随着新能源汽车动力电池、储能系统、大功率充电设备及液冷热管理系统不断发展，液冷板、液冷管路、快插接头、阀体、液冷分配器和换热器等部件的可靠性要求不断提高。

　　在实际运行过程中，液冷系统内部压力并不是始终保持不变。循环泵启动和停止、泵转速调节、阀门开启和关闭、流量分配变化、设备启停以及运行负载改变，都可能使液冷回路产生周期性压力波动。

　　与此同时，液冷部件还需要经历高温运行、低温启动、冷热交替和长时间循环等复杂工况。温度变化会引起材料热胀冷缩，压力变化则会对流道、管壁、焊缝、接口和密封件反复施加载荷。

　　部分结构问题在普通静态耐压测试中可能不会立即出现，却会在多次压力循环和高低温变化后逐渐暴露。因此，液冷部件高低温压力脉冲测试已经成为验证产品结构耐久性、密封可靠性和长期运行稳定性的重要测试项目。

　　一、什么是高低温压力脉冲测试?

　　高低温压力脉冲测试，是指在规定的介质温度、环境温度或温度循环条件下，按照设定的压力上限、压力下限、压力波形、循环频率和循环次数，对被测液冷部件反复施加压力载荷的可靠性测试方法。

　　测试过程中，压力脉冲设备通过泵、增压单元、压力调节机构、换向阀或伺服控制系统，使被测件内部压力按照设定程序周期性变化。

　　一个完整的压力循环通常可以包括：

　　• 压力从下限升至上限;

　　• 在压力上限保持一定时间;

　　• 压力从上限降至下限;

　　• 在压力下限保持一定时间;

　　• 按照规定次数重复循环。

　　根据产品标准、企业规范和实际使用工况，测试压力可以采用梯形波、三角波、正弦波、方波或用户自定义压力曲线。

　　高低温压力脉冲测试并不是简单地“反复加压”，而是通过压力、温度、时间和循环次数等条件的组合，模拟液冷部件在长期运行中可能承受的交变载荷。

　　二、静态耐压测试和压力脉冲测试有什么区别?

　　静态耐压测试和压力脉冲测试都与产品承压能力有关，但两者的测试目的和载荷方式并不相同。

　　1.静态耐压测试

　　静态耐压测试通常将被测件内部压力升高至规定值，并在该压力下保持一定时间。

　　其主要特点包括：

　　• 压力升至设定值后基本保持稳定;

　　• 主要检查产品瞬时承压能力;

　　• 验证规定压力下的静态密封性能;

　　• 重点观察爆裂、明显泄漏和结构变形;

　　• 测试过程以升压和保压为主;

　　• 可在常温或规定温度下进行。

　　静态耐压测试适合用于基础强度和密封检查，但它通常只能反映被测件在一次或少量加载条件下的状态。

　　2.压力脉冲测试

　　压力脉冲测试要求被测件内部压力在高压和低压之间反复变化，并完成规定的循环次数。

　　其主要特点包括：

　　• 压力在上下限之间周期性变化;

　　• 主要验证交变压力载荷下的疲劳耐久性;

　　• 检查压力循环后的密封可靠性;

　　• 重点识别疲劳裂纹、密封磨损、接口松动和微泄漏;

　　• 常与高温、低温或温度交变条件结合;

　　• 通常用于产品耐久性和长期可靠性验证。

　　液冷部件通过一次静态耐压测试，并不意味着它一定能够承受长期反复的压力波动。

　　例如，焊缝、管路弯曲位置和接头密封区域可能在静态压力下保持正常，但经过数千次、数万次甚至更多压力循环后，可能出现微裂纹、密封性能下降或接口渗漏。

　　因此，静态耐压测试和压力脉冲测试通常不能相互替代。两者应根据产品标准、验证阶段和使用风险分别开展。

　　三、液冷系统为什么会产生压力波动?

