浸没式冷却技术在电机、电控、电源领域的探索与实践

浸没式冷却技术也就是将冷却液质直接接触热源进行热交换，可以大大的提高换热效率，具备全域无死角散热、能效协同优化、适配小型化设计等优势。其最初被广泛应用于储能电池包领域，在车载电源及功率器件场景的规模化应用尚处于探索阶段，核心难点集中于三大维度：均热结构设计复杂度高、冷却工质与材料的兼容性把控难、整体方案成本偏高，其中成本因素更是制约其在国内市场推广的关键。

在电机领域，浸没式冷却也已展开相关研究，其与当前主流的槽内油冷技术还是有一定区别的，包括如上海电驱动、联合动力、马勒等企业均已在此方向进行布局。

01.

电源浸没式冷却，实现精准热控

联合电子针对车载场景需求，构建了浸没式冷却电源的核心设计体系，涵盖高效导热、组件抗冲击、材料兼容、热管理系统及机械小型化五大方向，多维度协同突破技术瓶颈。

为平衡散热性能与空间利用率，联合电子搭建三维热设计模型，采用“中间进液、两侧出液”布局，确保冷却工质全域覆盖。针对滤波电容内侧滞止区问题，优化结构重构流路，提升局部散热效率。热分析模型可精准覆盖发热部件，尤其能捕捉流体穿过电感线圈缝隙的细节，通过优化进口布置解决磁件散热难题。

测试显示，浸没式冷却对电容、PFC电感等元器件降温优势显著，最高温较间接液冷下降约60℃。联合电子团队以入口流速为变量，采用熵权法多目标优化，在提升散热的同时控制泵功率，实现能效最大化。

为确保方案在真实工况下的可靠性，联合电子搭建了专属浸没冷却测试实验台架，通过开发实验模型模拟实际运行中的流动传热性能。实验采用加热片模拟器件发热、直流油泵驱动冷却工质循环，借助数据采集仪实时捕捉压力传感器数据，并通过红外热像仪精准观测各器件温度分布。

测试结果表明：随着冷却工质流量的提升，各测点温度呈显著下降趋势，且初始温度越高的点位，降温效果越明显；整个系统流阻控制在工程标准认可范围内，温度分布均匀性优异，局部热点在流量优化后实现大幅降温，有效降低了电源产品因局部过热引发的热失控风险，验证了方案的工程可行性。

02.

电机浸没式冷却，密封与循环并重

电机的浸没式冷却，其核心是将电机核心发热部件（定子绕组、定子铁芯，部分方案含转子）直接浸没于特定冷却介质（多为绝缘油）中，通过介质与发热部件的直接接触，结合介质的对流循环（自然对流或强制循环）及相变吸热（部分方案），快速带走电机运行中产生的热量，实现温升控制的冷却技术。

上海电驱动的浸没式冷却方案，是通过两个密封油罩分别扣合在绕组两端，配合铁芯内部油道形成冷却回路。这样设计主要难点还是密封设计，需把油环底板和定子组件用胶封或注塑固定，支架也注塑在铁芯里，再加上油环盖与油环底板、接线座的激光焊接，形成一个全封闭的空间，能有效防止润滑油漏出来，保证内部油路循环稳定。

其核心由主油腔、油泵、滤清器、油冷器构成基础循环，同时搭配补油腔、透气阀以及单向阀来保障油路稳定与压力平衡。其基础循环流程简单来说：底部润滑油在油泵压力作用下，经滤清器过滤杂质，进入油冷器降温；冷却后的油液分为两路，分别流向定子油路和转子油路，为电机关键部件降温，最终流回主油腔，完成一次循环。

马勒的SCT电机，也是采用的浸没式冷却方案，只不过它是将整个电机绕组都泡在油中，效率之高，在同级别中首屈一指。极其紧凑的设计也带来了材料成本和重量上的优势，配合其油冷技术可以确保其电机可以无限期地以高输出运行，根据其测试结果，可以永久提供93%到100%的峰值功率。

03.

电控浸没式冷却，赋能高功率运行

电控方面，采用浸没式冷却传热更加直接，可同时冷却低热量组件，避免混合冷却方案，一次性解决大多数发热元件的散热问题。其实浸没式冷却系统在数据中心、服务器等领域已有成功的应用案例，富士通服务器PRIMERGY采用完全浸没在冷却液中来有效均匀地冷却服务器，系统在服务器系统(包括冷却设备)的节能减排方面效果提升约40%。

国创中心推出的浸没式电控，则通过绝缘工质浸没功率芯片实现直冷散热，大幅缩短芯片到冷却液的散热路径，显著提升散热效率；经第三方测试验证，该方案下模块上下开关管热阻低至0.06K/W，为高压大功率电控系统的稳定运行提供了核心支撑。

总结.

综上，浸没式冷却技术凭借高效换热、全域散热等核心优势，在车载电源、电机、电控三大领域均已实现关键技术突破与实践验证。联合电子、上海电驱动、马勒、国创中心等企业及机构的方案，分别从结构设计、油路优化、密封技术、工质适配等维度破解行业痛点，为技术规模化落地奠定了基础。