CN112430453B - 冷却液组合物和冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及冷却液组合物和冷却系统。目的在于提供具有优异的绝缘性、传热特性和耐水解性的非水系的冷却液组合物。本实施方式为冷却液组合物,其包含至少一种碳数6以上的酮化合物作为非水系基剂,并且基本上不含水。

Description

冷却液组合物和冷却系统
技术领域
本公开涉及冷却液组合物和使用了该冷却液组合物的冷却系统。
背景技术
混合动力汽车、电动汽车等具备行驶用马达的汽车包括用于适当地控制电力的电源控制单元(PCU)。PCU包括驱动马达的逆变器、控制电压的升压转换器、使高电压降压的DCDC转换器等。逆变器或转换器具有电源卡,该电源卡是内置有半导体元件的卡型电源模块,电源卡随着开关操作而发热。因此,逆变器和转换器是可发热至高温的设备。另外,作为具备行驶用马达的汽车中的发热设备,除了逆变器和转换器之外,还可列举出电池。因此,在具备行驶用马达的汽车中配备有用于冷却逆变器、转换器、电池等的冷却系统。
例如,在专利文献1中记载了具备行驶用马达的汽车(例如电动汽车或混合动力汽车)的驱动系统的逆变器中使用的半导体装置的构成(图1)。图1的半导体装置2为将多个电源卡10与多个冷却器3层叠而成的单元。予以说明,在图1中,只对一个电源卡标注附图标记10,对其他的电源卡省略附图标记。另外,为了看到半导体装置2的整体,将收容半导体装置2的外壳31用虚线描绘。1个电源卡10夹在2个冷却器3之间。在电源卡10与一个冷却器3之间夹有绝缘板6a,在电源卡10与另一个冷却器3之间夹有绝缘板6b。在电源卡10与绝缘板6a、6b之间涂布润滑脂。在绝缘板6a、6b与冷却器3之间也涂布润滑脂。予以说明,就图1而言,为了容易理解,将1个电源卡10和绝缘板6a、6b从半导体装置2抽出而描绘。在电源卡10中收容有半导体元件。电源卡10被通过冷却器3的制冷剂冷却。制冷剂为液体,典型地为水。电源卡10与冷却器3交替地层叠,冷却器3位于单元的层叠方向的两端。多个冷却器3用连结管5a、5b连结。制冷剂供给管4a和制冷剂排出管4b连结至位于单元的层叠方向的一端的冷却器3。通过制冷剂供给管4a所供给的制冷剂通过连结管5a分配至全部的冷却器3。制冷剂在通过各冷却器3期间从邻接的电源卡10吸收热。通过了各冷却器3的制冷剂通过连结管5b,从制冷剂排出管4b排出。
另一方面,在专利文献2中公开了包含非水系基剂的冷却液,作为非水系基剂,具体地记载了烷基苯、二甲基硅油、全氟化碳。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-017228号公报
专利文献2:日本特开2005-203148号公报
发明内容
发明要解决的课题
如专利文献1中所示的半导体装置的构成那样,通常,制冷剂在电源卡和电池的附近循环。因此,在混合动力汽车和电动汽车等具备行驶用马达的汽车中,如果由于事故而冷却液泄漏,则泄漏的制冷剂有可能与电源卡、电池等的端子接触,引起短路。因此,从即使在制冷剂泄漏的情况下也难以发生这样的二次灾害的观点出发,对制冷剂要求优异的绝缘性。在专利文献2中,使用了二甲基硅油等硅油,从绝缘性的观点出发,硅油是优异的。但是,硅油与水系的制冷剂相比,冷却性能显著地低。
另外,容纳冷却液组合物的冷却系统例如包含:作为制冷剂的冷却液组合物流动的制冷剂管、收容冷却液组合物的储液罐、用于使冷却液组合物在循环路径内循环的循环装置等各种构件或装置,但难以完全地阻断冷却液组合物与外部气体的接触,外部气体中所含的水分进入冷却液组合物中。例如,在构件之间的连接部处,包含水分的外部气体侵入冷却液组合物。水分进入冷却液组合物中时,冷却液组合物中的成分因水而水解,有时冷却液组合物的特性(例如绝缘性)变化。因此,对于冷却液组合物要求难以发生水解这样的耐水解性。
因此,本公开的目的在于提供具有优异的绝缘性、传热特性和耐水解性的非水系的冷却液组合物。
用于解决课题的手段
本实施方式的方案例如下所述记载。
(1)冷却液组合物,其包含至少一种碳数6以上的酮化合物作为非水系基剂,并且基本上不含水。
(2)(1)所述的冷却液组合物,其中,酮化合物包含选自肪族酮化合物、脂环式酮化合物和芳族酮化合物中的至少一种。
(3)(1)所述的冷却液组合物,其中,酮化合物包含至少一种的脂族酮化合物。