　　液冷系统中的压力变化通常来自多个方面。

　　1、循环泵启动和停止

　　循环泵启动时，液冷回路会从静止状态快速建立流量和压力;循环泵停止后，系统压力又会逐渐下降或重新平衡。

　　如果设备需要频繁启停，管路、焊缝和接头就会反复承受压力建立和压力释放过程。

　　2、循环泵转速调节

　　为了适应不同热负载，液冷系统可能根据电池温度、设备功率或散热需求调节循环泵转速。

　　泵转速变化会引起流量变化，并进一步改变系统压力和各部件压降。

　　3、阀门开启和关闭

　　调节阀、电磁阀、截止阀和切换阀动作时，会改变局部流阻和流量分配。

　　如果阀门切换速度较快，还可能产生短时间压力冲击，使接口、管路和薄弱结构承受更高的瞬时载荷。

　　4、介质温度变化

　　液体温度变化会影响介质体积、黏度和流动阻力。

　　在封闭或半封闭液冷回路中，介质温度升高可能导致系统压力上升;在低温条件下，介质黏度增加又可能造成压降增大和泵负荷上升。

　　5、流道和支路切换

　　多支路液冷系统在切换冷却回路时，系统总阻力和各支路流量分配可能发生变化，从而引起压力重新调整。

　　6、系统内部阻力变化

　　过滤器堵塞、管路变形、内部杂质、气体聚集以及局部流道异常，都可能改变液冷系统流阻，造成压力和流量波动。

　　7、外部机械振动

　　车辆行驶、设备运行和运输振动会使液冷管路、接口和接头同时承受外部机械载荷与内部压力载荷。

　　高低温压力脉冲测试主要模拟其中的温度变化和周期性压力变化，用于评价液冷部件在长期运行条件下的耐久可靠性。

　　四、为什么压力脉冲测试需要结合高温和低温?

　　材料在不同温度条件下的强度、弹性、尺寸和密封性能可能发生变化。如果压力循环只在常温环境中进行，可能无法完整反映产品在实际使用边界下的状态。

　　1、高温会引起材料膨胀

　　液冷部件可能同时使用铝合金、不锈钢、工程塑料、橡胶和复合材料。

　　不同材料的热膨胀系数不同。在高温状态下，各材料的尺寸变化程度可能不一致，从而在焊接位置、连接位置和密封区域形成附加应力。

　　部分橡胶和塑料密封材料在高温下还可能出现软化，使密封压缩量和接触状态发生变化。

　　2、低温会影响材料韧性和弹性

　　部分塑料和橡胶材料在低温条件下可能变硬、收缩或弹性下降。

　　在低温压力脉冲过程中，密封圈、软管和快插接头更容易暴露低温密封不足、材料脆化和疲劳损伤等问题。

　　3、介质黏度会随温度变化

　　测试介质在低温状态下黏度通常会增加，从而影响管路压降、泵负荷、升压速度和压力波形。

　　在高温条件下，介质黏度、密封状态和部件尺寸也可能发生变化。因此，压力脉冲设备不仅要控制压力，还要考虑介质在目标温度下的流动特性。

　　4、冷热交替会产生热疲劳

　　高温和低温反复切换，会使材料不断膨胀和收缩。

　　当冷热交替与压力循环同时存在时，液冷板焊缝、管路弯曲位置、接口和密封件将承受更复杂的交变载荷。

　　这种热载荷与机械载荷的共同作用，可能加快裂纹形成、密封磨损和连接位置松动。

　　5、实际运行环境并非单一温度

　　新能源汽车、储能系统和大功率液冷设备可能在冬季低温、夏季高温以及高负载工况下运行。

　　因此，将高温、低温和压力循环结合起来，更接近液冷部件的实际使用条件和极限运行边界。

　　五、哪些液冷部件需要进行高低温压力脉冲测试?

