TW202104148A - 視覺上可區別的工作流體 - Google Patents

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Abstract

一種工作流體，其包括一或多種鹵化化合物，以該工作流體之總重量計，該一或多種鹵化化合物之量係至少80wt.%。該工作流體亦包括著色劑，其以人類肉眼可偵測到該著色劑之量均勻地設置在該工作流體各處。該工作流體係不可燃的。

Description

視覺上可區別的工作流體
本揭露係關於在視覺檢驗時可輕易與水區別之工作流體。
各種有色的工作流體係描述於例如美國專利第7,708,903號、第4,758,366號、及第7,276,177號。
在一些實施例中，提供一種工作流體。該工作流體包括一或多種鹵化化合物，以該工作流體之總重量計，該一或多種鹵化化合物之量係至少80wt.%。該工作流體亦包括著色劑，其以人類肉眼可偵測到該著色劑之量均勻地設置在該工作流體各處。該工作流體係不可燃的。
本揭露之上述發明內容並非意欲描述本揭露之各實施例。本揭露一或多個實施例之細節亦都在底下的說明中提出。本揭露之其他特徵、目的及優點將由本說明書及由申請專利範圍而為顯而易見。
電動車中的電氣組件一般需要熱管理。尋求熱管理的改善方法以簡化或改善往/返組件之間的熱傳遞效率，該等組件需要性能、可靠性、安全性、及增加的可用壽命。
電子設備或電化學電池的浸入式冷卻已被認為是改善熱性能的一種手段。浸入式冷卻流體之所欲性質包括高導熱率、低導電率以及不可燃性(亦即沒有閃點)或低可燃性。氟化烴，諸如部分或全氟化氟碳化物、氟醚、氟酮、及氟烯烴具有此等所欲性質。然而，這些流體一般係澄清且無色的。在汽車應用中，用於熱管理、潤滑、或其他應用的其他流體亦可係類似外觀(例如，水)。因此，需要將浸入式冷卻流體與電動車輛中使用的其他流體區分的方法。此類方法亦將有助於診斷在車輛操作或維修期間的流體洩漏。此等組成物應該是可靠的且不影響浸入式冷卻流體的性能(就例如導熱率、導電率及可燃性而言)。
氟化流體對於用於汽車應用中之常見著色劑具有很小的溶解度。可採用助溶劑以改善著色劑溶解度。這些助溶劑一般係烴溶劑，例如己烷、辛烷、癸烷、及十六烷、二甲基醚、礦物油、二甲苯及萘。然而，此等溶劑是高度可燃的，因此在電子或能量存儲浸入式冷卻應用中會帶來安全風險。此外，助溶劑通常也與系統材料不相容。例如，在電動汽車系統中發現的鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)，一種用於橡膠密封件和軟管的常用塑化劑，在二甲苯中具有良好的溶解性。
因此，期望有色的工作流體與無色的工作流體具有等效的性能(就例如導熱率、導電率、可燃性及材料相容性而言)。
如本文中所使用，「鏈中雜原子(catenated heteroatom)」意指碳原子以外之原子(例如氧、氮、或硫)，其鍵結至碳鏈(直鏈或支鏈或環內)中之至少兩個碳原子而形成碳-雜原子-碳鍵結。
如本文中所使用，「氟(fluoro-)」(例如，關於基團或部分，諸如在「氟伸烷基(fluoroalkylene)」或「氟烷基(fluoroalkyl)」或「氟碳化合物(fluorocarbon)」情況下)或「氟化(fluorinated)」意指(i)僅部分氟化而使得有至少一個碳鍵結氫原子，或(ii)全氟化。
如本文中所使用，「全氟(perfluoro-)」(例如，關於基團或部分，諸如在「全氟伸烷基(perfluoroalkylene)」或「全氟烷基(perfluoroalkyl)」或「全氟碳化物(perfluorocarbon)」情況下)或「全氟化(perfluorinated)」意指完全氟化以使得除了可能另有指示以外，否則沒有可用氟置換的碳鍵結之氫原子。
如本文中所使用，「助溶劑(solubilizing agent)」意指烴溶劑，諸如己烷、辛烷、癸烷、及十六烷、二甲基醚、礦物油、二甲苯、萘、甲苯、及類似物。該等烴溶劑包含含有碳及氫，且亦可含有雜原子(諸如氧、氮、或硫)之化合物。
如本文中所使用，單數形式「一(a/an)」及「該(the)」皆包括複數個被指稱物(referents)，除非內文明確地另有指示。如本說 明書及所附實施例中所使用者，用語「或(or)」通常是用來包括「及/或(and/or)」的意思，除非內文明確地另有指示。
