在新能源电池包、电池模组、电机电控、储能以及其他液冷热管理系统测试中，高低温液冷测试机需要持续向被测件提供设定温度、流量和压力的循环冷却液。

在设备选型时，温度范围、流量和压力通常比较直观，但“制冷量需要多大”却经常容易判断错误。

例如，被测产品散热功率为10kW，是不是选择10kW制冷量的高低温液冷测试机就够了？

答案并不一定。

因为液冷测试机实际需要承担的热负荷，不仅来自被测件自身发热，还与冷却液流量、进出口温差、环境散热、管路热负荷、目标温度以及升降温速度等因素有关。尤其在低温测试工况下，设备实际可提供的制冷能力还可能与标称工况存在明显差异。

因此，在选择高低温液冷测试机时，不能只比较设备铭牌上的“额定制冷量”，而应该结合实际测试工况进行综合计算。

一、什么是高低温液冷测试机的制冷量？

制冷量可以简单理解为设备在单位时间内能够从冷却液及被测系统中带走多少热量。

通常以kW作为单位。

例如某一工况下设备制冷量为10kW，可以理解为设备在规定条件下具备每秒移除约10kJ热量的能力。

需要特别注意制冷量≠设备输入功率。

10kW制冷量并不意味着设备电功率就是10kW，两者属于完全不同的参数。

对于高低温液冷测试机而言，制冷系统需要不断将被测件产生的热量从循环冷却液中转移出去，使供液温度维持在设定值附近。

如果实际热负荷超过设备当前工况下能够提供的制冷能力，常见表现包括：

• 供液温度持续升高；

• 温度长时间无法达到设定值；

• 满负荷运行仍无法稳定控温；

• 升降温时间明显延长；

• 测试过程中温度波动增大。

因此，制冷量实际上决定了设备在特定工况下“能不能把温度压住”。

二、液冷测试机制冷量主要由哪些因素决定？

选择制冷量之前，首先应该明确测试系统中有哪些热量需要被设备带走。

通常可以从以下几个方面考虑。

1. 被测件自身产生的热量

这是制冷量计算中主要的一部分。

例如测试对象可能包括：

• 动力电池PACK；

• 电池模组；

• 液冷板；

• 电机；

• 电控；

• 功率器件；

• 储能电池簇；

• 其他需要液冷散热的部件。

如果被测件在测试工况下持续产生8kW热量，那么液冷测试机至少需要具备持续带走这部分热量的能力。

需要注意的是，应尽量采用zui大连续热负荷作为选型依据，而不是只参考正常运行时的平均发热量。

如果测试过程中存在短时间大功率放电、峰值负载或其他高热负荷工况，也需要单独评估。

2. 冷却液流量和进出口温差

对于液冷循环系统，可以利用冷却液流量和温差估算热交换量。

基本关系为：

Q = ṁ × Cp × ΔT

其中：

Q——换热功率；

ṁ——冷却液质量流量；

Cp——冷却液比热容；

ΔT——冷却液进出口温差。

例如：

假设某测试工况下冷却液流量约为20L/min，暂按接近水的物性进行简化估算：20L/min约等于0.333kg/s。

如果冷却液进出口温差为5℃，水的比热容按约4.18kJ/(kg·℃)估算：Q ≈ 0.333 × 4.18 × 5。

得到的换热功率约为7kW。

也就是说，在这一流量和温差条件下，循环液大约需要带走7kW的热量。

这个计算可以帮助工程人员快速判断制冷量级。

不过实际项目中如果使用乙二醇水溶液、硅油或其他传热介质，其密度和比热容与纯水不同，因此应根据实际介质、实际浓度和实际温度下的物性参数重新计算。

三、为什么只按照被测件发热功率选择制冷量容易出问题？

假设一个电池包zui大持续发热功率为10kW。

直接选择额定制冷量10kW的液冷测试机，看起来似乎正好匹配。

但实际测试时，设备还需要克服其他热负荷，例如环境向低温冷却液传递的热量。

当冷却液需要维持在-20℃、-30℃甚至更低温度时，环境空气、管路、接头以及被测件本身都会不断向低温介质传热。

这部分热量也需要由制冷系统带走。

循环泵产生的热量

循环泵工作时产生的部分能量也会进入冷却液。

管路及附件热负荷

外部管路长度、保温效果、阀门、换热器以及测试台结构都会对系统总热负荷产生影响。

动态测试产生的瞬时热负荷

实际测试并不一定始终处于稳定工况。

如果测试程序要求快速升温、快速降温或者频繁进行温度循环，对设备瞬时制冷能力和系统动态响应能力的要求都会提高。

因此被测件发热功率只能作为确定制冷量的一个基础条件，而不是选型结果。

四、低温制冷量为什么尤其需要注意？

这是高低温液冷测试机选型时非常重要、但经常容易被忽略的问题。

同一套制冷系统，在不同冷却液出口温度和不同环境条件下，可提供的制冷能力通常并不是完全一样的。

例如设备在20℃冷却液工况下可以提供某一制冷量，并不意味着在-20℃或者-30℃时仍然能够保持完全相同的制冷能力。

通常随着目标温度降低，制冷系统运行工况会发生变化，实际可用制冷能力也需要重新核算。

因此，在比较不同液冷测试设备时，不能只问这台机器制冷量是多少？

更应该问在我的目标温度下，这台设备还能提供多少制冷量？

例如项目要求：

• 高液温：+80℃；

• 低液温：-30℃；

