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汽车散热器的分类

1、纵流式

该散热器主要由散热管及散热片组合而成，乃是较典型的散热器类型，适合搭载古董车型。其独特之处在于结构简明，便于保养修复，然而散热效率稍显不足。对于纵流式散热器而言，散热器核心竖直排列，顶部连接进水室，底部连接出水室，冷却剂在运行过程中由进水室自上而下流入散热器，再流向出水室内部。对于货车而言，通常运用纵流式构造，这主要是因为纵流式散热器具有优良的散热性能及承载能力，然而对空间尤其是高度尺寸的需求颇高，这个问题对于货车而言并不严重。

直流型散热器最早始于20世纪初期，当时大多数汽车均使用这种类型的散热器。其显著优点在于可以降低水泵的能源消耗，并且在设计与装配上均显示出便捷性，同时在排气方面亦具备一定优势。然而，由于其散热芯子顶部与底部都布置了水室，因此导致生产的散热器体积较大，不能满足后来汽车发动机的放置需求，因此在20世纪中叶起逐渐改用横流式散热器。横向流式散热器在安装配置中采纳水平模式，通过左、右两侧的水室取代传统的上下水室，从而降低散热器的空间占用率，同时在发动机部位腾出的空间增加了更大尺寸的风扇，以确保汽车内舱拥有更为优越的迎风面积，使得空气流动更为顺畅。

最初，汽车散热器均采用上下布置水室，冷却水自上而下流动。直至20世纪60年代初，随着汽车设计的进步，横流式散热器应运而生。

纵流式散热器将水室配置由上、下布局转变为左右布局，冷却水从纵向流动转为横向流动。与纵向排列型散热器比较起来，横流式散热器能显著降低发动机罩的整体高度，有效拓宽驾驶员的视野范围，同时降低汽车行驶时受到的气流阻力，显著提升车辆整体设计自由度。在散热性能方面，相对纵向排列型散热器而言，横流式散热器的核心区域正面有效面积能够增强约百分之十，这使得我们有机会升级风扇尺寸以获取更大的迎风面，从而使得经过散热器的空气更加顺畅地流动。为了弥补因采用横流式散热器而导致储水量下降的问题，我们在进水管附近特别设立了储液罐作为补充。

在现今的汽车市场上，卡车仍沿用纵流式结构，而轿车普遍选择横流式结构。卡车和轿车散热器之间的区别日渐显著。

2、横流式

图表：横流式汽车散热器

资料来源：智研瞻产业研究院整理

汽车散热器材质

1、铝质

铝质汽车散热器为汽车冷却系统中广受青睐的散热器，其主要构造由铝质材料构成，其中包括了3003铝板等类型。3003铝板是一种极为常见的防锈铝合金板材，具备高强度、优秀的可塑性及耐蚀特性，以及卓越的导热效能，因此被广泛运用于汽车散热器的生产之中。在乘用车的领域中，铝质汽车散热器通常占有重要地位，这是由于其较轻的重量能够降低车辆整体质量，与此同时，由于其较低的成本，亦可以相应地降低整车的制造成本。然而，铝质汽车散热器同样存在一些不足之处，如其耐蚀性能相较于铜制散热器略显逊色，因此在使用过程中需要特别注重维护和保养。

随着汽车引擎转速以及功率的逐步提升，热负荷亦显著增加，对于冷却系统的性能要求亦愈发严格。因此，相关领域对于包括散热器在内的冷却系统的研发力度逐渐加大，各种新型技术与材质应运而生。汽车铝散热器产品的优势主要表现为轻量化、极高的可靠性、较低的价格以及生产过程中的环保特性。整车制造商正积极采用铝制水箱以取代传统的铜制水箱，这无疑反映了汽车散热器技术发展的必然趋势。

图表：铝散热器片材料的特点

资料来源：智研瞻产业研究院整理

采用铝合金散热器替代铜质散热器，有足够的潜力满足车辆及其发动机的各项技术指标。从铜质与铝合金散热器的构造上来看，其基本功能并无实质性的区别，不会干扰彼此间的替换应用。无论是铜制还是铝合金散热器，均广泛采用了管带式结构，散热片则选择波浪带式形状，再者，铜质散热器的散热管多以咬接方式制作，而铝合金散热器则采用高级的高频焊管和先进的B型管为主。唯一不同在于两种散热器的制作工艺和器械，还有就是铜和铝合金这种材质的性能差异，这就导致了它们在材料和尺寸的选取上有所差异。

在材料选择上，铝合金散热器相较于铜质散热器需求的金属厚度略大，其抵抗内部压力变形的能力也较铜材质的散热器更强大。从物理传导热量的特性来看，铜的导热性能确实优于铝合金，但我们注意的是焊接铜质散热器时所使用的锡铅焊料，其导热系数相比之下要比铝合金焊料低许多。于是，基于这种情况，对于相同类型的车辆和散热面积，采用铝合金散热器能提供更高的复合散热效率。通常情况下，设计铜质散热器时常采用增加核心部件厚度的方法，这样有助于满足汽车对散热性能的要求，然而，这同时也带来了散热器风阻加大等一系列问题。

