充电桩“降温大比拼”：功率模块液冷和枪线冷却区别何在？
发布时间：
2025-10-09
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当新能源汽车的续航焦虑逐渐被缓解，充电时长成为新的焦点，“充电5分钟，续航200公里”的超快充技术应运而生。然而，支撑这种闪电速度的幕后英雄，正是充电桩内部强大的功率模块与枪线。它们在高速运转时产生惊人的热量，若不能及时散去，轻则影响效率，重则引发故障甚至安全事故。于是，液冷模块与枪线冷却两大散热技术悄然登场，它们究竟如何工作？又有何区别？
一、充电桩的“心脏”与“血管”：功率模块与枪线
1、什么是“功率模块”？
功率模块是直流充电桩的“心脏”，核心功能是将电网的交流电（AC）转换为电动汽车电池需要的直流电（DC），同时它也是功率输出的“发动机”，充电桩的输出功率（kW） 直接取决于功率模块的性能和数量。单个模块的功率通常在15kW、20kW、30kW、40kW甚至更高。为了实现高功率快充（如150kW、350kW、600kW），充电桩内部会并联多个功率模块协同工作。
功率模块内部包含复杂的控制电路。它需要与车辆电池管理系统（BMS）实时通信，根据电池的状态（电压、温度、荷电状态SOC）动态调整输出的电压和电流大小，确保充电过程高效、安全，避免过充或损坏电池。
图片：来源网络
2、什么是“充电桩枪线”？
充电桩枪线是为电动汽车（EV）或插电式混合动力汽车（PHEV）提供电能补给的核心专用设备，相当于充电桩与电动汽车的“生命线”。
它的核心功能和特点包括：1.传输大功率电能： 电缆内部有多根粗大的导线（通常是铜导体），专门设计用来安全、高效地传输充电所需的高电流和高电压；2. 传递控制信号与通信数据：电缆内部还有用于低压信号传输的细导线，这些信号线负责在充电桩和车辆之间建立“对话”，传输控制导引（CP）信号和通信（如CAN总线或PLC）；3. 安全保障：电缆还采用绝缘保护，通过温度监控，机械防护，接口保护等措施，保障安全充电；
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二、为什么充电桩功率模块和枪线需要冷却系统？
- 功率模块冷却
功率模块内部器件密集，电能转换效率约为95-98%，发热非常集中，损失的能量以热量形式释放，如150kW桩发热达3-7.5kW，同时温度要求极其严格，通常需控制在85°C以下。
液冷是当前高功率充电桩（尤其是150kW以上）的主流方案。其核心在于：冷却液在密闭流道内高速循环，直接接触模块内的热源或通过散热基板，高效带走热量，再通过外部散热器（风冷或二次液冷）将热量散发到环境中。液冷具有散热能力强、温度控制均匀精准、可靠性高等显著优势。
- 枪线冷却
枪线冷却的核心目标是解决“大电流传输”与“轻便操作”的矛盾，当电流流过导体（电缆内部的铜/铝线芯）时，由于导体存在电阻，会产生热量（焦耳热），其公式为：热量 = 电流² × 电阻 × 时间。电流越大，产生的热量呈平方级增长！传输500A、600A电流产生的热量远非普通枪线能承受。
枪线冷却技术通过主动散热，允许在电缆截面积增加有限甚至不增加的情况下，安全传输超大电流，从而实现枪线的“轻量化”和“柔性化”。其冷却方案需兼顾散热效率与结构设计。主要分为两种：
液冷枪线： 是当前超高功率快充的必然选择。它在传统导电芯线之外，增加了一层独立的内部管道，冷却液在其中循环流动，直接带走线缆产生的热量。这使得枪线在承载更大电流时，依然可以保持相对纤细和柔软。
风冷/自然冷却： 主要应用于功率相对较低（如60kW及以下）的充电桩。依赖空气自然对流或内置小风扇强制对流散热。其优势是结构简单、成本低，但在高电流下散热能力有限，往往需要更粗更重的线缆来降低电阻发热。
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液冷功率模块 |
冷却充电枪线 |
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核心目的 |
冷却充电桩内部功率转换器件 |
冷却传输大电流的充电电缆 |
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散热对象 |
IGBT/SiC模块等发热核心 |
充电线缆导体 |