(4)(1)所述的冷却液组合物,其中,酮化合物包含至少一种的脂环式酮化合物。
(5)(1)所述的冷却液组合物,其中,酮化合物包含至少一种的芳族酮化合物。
(6)(1)~(5)中任一项所述的冷却液组合物,其中,酮化合物的碳数为6~14。
(7)(1)~(6)中任一项所述的冷却液组合物,其中,冷却液组合物中的酮化合物的含量为10质量%以上。
(8)(1)~(7)中任一项所述的冷却液组合物,其还包含矿物油。
(9)(8)所述的冷却液组合物,其中,冷却液组合物中的酮化合物的含量为10~90质量%,冷却液组合物中的矿物油的含量为10~90质量%。
(10)(8)所述的冷却液组合物,其中,冷却液组合物中的酮化合物的含量为30~70质量%,冷却液组合物中的矿物油的含量为30~70质量%。
(11)(1)~(10)中任一项所述的冷却液组合物,其中,20℃下的导电率为0.1μS/cm以下。
(12)(1)~(11)中任一项所述的冷却液组合物,其中,20℃下的导电率为0.001μS/cm以下。
(13)冷却系统,其使用(1)~(12)中任一项所述的冷却液组合物作为制冷剂。
(14)(13)所述的冷却系统,其用于冷却在具备行驶用马达的汽车中搭载的发热设备。
(15)(14)所述的冷却系统,其中,发热设备为逆变器、转换器、发电机、马达或电池。
(16)(14)或(15)所述的冷却系统,其中,发热设备具有电源卡,冷却液组合物与电源卡物理接触。
发明效果
根据本公开,能够提供具有优异的绝缘性、传热特性和耐水解性的非水系的冷却液组合物。
附图说明
图1为示出具备行驶用马达的汽车的驱动系统的逆变器中使用的半导体装置的构成例的示意性立体图。
具体实施方式
1.冷却液组合物
本实施方式为冷却液组合物,其包含至少一种碳数6以上的酮化合物作为非水系基剂,基本上不含水。
本实施方式涉及的冷却液组合物具有优异的绝缘性、传热特性和耐水解性。特别是,本实施方式涉及的冷却液组合物具有非常优异的绝缘性,因此即使在由于事故等而冷却液组合物泄漏的情况下,也能够抑制短路等二次灾害。因此,能够在混合动力汽车和电动汽车等具备行驶用马达的汽车中优选地使用。进而,本实施方式涉及的冷却液组合物具有优异的耐水解性,因此即使水分从外部气体进入冷却液组合物中,也难以发生冷却液组合物的特性(例如绝缘性)的变化。
作为本实施方式涉及的冷却液组合物的其他效果,可列举出以下的方面。以往,通常使用的乙二醇基的水系冷却液的传热特性优异,但绝缘性差。因此,如图1中所示那样,需要使冷却对象的部件侧成为绝缘结构。具体地,如图1中所示那样,需要设置绝缘板(图1的6a、6b),确保电子设备与冷却液组合物之间的绝缘性。但是,设置绝缘板时,冷却液组合物与电子设备之间的传热特性降低,结果冷却性能降低。由于本实施方式涉及的冷却液组合物的绝缘性优异,因此能够不需要设置绝缘板,结果能够提供冷却性能优异的冷却系统。
作为本实施方式涉及的冷却液组合物的其他效果,也可列举出以下的方面。作为电子设备的冷却手段的例子,有使电子设备至少部分地(部分地或完全地)浸渍在冷却液组合物中的方法。例如,为了冷却,能够使电源卡与冷却液组合物物理接触地配置。这样的冷却结构的传热效率非常优异,但由于电子设备与冷却液组合物直接相接,因此对冷却液组合物要求非常优异的绝缘性。本实施方式涉及的冷却液组合物具有非常优异的绝缘性,同时为非毒性,难以引起腐蚀,因此在具有这样的冷却结构的冷却系统中也能够优选使用。
本实施方式涉及的冷却液组合物包含非水系基剂作为其构成成分,并且基本上不含水。
本说明书中,所谓“基本上不含水”,是指冷却液组合物不含有妨碍本实施方式的效果的显现的含量范围的水,优选地,是指水在冷却液组合物中的含量为1.0质量%以下,更优选地,是指水在冷却液组合物中的含量为0.5质量%以下,进一步优选地,是指水在冷却液组合物中的含量为0.1质量%以下,特别优选地,是指水在冷却液组合物中的含量为0质量%(无法检测出)。
本实施方式涉及的冷却液组合物包含至少一种碳数6以上的酮化合物作为非水系基剂。碳数6以上的酮化合物具备优异的绝缘性、传热特性和耐水解性。作为酮化合物,可单独使用一种,也可将两种以上组合使用。
酮化合物为具有二个烃基经由羰基连接的结构的化合物。酮化合物包含选自脂族酮化合物、脂环式酮化合物和芳族酮化合物中的至少一种。在一个实施方式中,酮化合物包含至少一种的脂族酮化合物。在一个实施方式中,酮化合物包含至少一种的脂环式酮化合物。在一个实施方式中,酮化合物包含至少一种的芳族酮化合物。