如本文中所使用者，以端點敘述之數字範圍包括所有歸於該範圍內的數字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4、及5)。
除非另有所指，否則本說明書及實施例中所有表達量或成分的所有數字、屬性之測量及等等，在所有情形中都應予以理解成以用語「約(about)」進行修飾。因此，除非另有相反指示，在前述說明書及隨附實施例清單所提出的數值參數，可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本揭露的教示而企圖獲得之所欲性質而有所變化。起碼，至少應鑑於有效位數的個數，並且藉由套用普通捨入技術，詮釋各數值參數，但意圖不在於限制所主張實施例範疇均等論之應用。
在一些實施例中，本揭露係關於視覺檢驗可以容易地區別(例如，與水或其他無色/澄清的流體區別)的工作流體；以及(ii)展現目前無色的工作流體的所欲性能屬性。
在一些實施例中，此等工作流體可包括一或多種鹵化化合物、一或多種著色劑、以及可選地一或多種助溶劑。
在一些實施例中，鹵化化合物可包括氟化化合物、氯化化合物、溴化化合物、或其組合。
在某些實施例中，鹵化化合物可包括氟化化合物。氟化化合物可包括展現以下性質之任一者、任何組合、或所有的氟化化合物：足夠低的熔點(例如<-40攝氏C)及和高沸點(例如>80攝氏C 用於單相傳熱)、高導熱率(例如>0.05W/m-K)、高比熱容量(例如>800J/kg-K)、低黏度(例如室溫下<2cSt)、低導電率(例如<1e-7S/cm)、及不可燃(例如，無閉杯閃點)或低可燃性(例如，閃點>100 F)。在某些實施例中，此等氟化化合物可包括下列、或由下列之任一者組成或下列之組合：氟醚、氟碳化物、氟酮、氟碸、及氟烯烴。在一些實施例中，氟化化合物可包括部分氟化化合物或由部分氟化化合物組成。在各種實施例中，氟化化合物可包括全氟化化合物或由全氟化化合物組成。在一些實施例中，工作流體可包括部分氟化化合物及全氟化化合物兩者。
在一些實施例中，以該工作流體之總重量計，鹵化化合物可以至少50wt.%、至少80wt.%、至少90wt.%、至少95wt.%、或至少99wt.%之量存在於該工作流體中。
在一些實施例中，本揭露之工作流體可包括一或多種著色劑(或染料或顏料)。如本文中所使用，用語「著色劑(colorant)」係指對存在之組成物賦予顏色及/或其他不透明度及/或其他視覺效果的任何物質。在一些實施例中，著色劑可包括吸收電磁光譜之可見光區域中的光的材料。合適的著色劑可包括，例如偶氮(例如Oil Red O)及蔥醌(例如Solvent Blue 35)系列的著色劑。在一些實施例中，合適的著色劑可包括有機染料，諸如偶氮、蔥醌、肽菁藍及綠、喹吖酮(quinacridone)、二
Figure 108143863-A0202-12-0005-10
、異吲哚啉酮(isoindolinone)、或甕染料。
在一些實施例中，著色劑可以人類肉眼可偵測到的濃度存在於工作流體中。為了本申請案之目的，「人類肉眼可偵測到 (detectable to the unaided human eye)」意指在自然日光條件下，人類肉眼(即，除了標準矯正鏡片以外，沒有放大光學裝置的益處)可區別包括著色劑的工作流體組成物與不含著色劑的相同組成物。在一些實施例中，以工作流體之總重量計，著色劑可以至少10重量百萬分點、至少1重量百萬分點、至少0.1重量百萬分點的量存在於該工作流體中。在一些實施例中，以工作流體之總重量計，著色劑可以介於10與100百萬分點之間、介於1與10百萬分點之間、或介於0.1與1百萬分點之間的量存在於該工作流體中。
在一些實施例中，著色劑可經分散、溶解、或以其他方式設置於該工作流體中，使得該工作流體在廣泛範圍的操作溫度下在其組成物各處具有均勻或實質上均勻的顏色(例如在-40與85攝氏度之間、在-20與60攝氏度之間、或在0與40攝氏度之間)。在一些實施例中，著色劑可係穩定的(即(i)與工作流體無反應或實質上無反應或未被工作流體消耗；且(ii)在至少1天、至少1小時、或至少15分鐘的期間內，在廣泛範圍的操作溫度下，保持均勻或實質上均勻地分散、溶解、或以其他方式分佈在工作流體中。例如，在一些實施例中，著色劑可能仍可在工作流體中被人類肉眼偵測到，且在-40與85攝氏度之間、在-20與60攝氏度之間、或在0與40攝氏度之間的溫度下在至少一年、至少1個月、或至少24小時的期間內係穩定的。
