用于浸没式冷却系统的磷酸酯传热流体的制作方法

本公开涉及用于电气部件的浸没式冷却系统(immersion cooling system forelectrical componentry)，诸如用于冷却电动车辆的动力系统(例如，电池模块)。浸没式冷却系统使用如本文所述的包含至少一种磷酸酯的传热流体。特别地，本公开的磷酸酯在循环浸没式冷却系统中表现出有利的性质，如低可燃性、低倾点、高电阻率和对于可泵送性的低粘度。

背景技术：

1、使用、储存和/或产生能量或功率的电气部件可以产生热量。例如，电池单元(诸如锂离子电池)在充电和放电操作期间产生大量热量。传统的冷却系统采用空气冷却或间接液体冷却。通常，水/二醇溶液用作传热流体以通过间接冷却来散热。在这种冷却技术中，水/二醇冷却剂流动通过电池周围的通道(如管道或夹套)或流动通过电池框架内的板。然而，水/二醇溶液是高度导电性的，并且必须不能接触电气部件，诸如通过泄露，以免引起短路的风险，短路可能导致热传播和热失控。此外，在对于高负载(快速充电)、高容量电池的日益增长的需求下，间接冷却系统是否能够充分地且有效地去除热量仍然存在问题。

2、通过将电气部件浸没到冷却剂中进行冷却是传统冷却系统的有前途的替代方案。例如，us2018/0233791 a1公开了用于抑制热失控的电池组系统，其中电池模块至少部分地浸没在电池盒中的冷却剂中。冷却剂可以泵出电池盒，通过热交换器，并且返回至电池盒中。作为冷却剂，除了其他化学品之外，提及磷酸三甲基酯和磷酸三丙基酯。然而，如本申请所示，磷酸三甲基酯流体或磷酸三丙基酯流体表现出低直流(dc)电阻率，且各自表现出低闪点，使得每种流体的可燃性使得其不适当。

3、需要开发使用具有低可燃性、低倾点、高电阻率和低粘度的可流动传热流体的循环浸没式冷却系统。

4、为了满足这种需要，本文公开了含有烷基和芳基的分子内混合物的式(i)的磷酸酯。

技术实现思路

1、本公开的浸没式冷却系统包括：电气部件、传热流体和储存器，其中电气部件至少部分地浸没在储存器内的传热流体中；以及循环系统，其能够使传热流体循环出储存器、通过循环系统的循环管道并返回到储存器中，其中传热流体包含一种或多于一种式(i)的磷酸酯：

2、

3、其中式i中每个r基团独立地选自c1-18烷基、未取代的苯基和c1-12烷基取代的苯基，条件是至少一个r基团是c1-18烷基并且至少一个其它r基团是未取代的苯基或c1-12烷基取代的苯基。

4、还公开了冷却电气部件的方法，包括将电气部件至少部分地浸没在储存器内的传热流体中，以及使传热流体循环出储存器、通过循环系统的循环管道并返回至储存器中，其中传热流体包含至少一种上述式(i)的磷酸酯。

5、本公开的系统和方法适用于各种各样的电气部件，并且特别适用于冷却电池系统。

6、前面的概述并不旨在以任何方式限制所要求保护发明的范围。此外，应当理解的是，上述一般性描述和以下详细描述两者均仅是示例性和说明性的，并且不限制所要求保护的发明。

技术特征：

1.一种浸没式冷却系统，包括：

2.根据权利要求1所述的浸没式冷却系统，其中，所述电气部件包括电池。

3.根据权利要求2所述的浸没式冷却系统，其中，所述电池是用于电动车辆的电池模块。

4.根据权利要求1所述的浸没式冷却系统，其中，所述循环系统包括泵和热交换器。

5.根据权利要求4所述的浸没式冷却系统，其中，所述循环系统还包括传热流体罐。

6.根据权利要求1所述的浸没式冷却系统，其中，式(i)中的一个r基团是c1-18烷基，并且剩余的两个r基团独立地选自未取代的苯基和c1-12烷基取代的苯基。

7.根据权利要求1所述的浸没式冷却系统，其中，式(i)中的两个r基团独立地选自c1-18烷基。

8.根据权利要求1所述的浸没式冷却系统，其中，所述传热流体包含多于一种式(i)的磷酸酯。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的浸没式冷却系统，其中，式(i)中作为烷基的r是c1-12烷基。

10.一种冷却电气部件的方法，包括：提供根据权利要求1-9中任一项所述的浸没式冷却系统，以及使所述传热流体循环出所述储存器、通过循环系统的循环管道并且返回至所述储存器中。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述电气部件包括电池。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述电池是用于电动车辆的电池模块。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述循环系统包括泵和热交换器，并且使所述传热流体循环的步骤包括：将所述传热流体泵送出所述储存器、通过循环管道、通过所述热交换器并且返回至所述储存器中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述循环系统还包括传热流体罐，并且将流动通过所述热交换器的所述传热流体泵送到所述传热流体罐中并且从所述传热流体罐泵送回至所述储存器中。

技术总结
一种浸没式冷却系统包括电气部件、传热流体和储存器。电气部件至少部分地浸没在储存器内的传热流体中，并且循环系统使传热流体循环出储存器、通过循环管道并且返回至储存器中。传热流体包含一种或多种含有烷基和芳基的分子内混合物的磷酸酯化合物，并且在循环浸没式冷却系统中表现出有利的性质，如低可燃性、低倾点、高电阻率和对于可泵送性的低粘度。

技术研发人员：迈克尔·弗莱辛格,尼尔·米尔恩,特拉维斯·贝南蒂
受保护的技术使用者：朗盛公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4