华为全液冷超充方案以600/720KW主机，搭配单枪最大功率600kW的超充终端，以及单枪最大功率250KW的快充终端，最大电流达到600A。

在车型兼容方面，经过与车厂的长期对接测试，此套全液冷超充方案可以适配不同品牌的车型，一次性充电的成功率超过99%。

华为的入局将大大加快大功率充电桩的铺设速度。

一、大功率快充的发展

根据功率P=UI，提升功率通过两方面进行。一方面是提升充电的电压，由原来的400V，已经迈向了800V、1000V；另一方面是提升充电的电流，由原来的160A，提升到现在的250A、甚至超充的600A。

特斯拉Model 3是大电流的代表，保时捷Taycan 800V充电平台是高电压的代表，800V电压平台可使快充功率突破至350kW，实现6C到8C充电。

除充电功率大幅提高外，由于电流小、散热少，能支持快充的时间也更长，可在SOC 10%-50%内，均以250kw以上功率充电。

小鹏G9则采取了高电压+大电流的方式，其4C版本在搭载800V平台的同时，极限电流可以达到600A以上，实现了430kW的极限功率。

特斯拉Model 3快充v3和v2的充电曲线对比表明，电流越大，充电功率越大，充电时间越短。

特斯拉Model 3快充v3和v2充电功率对比

特斯拉Model 3快充v3和v2充电时间对比

通过下图的快充曲线对比，我们可以发现800V平台的Taycan（蓝色）可以达到更高的充电功率。

二、液冷充电枪的优势

散热：液冷与风冷

根据焦耳定律（Q=I²RT），电流通过导体产生的热量，和电流的二次方、电阻、通电时间成正比。也就是说，电阻和通电时间不变的情况下，电流越大，充电桩所产生的热量也越多。

充电枪在电阻和时间相同的前提下，若在250A电流下产生62500焦耳的热量，则在600A电流下将产生360000焦耳的热量，需要极大地提高充电枪的散热能力。

因此，为了满足更高功率下的整车充电需求，充电桩的线缆与连接器随着充电电流的提升变得更加笨重，这对于体能差的用户十分不友好。

充电模块作为充电桩的核心单元，散热是影响其性能的主要因素之一，当前在热量管理上多以强制风冷为主。但由于充电功率的攀升，风冷方式因存在散热不均、散热效果差、噪声大等问题，在实际应用中的效果并不理想，存在安全隐患。

在强制风冷无法满足其大功率充电需求的背景下，液冷以更高的散热效率、更低的噪音以及更安全稳定的性能，成为了行业主流的发展方向。

强电流下风冷与液冷温升曲线

液冷充电的优势

1、电流更大，充电速度更快

液体冷却技术，有效提升了充电过程中的散热效率，极大地提高了充电电流，从而提升了充电速度，实现充电“一秒一公里”，可能实现充电速度堪比加油速度。

由于液冷充电桩具有较高的充电效率，可以满足大量车辆的充电需求，方便车主随时进行充电。

2、更轻、更薄

由于散热能力更强，无需通过加粗电缆的方式减少发热。250A的国标充电枪一般采用80mm2的电缆，充电枪整体很重，且不容易弯曲。

液冷充电枪内部有电缆和水管，500A液冷充电枪的电缆通常才35mm2，通过水管内的冷却液的流动带走热量。

因为电缆细，所以液冷充电枪要比常规的充电枪轻30%~40%。

传统国网充电枪(左)与华为全液冷超充枪(右)

3、设备可靠性高、使用寿命长

常规充电桩及半液冷充电桩的桩体都是风冷散热，空气从一侧进入桩体，吹走电气元件、整流模块的热量，从另一侧桩体散出。空气会夹杂着灰尘、盐雾及水气并吸附在内部器件表面，导致系统绝缘变差、散热变差，充电效率降低，设备寿命减少。

采用液冷技术，液体交换热量是在一个密闭环境中，充电模块与外界无直接接触，防护等级可以做到IP65，减少灰尘等接触电子器件，提升可靠性。并且，液体散热更加均匀有效，可显著降低充电过程中设备内部的温度，减少设备故障率，提高设备使用寿命。

4、匹配所有车型

一般液冷超充技术都采用通用的充电接口标准，无论是电动汽车、混动汽车还是燃料电池汽车，都可以使用液冷充电桩进行充电。

液冷充电桩还可以识别车型，当车辆不能接受超级充电时，可按车辆能接受的最大电流进行充电，这使得液冷充电桩具有更广泛的应用范围和更高的使用率。

5、充电噪音小

全液冷充电桩采用双循环散热的架构，内部液冷模块靠水泵驱动冷却液循环散热，将模块发热转移到翅片散热器上；外部则是靠低转速大风量风扇，或是空调来将散热器上的热量散走，低转速大风量的风扇噪声较高转速的小风扇要低得多。