脂族酮化合物可以是饱和脂族酮化合物,也可以是不饱和脂族酮化合物。不饱和脂族酮化合物包含至少一个不饱和键。脂族酮化合物可以为直链状,也可以为支链状。另外,经由羰基结合的上述烃基中的至少一者可具有环状结构。作为脂族酮化合物,例如可列举出己酮、甲基戊酮、庚酮、甲基己酮、二甲基戊酮、辛酮、甲基庚酮、二甲基己酮、壬酮、甲基辛酮、二甲基庚酮、癸酮、十一酮、十二酮、十三酮、环戊基甲基酮、环己基甲基酮、环庚基甲基酮、环辛基甲基酮、丁烯基甲基酮、或它们的混合物。作为己酮,例如可列举出2-己酮、3-己酮、4-己酮、或它们的混合物。作为甲基戊酮,例如可列举出4-甲基-2-戊酮等。作为庚酮,例如可列举出2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、或它们的混合物。作为甲基己酮,例如可列举出5-甲基-2-己酮、5-甲基-3-己酮、或它们的混合物。作为二甲基戊酮,例如可列举出2,4-二甲基-3-戊酮、4,4-二甲基-2-戊酮、或它们的混合物。作为辛酮,例如可列举出2-辛酮、3-辛酮、4-辛酮、或它们的混合物。作为甲基庚酮,例如可列举出5-甲基-3-庚酮、6-甲基-2-庚酮、或它们的混合物。作为二甲基己酮,例如可列举出2,5-二甲基-3-己酮等。作为壬酮,例如可列举出2-壬酮、3-壬酮、4-壬酮、5-壬酮、或它们的混合物。作为甲基辛酮,例如可列举出5-甲基-2-辛酮等。作为二甲基庚酮,例如可列举出2,6-二甲基-4-庚酮等。作为癸酮,例如可列举出2-癸酮、3-癸酮、4-癸酮、5-癸酮、或它们的混合物。作为十一酮,例如可列举出2-十一酮、3-十一酮、5-十一酮、6-十一酮、或它们的混合物。作为十二酮,例如可列举出2-十二酮等。作为十三酮,例如可列举出2-十三酮、7-十三酮、或它们的混合物。作为丁烯基甲基酮,例如可列举出4-己烯-2-酮、5-己烯-2-酮、或它们的混合物。作为脂族酮化合物,可单独使用一种,也可将两种以上组合使用。
脂环式酮化合物为经由羰基键合的二个烃基相互键合以形成环状结构的酮化合物。形成环状结构的烃链可以是饱和烃链,也可以是不饱和烃链,优选为饱和烃链。作为脂环式酮化合物,例如可列举出环己酮、环庚酮、环辛酮、三甲基环己酮、或它们的混合物。作为三甲基环己酮,例如可列举出3,3,5-三甲基环己酮等。作为脂环式酮化合物,可单独使用一种,也可将两种以上组合使用。脂环式酮化合物中,构成环的碳原子的数优选为6~8。
芳族酮化合物为经由羰基键合的二个烃基中的至少一者包含芳族烃基的酮化合物。作为芳族酮化合物,例如可列举出苯乙酮、二苯甲酮、苄基苯基酮、二苯基丙酮、或它们的混合物。作为二苯基丙酮,例如可列举出1,1-二苯基丙酮等。作为芳族酮化合物,可单独使用一种,也可将两种以上组合使用。
酮化合物的碳数为6以上。从酮化合物的沸点、着火点和/或粘度的观点出发,酮化合物的碳数优选为6~14,优选为7~13,优选为10~12。
冷却液组合物中的酮化合物的含量例如为10质量%以上,优选为30质量%以上,40质量%以上,50质量%以上。通过使酮化合物的含量为10质量%以上,能够提高冷却液组合物的绝缘性、传热特性和耐水解性。冷却液组合物中的酮化合物的含量例如为100质量%以下,90质量%以下。
本实施方式涉及的冷却液组合物除了上述酮化合物以外,还可以包含其他非水系基剂。作为其他非水系基剂,例如可列举出矿物油、合成油或它们的混合物。作为合成油,例如可列举出酯系合成油、合成烃油、硅油、氟化油或它们的混合物。这些可以单独使用一种,也可将两种以上组合使用。
本实施方式涉及的冷却液组合物除了上述酮化合物以外,优选还包含矿物油作为非水系基剂。通过含有矿物油,能够提高冷却液组合物的绝缘性。作为矿物油,例如可列举出石蜡系矿物油,环烷系矿物油或它们的混合物。作为基油,可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
对矿物油的运动粘度(40℃)没有特别限制,例如为0.5~100mm2/s,优选为0.5~20mm2/s,更优选为0.5~10mm2/s。
冷却液组合物中的矿物油的含量优选为10质量%以上,20质量%以上,30质量%以上,40质量%以上,50质量%以上。