如上所討論，助溶劑在本揭露之工作流體中可能係非所欲的，至少因為其等會造成增加的可燃性及材料不相容性。令人驚訝的是，在不使用增溶劑的情況下，發現一些非氟化染料在氟化流體中 具有足夠的溶解度，使得該工作流體在所關注溫度範圍內在其組成物各處具有均勻或實質上均勻的顏色。在此方面，在一些實施例中，本揭露之工作流體可不含助溶劑或包括少量助溶劑(使得工作流體係/保持不可燃)。如本文中所使用，「不可燃(nonflammable)」係指組成物或流體，其根據ASTM D-3278-96「以小規模閉杯設備測量液體閃點之標準測試方法(Standard Test Methods for Flash Point of Liquids by Small Scale Closed-Cup Apparatus)」判定在60攝氏度或更低的溫度下沒有閃點。就此而言，在一些實施例中，以工作流體之總重量計，助溶劑可以小於10wt.%、小於5wt.%、小於1wt.%、或小於0.5wt.%之量存在於工作流體中。在工作流體包括部分氟化化合物的實施例中，本揭露之工作流體可不含助溶劑或包括以工作流體之總重量計小於10wt.%、小於5wt.%、小於1wt.%、或小於0.5wt.%之量的助溶劑。在工作流體包括全氟化化合物的實施例中，本揭露之工作流體可包括以工作流體之總重量計小於10wt.%、小於5wt.%、小於1wt.%、或小於0.5wt.%之量的助溶劑。
在一些實施例中，除了藉由基於顏色的視覺檢驗來輕易識別的本揭露之工作流體之外，可具有使其適用於直接及間接接觸電子浸入式冷卻應用的熱管理流體的特性。如本文中所使用，「直接接觸電子浸入(direct contact electronic immersion)」係指允許工作流體與待熱管理的電子組件直接物理接觸的應用(而不是例如通過熱交換器間接熱接觸)。在一些實施例中，如在室溫下根據類似於ASTM D257的方法所測量，工作流體可具有小於1e-7、小於1e-11、或小於 1e-15之導電率。在一些實施例中，工作流體可具有高導熱率(>0.05W/m-K)、高比熱容量(>800J/kg-K)及低黏度(<2，在室溫下)。在一些實施例中，本揭露之工作流體可具有介於10至200℃、或35至150℃、70至100℃之間；或大於70℃、大於30℃、或大於10℃的沸點。在一些實施例中，本揭露之工作流體可具有介於-100至0℃、或-70至-20℃、-50至-40℃之間；或小於0℃、小於-20℃、或小於-40℃的熔點。
在一些實施例中，本揭露之工作流體可係相對不具化學反應性、熱穩定、及無毒。工作流體可對環境具有低衝擊。就此而言，本揭露之工作流體可具有零或幾乎為零的臭氧損耗潛勢(ozone depletion potential,ODP)和小於500、300、200、100、或小於10的全球暖化潛勢(global warming potential,GWP,100yr ITH)。
電化學電池(例如，鋰離子電池組)係在世界各地極為大量的電子及電裝置之中廣泛使用，範圍從油電混合及電動車至動力工具、可攜式電腦、及行動裝置。
經常需要用於電化學電池套組(例如，鋰離子電池組套組)之熱管理系統來最大化電池之循環壽命。這些類型的熱管理系統用於控制/維持套組中各電池的均勻溫度。高溫可增加電池之容量衰退率及阻抗，同時減少其壽命。理想上，組套組內之各個別電池將在相同的環境溫度下。
雖然電化學電池通常是安全且可靠的能量儲存裝置，但在某些條件下會遭受稱為熱失控之災難性故障。熱失控是由熱所觸發 之一系列內部放熱反應。過多熱的產生可能來自過度充電、過熱、或來自內部電短路。內部短路一般係由製造缺陷或雜質、樹枝狀鋰形成、或機械損壞所造成。
電化學電池或電化學電池之套組之直接接觸流體浸入可減輕災難性的熱失控事件，同時亦為套組之有效率正常操作提供必要的持續熱管理。可使用設計用於單相或兩相浸入式冷卻的系統來達成電池組的浸入式冷卻及熱管理。在任一情況中，流體係設置為與電化學電池熱連通以維持、升高、或降低電化學電池之溫度(亦即，熱可經由流體傳入或傳出電化學電池)。