全液冷超充桩还可以采用分体式散热设计，与分体式空调类似，将有噪音的散热单元放置于远离人群的地方，甚至还可以跟水池、喷泉进行热交换，来达到更好的散热效果和更低的噪声。

6、低TCO

充电站点的充电设备成本支出，得从充电桩全生命周期成本（TCO）来考虑。

传统风冷充电模块的充电桩寿命一般不超过5年，但充电站运营的租期是8-10年，这意味着在运营周期内至少要更换一次充电设备。

反观全液冷充电桩，使用寿命至少在10年以上，可以覆盖场站的全生命周期。同时，相比于风冷模块的充电桩需要频繁的开柜除尘、维护等操作，全液冷充电桩只需要在外置散热器积尘后进行冲洗，维护简单。

全液冷充电系统的TCO，要低于传统风冷充电模块的充电系统，且伴随着全液冷系统的批量应用，其性价比优势将更为明显。

三、液冷充电枪的设计指南

充电时，电流的行径是经过充电线缆与充电枪，因此在充电桩端液冷技术的应用，是针对充电线缆与充电枪而言。

主要包括：液冷充电枪（车辆插头）、液冷电缆、冷却模块（热管理系统，包含循环泵、储液箱、散热器等）。

典型液冷充电系统拆解图

液冷充电枪

典型的液冷充电枪头结构

液冷充电接口示意图

液冷线缆

线缆是将充电枪与充电设备进行连接，起到能量与热量传递的功能。

线缆尺寸过大或太硬都会影响用户体验，太软则流道管路强度不足，导致线缆在碾压等情况下，造成冷却液堵塞或管道破损漏液。

冷却接触件

冷却液传递充电枪与线缆的热量，热交换板则降低冷却液的温度。

根据接触件冷却位置的选择，需要做出完善的线缆连接方案。

液压系统中，液体泄漏问题是业界难题。而充电枪使用环境复杂多变，拖拽移动频繁，时常发生跌落、碾压等极端情况，所以对连接位置的密封要求更高。

线缆冷却连接结构示意

冷却介质

冷却液需要同时满足低凝固点、高闪点、低粘度、高比热容、环保、绝缘等特点，保证良好的冷却效率。液体散热常用的冷却介质有三种：水、绝缘油、水+制冷剂。

现行充电标准GB/T20234.1及IEC62196-1中规定充电枪的工作温度为-30°C-50°C，液冷充电枪作为常规充电枪的扩展产品，也必须满足此工作温度。

水：最佳的载热介质，但只适用于0°C以上地区，不能满足充电枪的低温工作温度，故不能选用。

绝缘油：一般工作温度为-50°C-150°C，闪点温度高、比热容值小、绝缘安全可靠，因此国内充电枪及瑞士灏讯厂家，一般选择绝缘油作为液冷充电枪的冷却介质。

水+制冷剂：一般工作温度为-40°C-150°C，比热容值大、粘度小，但不绝缘。国内充电枪厂家基于安全性的考虑，很少将其选用为液冷枪冷却介质。

水+制冷剂作为车辆的常用冷却液，具有价格便宜、购买方便、通用性强等优点。目前，德国菲尼克斯、美国特斯拉都有采用水+制冷剂作为其大功率液冷枪的冷却介质。

制冷剂一般使用全氟化合物，它在自然环境中不会结冰、不可燃、绝缘、导热效果好、流动性好，在液冷电缆内部由冷却模块中的循环泵驱动，通过液冷电缆中的冷却液管道到达充电枪端子内部，并由端子经DC+/DC-液冷电缆内部，到达充电桩端子并流出回到冷却模块中。

不同冷却介质的性能参数对比

产品设计仿真

针对结构强度及端子温升，需要做大量的方案对比和仿真验证。

力学仿真与流体，热及管道压力仿真

针对高防护等级，当充电枪工作时是否存在气压过大，导致爆裂或密封失效等问题，需要做计算与仿真。

在温度为1~1000k之间，空气近似认为是理想气体，根据理想气体方程pV=mRgT。由于体积V为恒定的充电枪壳体体积，质量m，空气常数Rg为定值，所以空气压力p和温度T成正比。

那么，如果10℃（283k）气压为1bar，温升到120℃（393k）时，气压为1.39bar，内外压差不到0.4个大气压。以1bar的内外压差做仿真，结果如下。

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