铝合金散热器在最大程度上延长了使用寿命，超过了普通的铜质散热器。由于铜、铝合金散热器在焊接设备和工艺方法上的明显区别，其结构强度产生了巨大的差异。铝合金散热器采用的是硬钎焊工艺，其焊接温度范围大致在577~612摄氏度之间；而铜质散热器一般采用的是软钎焊，其焊接温度普遍低于450摄氏度。根据相关数据显示，铝合金散热器焊接接头的抗剪切强度约为50~58兆帕斯卡，抗拉强度约为86~96兆帕斯卡，而由铜质散热器所制成的锡焊抗扭强度为34~37兆帕斯卡；因此，铝合金散热器在整体结构强度方面确实要强过铜质散热器。鉴于此，在为铝合金散热器选定原材料时，生产厂商必须充分顾虑到产品的耐用性和使用寿命，以便尽量降低整个汽车用户的长期维护成本。另外，尽管铝合金散热器在抗腐蚀性能方面仍不及铜质散热器，但是，只要用户严格按照整车制造商规定的防冻防锈液进行调配，同样可以确保其正常运行。在同等环境条件下，铝合金散热器相比于铜质散热器的无故障行驶里程将会大大提高。

铝制散热器需要严格遵守制造商所设定的防腐防锈方案。

铝制散热器常见的失效模式往往源于腐蚀问题引发的产品泄漏问题，而腐蚀的诱因则主要来自于大气环境以及水质污染两个方面。散热管的局部沉积腐蚀便是其中的一个显著现象。相较于铝制散热器，铜制散热器的原料采用了铜材质，由于铜原子化学活性较弱，因此其在大气环境中不易发生氧化反应。然而，值得注意的是，由大气环境中存在的微量二氧化碳、硫化氢、水蒸气等因素的影响，都会加剧铜的腐蚀过程。当铜受到腐蚀时，会生成一种组成密集且与铜质基体牢固衔接的青绿色物质（即所谓的铜绿），这其实对基材形成了天然的防护屏障，有助于阻止基材进一步遭受腐蚀。

然而对于铝来说，其化学性质相对活跃，在大气环境中极易氧化并形成一层面积厚度非常微小的壳状氧化物，尽管这个膜层本身多孔并且呈现出松散的状态，但是在遭受破损之后，它又能迅速重新氧化产生新的氧化膜。为了增强铝在实际应用中所能承受的腐蚀程度，通常我们需要运用阳极氧化技术，以使得铝表面能够快速形成一个相对致密并且厚度适当的氧化膜。另外，铝在含水的溶剂中十分易于被氢离子替换，如果水中包含氯化物离子的话，那么更会急剧促进铝的腐蚀过程; 尤其是当水温急剧提升，超过80℃以后，铝在水溶液中的腐蚀速率就开始显著增加。因此，由此可知，铝制散热器并不适合采用普通的清水作为介质。为了尽可能减少自身的腐蚀问题以及保证产品正常的使用寿命，唯有正确选择原材料并采取必要的防腐防锈措施才是关键所在。一般而言，选择酸碱度范围在7.5至9.0之间的防冻防锈液最为合适。鉴于市场上生产防冻防锈液的厂商繁多，且各类产品规格型号五花八门，如果实在无法从官方渠道获取到准确信息，消费者还可根据整车制造商提供的产品使用手册来查找相关防冻防锈液的具体型号和规格。

在防冻防锈液的使用环境下，铝制散热器通常在行车里程达到2万公里之前，不会出现明显的腐蚀现象；而当周期达到3万公里至5万公里之间时，逐渐就会出现轻微的腐蚀状况；当运行里程来到5万公里之后，腐蚀现象所占比重将会有所上升，这时候便应当及时进行防冻防锈液的更换操作。

图表：铝制散热器需要严格遵守制造商所设定的防腐防锈方案

资料来源：智研瞻产业研究院整理

2、铜制

铜质汽车散热器是一种经典的汽车散热器类别，主要由铜管及散热片组成。其制造工艺已然日趋成熟，性能稳定可靠，故而被广泛运用于汽车冷却系统之中。该散热器之优势包括优异的热传导性能与抗腐蚀能力，既可确保汽车冷却系统的高效运作，同时因其成本相对较低，有助于降低整车的制造成本。此外，铜质汽车散热器更兼具美观的外观与卓越的散热效能，足以为汽车冷却系统各项需求提供充分支持。然而，铜质汽车散热器亦存在一定劣势，诸如相较之下较为沉重，可能导致整车的质量增加，再者其制造工艺较为繁琐，需经多道工序及焊接等加工环节，易产生氧化皮等杂质，从而影响散热器的性能及使用寿命。

关于散热器材料的选择，铜曾是最为广泛采用的材质，原因在于其拥有显著优势，如在传热性能及强度方面表现出色，且具备优异的抗腐蚀能力；同时亦在加工过程中展现出优良的焊接性能，且在造价方面相对较低。然而，随着社会的持续进步，铜材料的应用愈发广泛，使得铜材料不再适用于此领域。然而在使用过程中发现，铝制散热器具备更加优良的散热性能，且原材料价格极其低廉，因此铝逐渐取代铜，成为目前轿车散热器的主要原材料。

图表：铜制汽车散热器

资料来源：智研瞻产业研究院整理

汽车散热器市场规模及分布

统计数据显示，2018年中国汽车散热器行业市场规模387.94亿元，2022年中国汽车散热器行业市场规模532.80亿元。2018-2023年中国汽车散热器行业市场规模如下：

图表：2018-2023年中国汽车散热器行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

据调查，2022年中国汽车散热器行业细分情况如下：

图表：2022年中国汽车散热器行业细分

数据来源：智研瞻产业研究院整理