在一些實施例中，本揭露係關於一種電化學電池套組，其含有根據一些實施例之本揭露的工作流體。大致上，電化學電池套組可包括一殼體，該殼體含有複數個電化學電池。本揭露之工作流體可設置在殼體內，使得流體與電化學電池的一或多者(至多全部)熱連通。熱通訊可經由直接接觸浸入或間接熱接觸而達成。在採用直接接觸浸入的實施例中，工作流體可圍繞並直接接觸電化學電池的一或多者(至多全部)的任何部分(至多完全包圍並直接接觸)。在一些實施例中，電化學電池可係可充電電池組(例如可充電鋰離子電池組)。
在一些實施例中(未圖示)，工作流體可(例如，經由泵)在殼體內循環或可以循環至殼體或從殼體循環。例如，該工作流體可透過管線或軟管提供給殼體，且可在週期性或連續地被輸送至散熱器或熱交換器之前，該工作流體可在電化學電池周圍或介於電化學 電池之間流動。在一些實施例中，在流經散熱器或熱交換器之後，該工作流體可再次被輸送至電化學電池。替代地，工作流體可不在殼體內循環或可不循環至殼體或從殼體循環。
本揭露之電化學電池可設置在任何數目之裝置或機器中，並且經組態以供應電力至任何數目之裝置或機器。例如，此類裝置或機器可包括一或多個汽車、摩托車、船、飛機、電動工具、或任何其他裝置或機器。
雖然本揭露主要係關於在電化學電池的熱管理中使用工作流體，但應當理解，本揭露的工作流體可用於可能需要快速、視覺識別的工作流體之任何熱管理應用中。此類應用可包括半導體製造及電子器件冷卻(例如電力電子設備、變壓器、或電腦/伺服器)。
在一些實施例中，本揭露可關於用於冷卻電子組件之方法。大致上，該等方法可包括將熱電子產生組件(例如電化學電池)至少部分浸入本揭露的工作流體中。
該方法可進一步包括使用工作流體來轉移來自該產熱電子組件的熱。
在一些實施例中，本揭露進一步關於一種用於熱轉移之設備，其包括一裝置以及用於將熱轉移至該裝置或自該裝置轉移之一機構。該用於傳遞熱之機構可包括本揭露之工作流體。
所提供的用於熱轉移之設備可包括一裝置。該裝置可係待冷卻、待加熱、或待維持在一預定溫度或溫度範圍之一組件、工作件、裝置、機器、總成等。此等裝置包括電組件、機械組件、及光學 組件。在一些實施例中，該裝置可包括一急冷器(chiller)、一加熱器、或其組合。
所提供之設備可包括用於轉移熱之機構。該機構可包括本揭露之工作流體。熱可藉由將該熱轉移機構放置為與該裝置熱接觸來轉移。該熱轉移機構當放置為與該裝置熱接觸時，會自該裝置移除熱或提供熱至該裝置，或將該裝置維持在經選定之溫度或溫度範圍。熱流動方向(自裝置或至裝置)係由該裝置與該熱轉移機構之間的相對溫度差來判定。
該熱轉移機構可包括用於管理該熱轉移流體之設施，其包括但不限於泵、閥、流體圍阻系統、壓力控制系統、冷凝器、熱交換器、熱源、熱槽、致冷系統、主動式溫度控制系統、及被動式溫度控制系統。
熱可藉由將該熱傳機構放置為與該裝置熱連通來傳遞。該熱傳機構當放置為與該裝置熱連通時，會自該裝置移除熱或提供熱至該裝置，或將該裝置維持在經選定之溫度或溫度範圍。熱流動方向(自裝置或至裝置)係由該裝置與該熱轉移機構之間的相對溫度差來判定。所提供之設備亦可包括致冷系統、冷卻系統、試驗設備、及機械加工(machining)設備。
實施例清單
1.一種工作流體，其包含：
一或多種鹵化化合物，以該工作流體之總重量計，該一或多種鹵化化合物之量係至少80wt.%；
著色劑，其以人類肉眼可偵測到該著色劑之量均勻地設置在該工作流體各處；
其中該工作流體係不可燃的。
2.如實施例1之工作流體，其中該等鹵化化合物包含氟化化合物。
3.如實施例2之工作流體，其中該等氟化化合物包含氟醚、氟碳化物、氟酮、氟碸、或氟烯烴。
4.如實施例2至3中任一項之工作流體，其中該等氟化化合物包含部分氟化化合物。
5.如實施例2至3中任一項之工作流體，其中該等氟化化合物係由部分氟化化合物所組成。
6.如實施例2至3中任一項之工作流體，其中該等氟化化合物包含一或多種全氟化化合物及一或多種部分氟化化合物之混合物。
7.如實施例2至3中任一項之工作流體，其中該等氟化化合物係由一或多種全氟化化合物所組成。
8.如前述實施例中任一項之工作流體，其中該著色劑包含有機染料。