在冷却液组合物包含矿物油的情况下,优选冷却液组合物中的酮化合物的含量为10~90质量%,冷却液组合物中的矿物油的含量为10~90质量%。在冷却液组合物包含矿物油的情况下,优选冷却液组合物中的酮化合物的含量为30~70质量%,冷却液组合物中的矿物油的含量为30~70质量%。在冷却液组合物包含矿物油的情况下,优选冷却液组合物中的酮化合物的含量为40~60质量%,冷却液组合物中的矿物油的含量为40~60质量%。
本实施方式涉及的冷却液组合物除了上述成分以外,可包含抗氧化剂、防锈剂、摩擦缓和剂、防蚀剂、粘度指数改良剂、倾点降低剂、分散剂/表面活性剂、耐磨损剂、或固体润滑剂等任选成分。冷却液组合物中的任选成分的含量例如为0.1~20质量%,优选为10质量%以下,5质量%以下,1质量%以下。
本实施方式涉及的冷却液组合物的运动粘度(20℃)例如为0.1~100mm2/s,优选为0.1~10mm2/s。
由于冷却液组合物在冷却系统中被强制循环,因此优选粘度低的冷却液组合物。冷却液组合物的粘度例如能够用添加的矿物油的粘度及其量来调整。本实施方式涉及的冷却液组合物的运动粘度(40℃)优选为0.1~10mm2/s。
本实施方式涉及的冷却液组合物的导电率(20℃)优选为0.1μS/cm以下,更优选为0.01μS/cm以下,进一步优选为0.001μS/cm以下。
2.冷却系统
本实施方式涉及的冷却液组合物用于冷却系统,优选用于具备行驶用马达的汽车中具备的冷却系统。即,本实施方式的一个方案为使用本实施方式涉及的冷却液组合物作为制冷剂的冷却系统。另外,本实施方式的一个方案为用于将在具备行驶用马达的汽车中搭载的发热设备冷却的冷却系统。另外,本实施方式的一个方案为具备本实施方式涉及的冷却系统和用该冷却系统冷却的发热设备的、具备行驶用马达的汽车。
本说明书中的“具备行驶用马达的汽车”包含不具备发动机而只具备行驶用马达作为动力源的电动汽车、和具备行驶用马达和发动机这两者作为动力源的混合动力汽车。另外,燃料电池汽车也包含在“具备行驶用马达的汽车”中。
作为应对环境问题的措施之一,利用马达的驱动力行驶的混合动力汽车、燃料电池汽车、电动汽车等配备有行驶用马达的汽车已受到关注。在这样的汽车中,马达、发电机、逆变器、转换器和电池等发热设备发热至高温,因此需要冷却这些发热设备。如上所述,本实施方式涉及的冷却液组合物具有优异的绝缘性和传热特性,即使在冷却液组合物由于事故等而泄漏的情况下,也难以发生短路等二次灾害。因此,能够优选地用于具有行驶用马达的汽车中的冷却系统。另外,如上所述,本实施方式涉及的冷却液组合物具有优异的耐水解性,因此即使水分从外部气体进入冷却液组合物中,也难以发生冷却液组合物的特性(例如绝缘性)的变化。
冷却系统包含例如作为制冷剂的冷却液组合物流动的制冷剂管、收容冷却液组合物的储液罐、用于使冷却液组合物在循环路径内循环的循环装置或用于使冷却液组合物的温度降低的冷却装置。作为循环装置,例如可列举出电动泵。作为冷却装置,例如可列举出散热器、冷却器或油冷却器等。冷却系统的冷却对象是逆变器、转换器、发电机、马达或电池等发热设备。
对冷却系统的构成没有特别限制。冷却系统例如包括制冷剂管、储液罐、电动泵、散热器和发热设备中具备的冷却单元。冷却单元是从发热设备接收热的部分,例如,图1的冷却器3相当于冷却单元。例如,冷却液组合物通过电动泵从储液罐中泵出后,用冷却单元冷却发热设备,然后经由下游的散热器返回到储液罐中。冷却了冷却单元的冷却液组合物由于其温度升高,因此通过散热器温度升高的冷却液组合物的温度降低。另外,也能够采用在制冷剂管的中途配置油冷却器、采用该油冷却器冷却马达的构成。
本实施方式涉及的冷却系统优选用于具备行驶用马达的汽车。即,本实施方式的一个方案是具备本实施方式涉及的冷却系统的、具备行驶用马达的汽车。此外,本实施方式的一个方案是具备本实施方式涉及的冷却系统的电动汽车、混合动力汽车或燃料电池汽车。
另外,如上所述,本实施方式涉及的冷却液组合物的绝缘性非常优异,同时为非毒性,难以引起腐蚀,因此能够优选地用于具有使电子设备至少部分地(部分地或完全地)浸渍在冷却液组合物中的冷却结构的冷却系统。作为电子设备,可列举出内置半导体元件的电源卡、CPU等。这样的冷却系统的具体形态例如能够在美国专利第7403392号或美国专利申请公开第2011/0132579号中见到。具体地,本实施方式的一个方案为发热设备具有电源卡、冷却液组合物与电源卡物理接触的、具备行驶用马达的汽车。
