[发明专利]具有电绝缘性质的传热流体

说明书

技术领域

本发明涉及包含烯键式不饱和单体的聚合物的液体组合物作为蓄电池系统或其中出于安全原因需要不导电流体的其它应用领域中的传热流体的用途。

背景技术

近年来，能源短缺和环境问题对技术进步的影响巨大。环境意识的提高导致对所谓的绿色技术越来越感兴趣，尤其是在汽车工业中。对由可再生能源供应燃料的零排放车辆，如纯电动车(EV)、混合电动车(HEV)和燃料电池电动车的需求逐渐变得更显著并预计在未来20年会增长。此类车辆的能量提供和储存在具有高比能量密度的蓄电池中。各种蓄电池可供用于EV和HEV，如铅酸、锌/卤素、金属/空气、钠-beta、镍金属氢化物(Ni-MH)和锂离子(Li-离子)。

为了提高电动车的性能，需要具有高电流排放的大型蓄电池。由于尺寸和功率输出，这些大型蓄电池在高电流水平下的快速充放电循环过程中生成大量的热。因此，蓄电池必须通过冷却或散热来进行热管理以避免蓄电池故障并提高蓄电池的使用寿命。

此外，蓄电池的性能依赖于温度。根据类型，蓄电池仅以特定温度范围表现最佳。因此，适当的热管理使得能够优化蓄电池性能。

目前，使用基于空气和基于流体的冷却系统(Rao和Wang,Renewable Sustainable Energy Reviews 15(2011),4554-4571)。但是，已经发现，基于空气的风扇冷却热管理系统较低效，尽管它们构造简单。基于液体的热管理系统目前更流行，因为它们提供高传热能力。

已经为基于液体的热管理系统研究了各种类型的液体。US4,007,315(Varta Batterie AG,1977)公开了采用浸在电解质中的冷却 元件的多节蓄电池(multi-cell battery)冷却系统。US 3,834,945(Eltra Corp.,1973)例示了水冷工业蓄电池。

水早就已知并流行用作冷却流体，因为其易得并具有高热容。为了扩大工作温度的范围，也已经报道了水与乙二醇或丙二醇的混合物(Salem和Urciuoli,Power Module Cooling for Future Electric Vehicle Applications,Proceedings of the 25^th US Army Science Conference 2006)。

但是，由于蓄电池安全性对EV应用而言是一个关键问题且水基溶液导电，使用不导电(电绝缘)的传热液体至关重要。

已经报道了不导电液体用于蓄电池的热管理。WO 2010/076451 A1(Renault,2008)描述了一种使用制冷剂流体冷却EV或HEV中的蓄电池的装置，所述制冷剂流体也用于空调系统。WO 2011/113851 A1(Shell International Research,2010)例示了使用润滑剂作为混合动力车的动能回收系统(Kinetic Energy Recovery System)中的蓄电池的冷却和/或电绝缘流体。特别地，WO 2011/113851A1公开了与市售热油相比具有高比热容的基于聚α烯烃(PAO)的合成润滑剂作为冷却流体的用途。

电绝缘液也可用作其它电器中的热管理用的流体，包括但不限于，变压器油、重型电机中的热油、用于静态蓄电池、计算机服务器、电线和电缆的冷却液。例如，若干现有技术文献描述了此类液体在计算机用冷却装置中的用途(参见例如US 4,644,443、US 6,708,515、US 7,284,389)。

发明内容

本发明因此旨在提供用作冷却流体，尤其是电气设备用的冷却流体的电绝缘液。该电绝缘液应具有高比热容，特别应适用于大功率蓄电池用的热管理系统。此外，该电绝缘液不应有毒或对环境有害。

在本发明中，已经令人惊讶地发现，包含烯键式不饱和单体的聚合物的液体组合物可用作蓄电池和其它电气设备的不导电热管理流体。

本发明因此涉及液体组合物作为传热流体的用途，其特征在于所述液体组合物包含衍生自至少烯键式不饱和单体或烯键式不饱和单体的混合物的聚合物。优选，该液体组合物用作电气设备的传热流体。

本发明的液体组合物优选可用作用于电气设备，如蓄电池、电动机、电力变压器、电力变换器、电容器、流体填充的传输线路、流体填充的电力电缆和计算机的传热流体。