最后完全組合起來的時候肯定跟你檢測單一某一個材料結(jié)果是不一樣的。
還有油基冷卻液，目前以合成油，礦物油作為基液，加上緩蝕劑做成的冷卻液，目前我認(rèn)為這應(yīng)該是一個唯一的趨勢，如果浸沒式冷卻液能夠成型，這應(yīng)該是唯一的選項，經(jīng)濟(jì)、實惠，基本上2萬塊左右，比冷板式水基冷卻貴一倍，但是基本上這個還是能接受的。
關(guān)于京脈研發(fā)中心，關(guān)于金屬材料的兼容性驗證，我們有2臺模擬臺架試驗，一個是氫燃料電池，一個是內(nèi)燃機(jī)電池的，還有測電導(dǎo)率的，自動電位滴定儀，紫外分光儀，包括微生物的檢測，我們也為了能源行業(yè)專門建了一個微生物檢測實驗室，旋轉(zhuǎn)掛片，因為我們這個水循環(huán)，冷板把這個熱量帶出來之后，還要經(jīng)過一次散熱，可以采用風(fēng)冷，也可以采用冷卻塔噴淋的方式，也可以采用大量的水資源進(jìn)行交換，實際上這個屬于二次冷卻，大家在選擇上要看自己的散熱需求，也就是熱源的大小，再一個選擇當(dāng)?shù)氐臍夂蛞约皸l件，來選擇合適的二次冷卻。
目前旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗也是檢測冷卻液對金屬保護(hù)作用的辦法，就是咱們冷卻塔循環(huán)水一般是采用這種檢測方法，浸沒式冷卻液黏度、傾點、濁度，閃點抗氧化性，其實作為儲能行業(yè)來說，應(yīng)該更好的是選用12581那個辦法來測抗氧化，是不停的往里吹氧氣，因為我們的環(huán)境里是密封，所以更能模擬出這個使用場景，但是那個試驗時間非常長。擊穿電壓、介電常數(shù)，這個是我們自己實驗室可以完成的檢測，我希望大家有時間可以到我們京脈參觀指導(dǎo)。
我們目前服務(wù)了幾個頭部企業(yè)，我們跟比亞迪在10年前就合作，他當(dāng)時在研發(fā)那會我們就提供冷卻液做試驗，包括寧德時代，我們跟寧的時代合作了很久。
冷卻液產(chǎn)品非常簡單，但是產(chǎn)品做好了不簡單，希望大家能把冷卻液產(chǎn)品重視起來，因為不同于其他行業(yè)，在儲能和數(shù)據(jù)中心行業(yè)設(shè)備原值高，設(shè)計壽命長；比如在汽車行業(yè)、在太陽能行業(yè)，在供熱方面，頂多把一個水泵腐蝕爛了，但是在儲能行業(yè)，甚至是數(shù)據(jù)中心行業(yè)，可能毀爛的價值是承擔(dān)不起的。
好，我今天下午說這些，謝謝大家！
原標(biāo)題：京脈液冷邊明義：儲能行業(yè)冷卻液工質(zhì)的技術(shù)現(xiàn)狀與展望
掃描關(guān)注微信
寧德時代吳凱...
天合光能陳奕...
劉巖: 追光行...
黃震院士：大...