　　高低温压力脉冲测试适用于多种液冷部件和热管理系统组件。

　　1、液冷板

　　液冷板内部通常具有复杂流道，并可能采用钎焊、搅拌摩擦焊或其他连接工艺。

　　测试重点包括：

　　• 液冷板流道结构强度;

　　• 焊缝疲劳可靠性;

　　• 进出口接口强度;

　　• 板体变形情况;

　　• 压力循环后的泄漏;

　　• 高低温变化后的密封状态。

　　液冷板能够通过静态耐压测试，并不代表内部焊缝和流道可以长期承受压力交变。压力脉冲测试有助于发现焊缝微裂纹、板体局部变形和长期循环后的微泄漏。

　　2、液冷管路

　　液冷管路可能包括金属管、橡胶软管和复合材料管路。

　　测试重点包括：

　　• 管壁耐压疲劳;

　　• 弯曲位置可靠性;

　　• 软管鼓包或变形;

　　• 管路接头松动;

　　• 高低温条件下的密封性能;

　　• 长期循环后的微裂纹。

　　对于软管类产品，还需要重点关注低温柔性和高温条件下的尺寸稳定性。

　　3、快插接头

　　快插接头需要同时满足安装便利、锁止可靠、承压和密封等要求。

　　压力脉冲测试可以检查：

　　• 锁止结构是否可靠;

　　• 密封圈是否出现磨损;

　　• 接头是否存在拔脱风险;

　　• 高温膨胀后的密封状态;

　　• 低温收缩后的泄漏风险;

　　• 多次循环后的连接稳定性。

　　4、阀体

　　阀体内部可能包括阀芯、密封件和复杂流道。

　　测试可以验证：

　　• 阀体结构耐压能力;

　　• 阀体接口可靠性;

　　• 阀芯区域密封性能;

　　• 高低温条件下的材料适应性;

　　• 压力循环后的内漏和外漏;

　　• 动作前后的结构稳定性。

　　5、换热器

　　换热器内部通常具有多条流道、焊接位置或钎焊连接位置。

　　测试重点包括：

　　• 内部流道结构强度;

　　• 焊接和钎焊位置可靠性;

　　• 进出口密封性能;

　　• 压力循环后的结构变形;

　　• 高低温循环后的泄漏;

　　• 长期承压耐久性。

　　6、液冷分配器和歧管

　　液冷分配器和歧管通常具有多个接口，需要承受总管和各支路的压力变化。

　　测试重点包括：

　　• 壳体结构强度;

　　• 多接口连接可靠性;

　　• 支路接头密封性能;

　　• 压力循环后的变形;

　　• 各支路泄漏情况。

　　7.液冷系统总成

　　完整液冷系统由液冷板、管路、接头、阀体、分配器和换热器等多个部件组成。

　　对液冷系统总成进行压力脉冲测试，可以综合检查各部件之间的连接可靠性。但是，系统总成测试需要结合各零部件允许压力、系统介质容量和整体结构制定测试方案。

　　六、高低温压力脉冲测试主要验证哪些性能?

　　1、压力疲劳性能

　　压力脉冲测试通过反复加载和卸载，验证被测件在交变压力作用下的疲劳耐久性。

　　重点检查：

　　• 是否出现裂纹;

　　• 是否发生塑性变形;

　　• 是否出现局部鼓包;

　　• 是否发生连接松动;

　　• 性能是否随循环次数增加而下降。

　　2、密封可靠性

　　液冷部件经过长期压力循环后，可能出现微泄漏或密封性能下降。

　　测试可以检查焊缝泄漏、密封圈失效、接头渗漏、阀体内漏和外漏、管路接口泄漏、测试前后泄漏率变化。

　　3、高温耐久性

　　在高温介质或高温环境中进行压力循环，可以评价部件在材料膨胀、密封材料状态变化以及持续交变压力作用下的可靠性。

　　4、低温耐久性

　　低温压力脉冲测试可以验证材料收缩、密封件弹性下降及介质黏度变化条件下的承压和密封能力。

　　5、热疲劳性能

　　在高温和低温之间反复变化，并配合压力循环，可以检查冷热交变引起的结构疲劳和密封性能变化。

　　6、接口连接可靠性

　　压力脉冲测试可以验证快插接头、螺纹接口、法兰接口和焊接接口在反复压力变化后是否松动、位移或泄漏。

　　7、产品一致性

　　对多个样品采用相同测试程序，可以比较不同批次、不同制造工艺以及不同供应商产品的耐久表现。

　　七、高低温压力脉冲测试有哪些常见形式?