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关键技术 |
密闭液冷循环系统（泵、管路、冷板、散热器） |
集成冷却通道（液冷管或风道）于电缆中 |
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关键技术 |
散热效率极高，支持超大功率、长时间运行；模块体积相对紧凑 |
实现大电流传输同时，枪线更轻、更细、更柔软，提升用户体验 |
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应用场景 |
实现充电桩超高功率输出的基础 |
实现超大电流安全、轻便传输的关键 |
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相互关系 |
通常配套使用！ 液冷模块实现高功率输出，冷却枪线则确保该大电流能安全舒适地送达车辆。 |
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三、 “冷却引擎”：水泵的核心驱动作用
在新能源汽车超快充领域，“液冷”已成为实现大功率充电的关键技术。无论是充电桩内部的功率模块，还是连接车辆的充电枪线，高效的液冷系统都离不开一个核心动力源——水泵。它如同液冷系统的“心脏”，驱动着冷却液的循环流动，将热量从关键部位带走。
当充电桩输出高功率（如350kW以上），功率模块等部件会产生大量热量，这些热量如果不及时散出，会导致元器件过热损坏、充电效率下降，还有触发过热保护等危害。水泵的作用将低温冷却液从储液罐泵入热交换器，吸收热量后变为高温冷却液，再流经散热器（或外部冷却塔）降温，最后循环回充电桩内部，形成闭环散热。同时，水泵还能确保足够流速的冷却液流经发热部位，实现高效热交换。并且保证系统压力，维持循环系统内稳定的压力，确保冷却液能有效浸润散热表面。
液冷充电枪的散热原理是通过在充电线缆中设置液冷管道，水泵循环冷却液带走线缆的发热量。液冷终端按照冷却介质划分为水冷和油冷两种技术路径。目前使用水+制冷剂介质的液冷线缆结构是在DC+/DC-导线旁边单独放置相应数量的液冷管道，将铜导体的热量带走。而使用绝缘油介质的液冷线缆结构是将液冷管放置在DC+/DC-线芯内部或外部，将铜导体的热量带走。详见如下结构图。
图1 采用水+制冷剂液冷线结构
图2绝缘油冷剂液冷线结构
四、多浦乐水泵赋能高效安全快充
在追求更高功率、更快充电速度的时代，一款高性能、高可靠性的水泵是充电桩冷却系统稳定运行的基石。多浦乐水泵公司专为电动汽车充电应用打造了系列高性能冷却水泵，可以应用在功率模块冷却和枪线冷却中。
什么泵适合用于功率模块的冷却呢？ 多浦乐TL系列无刷离心泵凭借高效、静音、长寿命三大核心优势，已成为全球头部充电桩制造商的首选冷却动力方案。
- 无刷电机彻底消除电刷磨损，实现30,000小时免维护运行；
- 优质原料和精密设计抵御严苛挑战，关键部件采用耐高温、耐腐蚀材料，通过严苛环境测试确保在充电桩7x24小时不间断运行的挑战下稳定工作。
- 智能控制精准匹配散热需求，相较传统泵效能提升30%，同时将噪声控制在＜45dB（1米距离），满足城市居民区静音部署要求；
什么泵适合充电桩枪线冷却呢？面对超充桩液冷枪线狭小空间、高频弯折、强压力的严苛挑战，多浦乐MG系列齿轮泵凭借独特设计成为行业首选：
- 优质选材：316L不锈钢外壳，泵内最核心零件齿轮与轴承，使用的材质为高性能特种PEEK，齿轮轴为高精度工业氧化锆陶瓷。产品在硬度、耐高低温度、耐磨损度、耐腐蚀性和寿命上具有独特优势。
- 性能优越：多浦乐MG317系列配24V150W直流无刷电机的磁力齿轮泵，具有20000小时以上的使用寿命。环境工作温度-35~55℃，输送液体温度-40~85℃，流量0.75-6升/分钟，出口压力0-6Bar。
- 多重保护：电机防护等级可达IP67，标配0-5V调速，并可定制PWM信号调速，可正反转控制，具有150W限功率运行保护模式，125℃控制器超温保护，堵转保护模式等多重保护模式。
选择多浦乐水泵， 就是为您的充电桩选择一颗强劲、宁静、可靠的“冷却之心”。 我们致力于以卓越的流体解决方案，驱散充电核心的热浪，保障每一度电的安全高效传输，共同加速电动汽车时代的到来！
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