实施例
以下列举实施例,对本实施方式进行说明,但本公开并不受这些实施例限定。
<材料>
·2-辛酮(东京化成工业会社制造)
·2,6-二甲基-4-庚酮(东京化成工业会社制造)
·3,3,5-三甲基环己酮(东京化成工业会社制造)
·矿物油:运动粘度(20℃)0.1~10mm2/s
·以往LLC(トヨタ纯正、商品名:スーパーロングライフクーラント、包含乙二醇和添加剂。)
·乙二醇(东京化成工业会社制造)(以下也称为EG。)
·离子交换水
<制备方法>
采用下述表1-1~1-3中记载的组成,制备了各冷却液组合物。
<导电率>
各冷却液组合物的20℃下的导电率使用导电率测定器(横河电机株式会社制造、パーソナルSCメータSC72、检测器:SC72SN-11)测定。将结果示于表1中。
<传热特性>
就各冷却液组合物的传热特性而言,用下述式算出使用了各冷却液组合物作为制冷剂的散热器、油冷却器和逆变器中的冷却性能,从而进行了比较。将结果示于表1-1~1-3中。
(散热器中的冷却性能)
用下述式算出了使用了各冷却液组合物作为制冷剂的散热器中的冷却性能。调整制冷剂,以使得入口温度成为65℃。其他条件如下所述。向散热器的送风量:4.5m/秒、制冷剂流量:10L/分钟、制冷剂与外部气体的温度差:40℃(制冷剂:65℃、外部气体:25℃)。
【数学式1】
Figure BDA0002648951660000111
QW:冷却性能、VW:制冷剂的流量、γW:制冷剂的密度、CPW:制冷剂的比热、tW1:制冷剂的入口温度、tW2:制冷剂的出口温度
(油冷却器中的冷却性能)
用下述式算出了使用了各冷却液组合物作为制冷剂的油冷却器中的冷却性能。调整制冷剂,以使得入口温度成为30℃。其他条件如下所述。变速箱油的流量:6L/分钟、制冷剂流量:10L/分钟、变速箱油与制冷剂的温度差:30℃(变速箱油:60℃、制冷剂:30℃)。
【数学式2】
Figure BDA0002648951660000112
QW:冷却性能、VW:制冷剂的流量、γW:制冷剂的密度、CPW:制冷剂的比热、tW1:制冷剂的入口温度、tW2:制冷剂的出口温度
(逆变器中的冷却性能)
用下述式算出了使用了各冷却液组合物作为制冷剂的逆变器中的冷却性能。调整制冷剂,以使得入口温度成为65℃。其他条件如下所述。逆变器(电源卡)的发热量:500W,制冷剂流量:10L/分钟。
【数学式3】
Figure BDA0002648951660000121
QW:冷却性能、VW:制冷剂的流量、γW:制冷剂的密度、CPW:制冷剂的比热、tW1:制冷剂的入口温度、tW2:制冷剂的出口温度
<耐水解性>
将各冷却液组合物放入耐热瓶中,相对于总质量,以成为5%的方式添加了水后,在120℃下加热了216小时。然后,测定冷却液组合物的导电率,根据导电率是否上升判定了水解反应的有无。将没有观测到导电率上升的情形评价为“○”,将观测到导电率上升的情形评价为“×”。
【表1-1】
表1-1
Figure BDA0002648951660000131
【表1-2】
表1-2
Figure BDA0002648951660000141
【表1-3】
表1-3
Figure BDA0002648951660000151
所有实施例的冷却液组合物的导电率都不到0.0009μS/cm,具有非常优异的绝缘性。另一方面,具有以往的冷却液组合物的构成(乙二醇与水的混合物或水单独)的比较例1、2和4中,导电率升高,绝缘性不充分。予以说明,关于比较例1、2和4的耐水解性,由于试验前的导电率高,因此没有标记“○”、“×”的评价。另外,所有的实施例的冷却液组合物都具有制品所要求的充分的冷却性能。特别是,随着酮化合物的含量增多,冷却性能提高。进而,所有的实施例的冷却液组合物都具有优异的耐水解性。因此,证实了本实施方式涉及的冷却液组合物具有优异的绝缘性、传热特性和耐水解性。
本说明书中记载的数值范围的上限值和/或下限值能够各自任意地组合来规定优选的范围。例如,能够将数值范围的上限值和下限值任意地组合以规定优选的范围,能够将数值范围的上限值之间任意地组合以规定优选的范围,另外,能够将数值范围的下限值之间任意地组合以规定优选的范围。
以上对本实施方式进行了详述,但具体的构成并不限定于该实施方式,即使存在不脱离本公开的主旨的范围的设计改变,它们也包含在本公开中。