9.如前述實施例中任一項之工作流體，其中以該工作流體之總重量計，該著色劑之存在量係介於10與100百萬分點之間。
10.如前述實施例中任一項之工作流體，其中該著色劑至少部分溶解於該鹵化化合物中。
11.如前述實施例中任一項之工作流體，其中以該工作流體之總重量計，任何助溶劑共同地以小於10wt.%之量存在於該工作流體中。
12.如前述實施例中任一項之工作流體，其中該工作流體具有大於0.05W/m-K的導熱率。
13.如前述實施例中任一項之工作流體，其中該工作流體具有大於800J/kg-K之比熱容量。
14.如前述實施例中任一項之工作流體，其中該工作流體在室溫下具有小於2cSt的黏度。
15.如前述實施例中任一項之工作流體，其中該工作流體具有介於10與200攝氏度之間的沸點。
16.一種熱管理系統，其包含：
一殼體，其具有一內部空間；
一電化學電池，其設置在該內部空間內；及
如實施例1至15中任一項之工作流體，其係設置在該內部空間內，使得該電化學電池與該工作流體熱連通。
17.一種電動車，其包含如實施例16之熱管理系統。
實例
藉由以下說明性實例進一步說明本揭露之目標及優點。除非另有註明，否則實例及說明書其他部分中之所有份數、百分比、比率等皆以重量計，並且實例中所使用之所有試劑係可購自諸如例如Sigma-Aldrich Corp.,Saint Louis,MO,US之一般化學供應商，或者可藉由習知方法來合成。
在本文中使用下列縮寫：hr=小時，min=分鐘，g=克，μm=微米(10-6m)，℃=攝氏度，wt%=重量百分比，ml=毫升。
Figure 108143863-A0202-12-0014-1
實例1至6：未添加助溶劑
工作流體實例1至6係在室溫下如下製備。藉由將少量的Oil Red O及Solvent Blue 35染料添加至大約4g的各氟化流體直到可見呈固體粒子形式之過量染料為止而使各流體樣本飽和。用手攪動樣本約5秒，然後保持在室溫(約25℃)約24小時，之後將其等各用WHATMAN #5(2.5μm)濾紙過濾。
隨後在室溫(約25℃)及-50℃下視覺觀察樣本的顏色，並將結果歸納於表1中。在表1、表3及表6中，等級「O」指示無肉眼可見顏色，「XO」指示該實例具有一些視覺上可偵測的顏色，而「X」指示該工作流體具有可容易偵測的顏色。
Figure 108143863-A0202-12-0015-2
實例7至12：少量助溶劑
實例7至12係在室溫(約25℃)下藉由以下製備：首先以表2所示的量製備大致Oil Red O dye或Solvent Blue 35染料在二甲苯中的溶液。隨後將各染料/二甲苯溶液引入約4克的工作流體中，直到所溶解的染料的濃度在0.006至0.009wt%的範圍內，如表3所示。
Figure 108143863-A0202-12-0015-3
Figure 108143863-A0202-12-0016-4
將樣本保持在室溫(約25℃)約24小時，之後將其等各用WHATMAN #5(2.5μm)濾紙過濾。隨後在室溫(約25℃)及-50℃下用與實例1至6中所用相同尺度視覺觀察樣本的顏色。結果歸納於表3中。
Figure 108143863-A0202-12-0016-5
實例12至13：氟化流體的混合物
實例13及14包含氟化流體之混合物，並製備如下。藉由將約10ml甲苯與Solvent blue 35染料混合，確保在溶液中可視覺觀察到未溶解的染料，製備染料在甲苯中的飽和溶液。用手攪動甲苯+染料之樣本約5秒，然後在室溫下靜置大約30分鐘，之後用WHATMAN #5(2.5μm)濾紙過濾。為了判定染料在甲苯中染料的濃 度，將已知樣本重量之混合物置於鋁稱量舟中並乾燥超過24小時。將殘餘物秤重，然後如表4所示計算流體中的染料濃度。
Figure 108143863-A0202-12-0017-6
為了製造實例13及14，將一定量的染料/甲苯溶液及NOVEC 7200(列於表5中)與約4g的FC-3283依序混合在玻璃小瓶中。接著將混合物用手攪動約5秒。將樣本保持在室溫約30分鐘，之後將其等各用WHATMAN #5(2.5μm)濾紙過濾。隨後在室溫(約25℃)及-50℃下用與實例1至12中所用相同尺度視覺觀察樣本的顏色。結果歸納於表6中。
Figure 108143863-A0202-12-0017-7