　　根据测试目的和温度条件，常见测试形式包括以下几类。

　　1、常温压力脉冲测试

　　在常温介质或常温环境下进行压力循环，主要用于基础压力疲劳验证。

　　主要参数包括压力上下限、压力波形、循环频率、保压时间、循环次数和测试介质。

　　2、高温压力脉冲测试

　　将测试介质或被测件保持在设定高温状态，再执行压力循环。

　　主要用于验证：

　　• 高温下的结构强度;

　　• 高温下的密封可靠性;

　　• 材料热膨胀影响;

　　• 高温压力疲劳;

　　• 长时间高温循环后的泄漏。

　　3、低温压力脉冲测试

　　将测试介质或被测件降至规定低温后进行压力循环。

　　主要用于验证：

　　• 低温材料可靠性;

　　• 密封件低温性能;

　　• 软管低温柔性;

　　• 低温压力疲劳;

　　• 低温介质流动对压力控制的影响。

　　4、高低温交变压力脉冲测试

　　按照设定温度程序，在高温和低温工况之间切换，并在不同温度阶段执行压力循环。

　　该测试可以同时验证压力疲劳、热疲劳、密封可靠性、材料热胀冷缩以及多次循环后的结构变化。

　　5.不同压力波形测试

　　常见压力波形包括梯形波、三角波、正弦波、方波、用户自定义压力曲线。

　　不同波形对应不同的升压速度、保压时间、降压方式和载荷变化过程。即使压力上限相同，压力波形不同，被测件承受的交变载荷也可能存在明显差异。

　　6.压力脉冲后的复测

　　完成规定循环后，还可以根据产品规范进行气密测试、液密测试、静态保压测试、流阻复测、爆破测试、外观检查、尺寸和变形量检查。

　　通过比较测试前后的密封、流阻和结构状态，可以进一步判断压力循环是否对产品性能造成影响。

　　结语

　　液冷板、管路、快插接头、阀体和换热器在实际使用过程中，会长期承受压力波动和温度变化。

　　静态耐压测试可以验证产品在规定压力下的基础承压能力和密封能力，但难以完整反映反复压力加载产生的疲劳风险。

　　液冷部件高低温压力脉冲测试通过模拟高温、低温、冷热交替和周期性压力变化，可以发现焊缝疲劳、管路变形、接头松动、密封磨损和微泄漏等问题，从而评价产品的结构耐久性、热疲劳性能和长期密封可靠性。

　　不同液冷部件的结构、容积、材料、接口和工作压力存在差异，测试条件也不能简单套用统一参数。

　　在下一篇《液冷部件为什么要进行高低温压力脉冲测试?(二)》中，将进一步介绍高低温压力脉冲测试参数、一般测试流程、结果判断方法以及测试设备选型要求。

　　常见问题

　　1、什么是高低温压力脉冲测试?

　　高低温压力脉冲测试是在设定高温、低温或温度循环条件下，对液冷部件反复施加高低压力变化，用于验证产品的压力疲劳、热疲劳、结构耐久性和密封可靠性。

　　2、液冷板为什么需要进行压力脉冲测试?

　　液冷板内部流道、焊缝和接口会长期承受压力波动。压力脉冲测试可以发现普通静态耐压测试不容易暴露的焊缝疲劳裂纹、板体变形和循环后的微泄漏问题。

　　3、静态耐压测试可以代替压力脉冲测试吗?

　　通常不能。静态耐压测试主要检查一次升压和保压状态，压力脉冲测试则验证多次交变压力作用下的疲劳耐久性。两种测试的载荷方式和验证目的不同。

　　4、为什么需要同时进行高温和低温测试?

　　高低温会改变材料尺寸、强度、弹性、密封状态和介质黏度。将温度变化与压力循环结合，可以更全面地验证液冷部件在实际使用边界下的可靠性。

　　5、哪些液冷部件需要进行压力脉冲测试?

　　常见测试对象包括动力电池液冷板、储能液冷板、液冷管路、金属冷却管、橡胶软管、快插接头、阀体、液冷分配器、换热器和完整液冷系统总成。

　　6、压力脉冲测试可以发现哪些问题?

　　压力脉冲测试可以发现疲劳裂纹、焊缝泄漏、密封圈失效、接头松动、软管鼓包、结构变形和长期循环后的微泄漏等问题。