Claims (14)

1.冷却液组合物,是用于冷却在具备行驶用马达的汽车中搭载的发热设备的冷却液组合物,其包含作为非水系基剂的至少一种碳数6~14的酮化合物和矿物油,并且基本上不含水,
冷却液组合物中的酮化合物的含量为10~90质量%,冷却液组合物中的矿物油的含量为10~90质量%,
酮化合物包含选自脂族酮化合物和脂环式酮化合物中的至少一种,
酮化合物不含卤素原子,并且
酮化合物作为制冷剂发挥作用,
脂族酮化合物是具有二个脂族烃基经由一个羰基而连接的结构的酮化合物,
脂环式酮化合物是具有二个脂族烃基经由一个羰基而连接、且所述二个脂族烃基相互键合以形成环状结构的结构的酮化合物。
2.根据权利要求1所述的冷却液组合物,其中,酮化合物包含至少一种的脂族酮化合物。
3.根据权利要求1所述的冷却液组合物,其中,酮化合物包含至少一种的脂环式酮化合物。
4.根据权利要求1所述的冷却液组合物,其中,矿物油的40℃下的运动粘度为0.5~100mm2/s。
5.根据权利要求1所述的冷却液组合物,其中,矿物油的20℃下的运动粘度为0.1~10mm2/s。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的冷却液组合物,其中,冷却液组合物的40℃下的运动粘度为0.1~10mm2/s。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的冷却液组合物,其中,不含有氢化共轭二烯共聚物。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的冷却液组合物,其中,冷却液组合物中的酮化合物的含量为30~70质量%,冷却液组合物中的矿物油的含量为30~70质量%。
9.根据权利要求1~5中任一项所述的冷却液组合物,其中,20℃下的导电率为0.1μS/cm以下。
10.根据权利要求1~5中任一项所述的冷却液组合物,其中,20℃下的导电率为0.001μS/cm以下。
11.冷却系统,其使用根据权利要求1~10中任一项所述的冷却液组合物作为制冷剂。
12.根据权利要求11所述的冷却系统,其用于冷却在具备行驶用马达的汽车中搭载的发热设备。
13.根据权利要求12所述的冷却系统,其中,发热设备为逆变器、转换器、发电机、马达或电池。
14.根据权利要求12或13所述的冷却系统,其中,发热设备具有电源卡,冷却液组合物与电源卡物理接触。
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Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2281597A (en) 1937-06-25 1942-05-05 Lubri Zol Dev Corp Lubricant and method of lubricating
US3909431A (en) * 1970-10-12 1975-09-30 Allied Chem Coolant-lubricant composition comprising fluorocarbon-cyclohexanone mixtures
GB1565652A (en) 1975-11-07 1980-04-23 Exxon Research Engineering Co Lubricant composition
JPS5951971A (ja) * 1982-09-17 1984-03-26 Yazaki Corp 吸収式冷凍機又は吸収式ヒ−トポンプの吸収液
US4594142A (en) * 1985-04-25 1986-06-10 Exxon Research And Engineering Co. Dewaxing waxy hydrocarbon oils using di-alkyl fumarate-vinyl laurate copolymer dewaxing aids
DE69221553T2 (de) * 1991-07-01 1997-12-11 Kao Corp Arbeitsflüssigkeitszusammensetzung zur Verwendung in Kälteanlagen