表6.在室溫及-50℃下工作流體的視覺檢驗
Figure 108143863-A0202-12-0018-8
實例14至21：氟化流體及增溶劑之混合物的可燃性
以表7中所列的量製備NOVEC 7200氟化流體及甲苯的混合物，並根據STM D-3278-96 e-1「以小規模閉杯設備測量液體閃點之標準測試方法」概述之程序測試閉杯閃點。如表7所示，根據ASTM測試方法，發現含有至多並包括9wt%的甲苯的混合物是不可燃的(即，證明沒有閃點)。
Figure 108143863-A0202-12-0018-9
本揭露中的各種修改與變更對於所屬技術領域中具有通常知識者將為顯而易見且不悖離本揭露之範圍與精神。應理解，本揭露不意欲受到本文所提出之說明性實施例及實例過度地限制，且此等實例及實施例僅係以舉例方式呈現，其中本揭露之範疇僅意欲由本文提出如下之申請專利範圍所限制。所有本發明所引用之參考資料係以參照方式被完整納入。

Claims (17)

  1. 一種工作流體，其包含：
    一或多種鹵化化合物，以該工作流體之總重量計，該一或多種鹵化化合物之量係至少80wt.%；
    著色劑，其以人類肉眼可偵測到該著色劑之量均勻地設置在該工作流體各處；
    其中該工作流體係不可燃的。
  2. 如請求項1之工作流體，其中該等鹵化化合物包含氟化化合物。
  3. 如請求項2之工作流體，其中該等氟化化合物包含氟醚、氟碳化物、氟酮、氟碸、或氟烯烴。
  4. 如請求項3之工作流體，其中該等氟化化合物包含部分氟化化合物。
  5. 如請求項3之工作流體，其中該等氟化化合物係由部分氟化化合物所組成。
  6. 如請求項3之工作流體，其中該等氟化化合物包含一或多種全氟化化合物及一或多種部分氟化化合物之混合物。
  7. 如請求項3之工作流體，其中該等氟化化合物係由一或多種全氟化化合物所組成。
  8. 如請求項3之工作流體，其中該著色劑包含有機染料。
  9. 如請求項3之工作流體，其中以該工作流體之總重量計，該著色劑之存在量係介於10與100百萬分點之間。
  10. 如請求項3之工作流體，其中該著色劑至少部分溶解於該鹵化化合物中。
  11. 如請求項3之工作流體，其中以該工作流體之總重量計，任何助溶劑共同地以小於10wt.%之量存在於該工作流體中。
  12. 如請求項3之工作流體，其中該工作流體具有大於0.05W/m-K的導熱率。
  13. 如請求項3之工作流體，其中該工作流體具有大於800J/kg-K之比熱容量。
  14. 如請求項3之工作流體，其中該工作流體在室溫下具有小於2cSt的黏度。
  15. 如請求項3之工作流體，其中該工作流體具有介於10與200攝氏度之間的沸點。
  16. 一種熱管理系統，其包含：
    一殼體，其具有一內部空間；
    一電化學電池，其設置在該內部空間內；及
    如請求項3之工作流體，其係設置在該內部空間內，使得該電化學電池與該工作流體熱連通。
  17. 一種電動車，其包含如請求項16之熱管理系統。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN212341825U (zh) * 2020-06-29 2021-01-12 建准电机工业股份有限公司 浸没式冷却系统及具有该浸没式冷却系统的电子装置
CN114945260B (zh) * 2021-02-17 2024-07-12 建准电机工业股份有限公司 浸没式冷却系统
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Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE791683A (fr) * 1971-11-22 1973-03-16 Du Pont Fluides frigorigenes colores pour l'indication de fuites
JPS5931544B2 (ja) * 1979-04-20 1984-08-02 ダイキン工業株式会社 アントラキノン系色素