• 热负荷：12kW。

那么真正需要重点确认的，并不是常温状态下能否达到12kW，而是在-30℃附近的实际测试工况下，设备还能提供多大的有效制冷能力。

这对于低温大负荷液冷测试尤其重要。

五、升降温速度也会影响制冷量选择

除了稳定运行时的热负荷，还需要看测试项目对降温速度有没有明确要求。

例如同样需要把冷却液从25℃降到-20℃：一个项目允许60分钟完成；另一个项目要求20分钟完成。

两者对设备制冷能力的要求显然不同。

因为快速降温不仅需要带走被测件运行产生的热量，还需要在较短时间内降低：

• 循环冷却液自身温度；

• 管路温度；

• 换热器温度；

• 被测件内部相关结构温度。

这些部件都具有一定热容量。

简单来说需要降温的质量越大、目标温差越大、规定时间越短，需要的瞬时制冷能力通常越高。

因此，如果测试规范中明确规定了升降温速率或者温度变化时间，在设备选型阶段一定要提前提供给设备厂家。

否则只根据稳态热负荷选型，很可能出现“稳定以后能控住温度，但降温速度达不到要求”的情况。

六、高低温液冷测试机制冷量应该留多少余量？

实际工程选型通常不建议让制冷系统长期处于理论极限状态。

假设计算出的持续热负荷为10kW，如果设备在目标工况下刚好只能提供10kW制冷能力，那么一旦出现：

• 环境温度升高；

• 被测件发热增加；

• 外部管路保温下降；

• 冷却液介质发生变化；

• 流量发生变化；

• 设备能力随低温工况下降；

系统就可能无法继续稳定控温。

因此，实际选型通常会在计算热负荷基础上预留一定能力。

工程初步评估时，可以把约20%～30%的余量作为参考起点，但这并不是所有项目都必须采用的固定比例。

需要结合：

• zui低测试温度；

• 持续热负荷；

• 峰值热负荷及持续时间；

• 升降温要求；

• 冷却液类型；

• 环境温度；

• 是否需要长期连续运行；

共同确定。

对于低温、大负荷、快速变温或者高可靠性测试项目，可能需要更大的能力储备。

七、一个简单的制冷量选型示例

假设某动力电池PACK液冷测试项目参数如下：

如果只看被测件发热功率，可以得到基础制冷需求约8kW。

如果初步按照25%的能力余量进行估算：8 × 1.25 = 10kW。

但这并不意味着选择“额定制冷量10kW”的设备就一定合适。

下一步还需要继续确认：

1、设备10kW制冷量对应的测试温度是多少？

如果10kW是在20℃冷却液工况下测得，那么需要继续查看-30℃时能够提供多少制冷量。

2、是否有快速降温要求？

如果要求在较短时间内从高温快速下降至低温，动态制冷需求可能高于稳态8kW。

3、乙二醇浓度是多少？

不同浓度对应的密度、比热容、粘度和流动特性不同，会影响实际换热能力和循环系统选型。

因此，一个完整的液冷测试机制冷量选型过程应该是：热负荷计算 → 增加合理余量 → 校核低温度下的实际制冷能力 → 校核升降温时间 → 确定设备型号。

而不是简单采用被测件8kW，所以选择8kW设备。

八、液冷测试机制冷量越大越好吗？

也不是。

过度放大制冷系统虽然能够增加能力储备，但同时可能带来：

• 设备采购成本增加；

• 设备体积增大；

• 配电需求提高；

• 冷却水或环境散热条件要求提高；

• 系统长期运行能耗增加；

• 部分工况下制冷系统频繁调节。

因此，液冷测试设备选型并不是制冷量越大越好，而应该做到既能覆盖测试工况，又不过度配置。

真正合理的选型应该建立在测试工况基础上，而不是单独比较某一个参数。

九、选高低温液冷测试机前，建议准备这些参数

如果需要设备厂家帮助计算制冷量，建议提前整理以下测试条件：

1. 被测产品类型；

2. 被测件zui大持续发热功率；

3. 短时峰值发热功率及持续时间；

4. 冷却液种类及浓度；

5. zui低供液温度；

6. zui高供液温度；

7. zui大和zui小流量；

8. 工作压力范围；

9. 冷却液允许的进出口温差；

10. 升温和降温时间要求；

11. 外部循环管路长度；

12. 环境温度范围；

13. 是否需要长时间连续运行；

14. 是否存在多通道独立测试需求。

以上参数越完整，制冷量计算和设备选型就越准确。

十、总结

高低温液冷测试机制冷量的选择，不能只看被测件发热功率，更不能简单认为“10kW发热量就配10kW制冷量”。

一个合理的选型过程，需要综合考虑被测件热负荷、冷却液流量、进出口温差、介质物性、测试温度、环境热负荷、升降温速度以及系统能力余量。

其中尤其需要关注的是设备在目标低温工况下的实际有效制冷能力。

对于电池包、电池模组、电机电控、储能及其他液冷热管理测试项目，如果测试工况复杂，建议在设备选型前先整理完整的温度、流量、压力、热负荷及升降温要求，再根据实际工况进行制冷系统匹配。

广东芸海君蓝科技有限公司专注于高低温液冷测试设备及相关热管理测试系统，可根据被测对象、温度范围、冷却液类型、流量、压力、热负荷及测试程序等参数进行设备选型和非标方案匹配。