JP2913128B2 (ja) * 1991-12-13 1999-06-28 花王株式会社 冷凍機作動流体用組成物
JPH07150160A (ja) 1993-12-01 1995-06-13 Nippon Petrochem Co Ltd 潤滑油
EP0729214A3 (en) * 1995-02-21 1997-05-28 Smith Corp A O Electric motor operating in ammonia and cooling system containing this motor
JP3432135B2 (ja) 1998-04-24 2003-08-04 松下電器産業株式会社 冷媒圧縮式冷凍サイクル装置用作動媒体およびこれを用いた冷凍サイクル装置
US6991744B2 (en) 2000-12-08 2006-01-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Refrigerant compositions containing a compatibilizer
CN1900208A (zh) * 2000-12-08 2007-01-24 纳幕尔杜邦公司 包含增容剂的制冷剂组合物
US6962665B2 (en) * 2000-12-08 2005-11-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Refrigerant compositions containing a compatibilizer
US6415614B1 (en) * 2001-04-23 2002-07-09 Visteon Global Technologies, Inc. Cofluids for use with carbon dioxide refrigerant
US7470738B2 (en) * 2001-12-27 2008-12-30 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Non-aqueous absorbent and use thereof
WO2003094271A1 (fr) 2002-05-02 2003-11-13 Shishiai-Kabushikigaisha Composition liquide de refroidissement pour pile a combustible
US20050109979A1 (en) * 2002-05-02 2005-05-26 Shishiai-Kabushikigaisha Coolant composition for fuel cell
US6899820B2 (en) * 2002-06-10 2005-05-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluorocarbon, oxygenated and non-oxygenated lubricant, and compatibilizer composition, and method for replacing refrigeration composition in a refrigeration system
US7071154B2 (en) * 2003-12-18 2006-07-04 3M Innovative Properties Company Azeotrope-like compositions and their use
JP4797325B2 (ja) 2004-01-13 2011-10-19 トヨタ自動車株式会社 冷却液および冷却システム
US7100380B2 (en) 2004-02-03 2006-09-05 United Technologies Corporation Organic rankine cycle fluid
US20050188697A1 (en) 2004-03-01 2005-09-01 Honeywell Corporation Fluorinated ketone and fluorinated ethers as working fluids for thermal energy conversion