US4369120A (en) * 1981-05-21 1983-01-18 Racon Incorporated Refrigeration liquid with leak indicator and process of using same
US5918269A (en) * 1998-02-18 1999-06-29 Milliken & Company Naphthalimide colorants with improved compatibility in refrigeration and air conditioning lubricants
JP2005508248A (ja) * 2001-11-06 2005-03-31 バディ ドン グレイ， 冷却液処理処方物
CN1878850A (zh) * 2003-11-13 2006-12-13 纳幕尔杜邦公司 包含紫外线荧光染料和增溶剂的制冷剂组合物
CN1981013A (zh) * 2004-01-14 2007-06-13 纳幕尔杜邦公司 氟代醚制冷剂组合物及其用途
CN101124290B (zh) * 2004-09-08 2015-05-06 霍尼韦尔国际公司 非导电性经着色的传热流体
US20090266519A1 (en) * 2004-09-08 2009-10-29 Honeywell International Inc. Heat transfer system, fluid, and method
AR055055A1 (es) * 2005-04-26 2007-08-01 Du Pont Composiciones de transferencia de calor y refrigerantes que comprenden 3,3,4,4,5,5,6,6,6 -nonaflururo-1-hexeno y un fluoroeter
EP2064533A2 (en) * 2006-09-15 2009-06-03 E.I. Du Pont De Nemours And Company Method of detecting leaks of fluoroolefin compositions and sensors used therefor
DE102012221923A1 (de) * 2012-11-29 2014-06-05 Carl Zeiss Smt Gmbh Kühlsystem für zumindest eine Systemkomponente eines optischen Systems für EUV-Anwendungen sowie derartige Systemkomponente und derartiges optisches System
US11569537B2 (en) * 2014-03-25 2023-01-31 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Multi-functional structure for thermal management and prevention of failure propagation
CN104212415B (zh) * 2014-08-20 2018-07-17 杨德全 一种汽车空调制冷剂混合物及其加注方法
DE102016010928A1 (de) * 2016-09-09 2017-03-30 Daimler Ag Benetzungsoptimierte Zusammensetzung zur Verwendung als Kühlfluid für Wärme erzeugende elektrische, elektronische und/oder elektrochemische Einrichtungen
JP2022513514A (ja) * 2018-12-21 2022-02-08 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド １，２，２－トリフルオロ－１－トリフルオロメチルシクロブタン（ｔｆｍｃｂ）を含有する溶媒組成物

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