CN1950478A (zh) 2004-03-04 2007-04-18 纳幕尔杜邦公司 卤代酮致冷剂组合物和它的用途
JPWO2005091413A1 (ja) * 2004-03-24 2007-08-30 シーシーアイ株式会社 燃料電池用冷却液組成物
CN1957056A (zh) 2004-05-26 2007-05-02 纳幕尔杜邦公司 1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮制冷剂组合物及其应用
US20060243945A1 (en) * 2005-03-04 2006-11-02 Minor Barbara H Compositions comprising a fluoroolefin
EP2115102B1 (en) * 2007-01-15 2017-05-10 Technische Universiteit Eindhoven A liquid fuel composition and the use thereof
ES2656411T3 (es) 2008-03-07 2018-02-27 Arkema, Inc. Uso del R-1233 en enfriadores de líquidos
CN101684403B (zh) * 2008-09-25 2013-03-20 中国科学院化学研究所 一种天然微管包封的相变微胶囊及其制备方法
JP5773143B2 (ja) * 2011-06-23 2015-09-02 Jsr株式会社 蓄熱材用組成物、蓄熱材及び蓄熱用装置
JP2014218602A (ja) * 2013-05-09 2014-11-20 Jsr株式会社 蓄熱材
WO2015109095A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 Shrieve Chemical Products, Inc. Desicating synthetic refrigeration lubricant composition
JP6154365B2 (ja) * 2014-11-14 2017-06-28 トヨタ自動車株式会社 貯蔵安定性を向上させた燃料電池車用冷却液の製造方法
JP6361597B2 (ja) 2015-07-02 2018-07-25 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
JP6451566B2 (ja) 2015-09-10 2019-01-16 株式会社デンソー 冷却器、冷却器モジュール
EP3421105A4 (en) 2016-02-26 2019-10-30 Sinochem Lantian Co., Ltd. COMPOSITION COMPRISING A KETONE CONTAINING FLUORINE
JP6836210B2 (ja) * 2018-12-26 2021-02-24 株式会社デンソー 車両用熱マネジメントシステム、熱輸送媒体、および車両走行用の電池の冷却方法
FR3093729A1 (fr) * 2019-03-13 2020-09-18 Total Marketing Services Utilisation d’un ester dans une composition de refroidissement
GB201905733D0 (en) * 2019-04-24 2019-06-05 Bp Plc Dielectric thermal managment fluids and methods for using them
KR20220019026A (ko) * 2019-06-12 2022-02-15 더루브리졸코오퍼레이션 유기 열 전달 시스템, 방법 및 유체
CN114269879A (zh) * 2019-06-27 2022-04-01 埃克森美孚化学专利公司 包含衍生自线性α-烯烃二聚物的甲基链烷烃的传热流体及其用途
JP7334691B2 (ja) * 2020-07-29 2023-08-29 トヨタ自動車株式会社 非水冷却液組成物及び冷却システム

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