[发明专利]一种冷却液及其在电子设备的冷却系统中的应用

说明书

本发明公开了一种冷却液及其在电子设备的冷却系统中的应用，所述冷却液的主成分为全氟胺类化合物。全氟胺类化合物是全氟三乙胺、全氟三丙胺、全氟三丁胺、全氟三戊胺和全氟N‑甲基吗啉中的一种或两种以上混合物。本发明的冷却液用于数据中心服务器、超级计算机、集成处理服务器或电动汽车电池组等电子设备的冷却系统时，具有热传递效果好、散热均匀、冷却效果稳定等特点。

技术领域

本发明涉及液冷领域，具体涉及一种冷却液及其在电子设备的冷却系统中的应用。

背景技术

现如今，半导体行业和新能源汽车行业伴随着科技产业升级而迅速发展。但是，在高性能计算机主机、数据中心服务器和新能源汽车的运行过程中往往会产生大量热量降低运行效率而无法得到有效的处理，这已经成为阻碍其发展的瓶颈之一。如何将这些热量传递或者转化已成为这些新技术在选址、地区温度、绿色能源和供配电系统等各方面都需要考虑的重点问题。

因此，现在数据中心的电能耗主要集中在全年运转的服务器以及配套的散热设备上。设备采用有效的散热方式，可以转化热量并且大幅降低电能耗。散热设备有两种方式，目前普遍采用的是风冷散热系统，但风冷系统能效比较低，散热设备耗能居高不下。

而液冷散热系统分为间接接触式液冷和直接浸没式液冷。直接浸没式冷却是将服务器等完全浸入装满冷却液的箱体中，冷却液直接带走服务器的芯片、内存等部件产生的热量。液冷散热系统相比于传统风冷模式系统，不但具有更好的节能效果、制冷能力以及更小的噪音，还可以通过提高功率密度来减小服务器的尺寸。

另一方面，动力电池作为新能源汽车的动力来源，其充电、放电过程中会一直存在放热现象。长时间使用将导致电池的温度过高，放热严重。因此需要通过良好的散热系统来实现降低电池的表面温度，从而避免积热过多引发的电池热失控和内部高压爆炸。

动力电池的散热冷却系统有液冷式散热系统、自然冷却散热系统和风冷式散热系统。液冷式散热系统是将电池电芯工作时产生的热量通过导热硅胶垫片传递至液冷管，利用冷却液强大的比热容吸收热量，再通过自由循环流动带走热量，使整个电池包的温度均衡统一，在安全温度内运作。为了尽可能延长动力电池的使用寿命并获得最大功率，需在规定温度范围内使用蓄电池。一般动力电池单元在-40℃至+55℃的范围内处于可运行状态，因此需要搭配有良好的散热系统来调控整个电池系统的温度。

全氟胺类化合物(全氟三乙胺C6F15N、全氟三丙胺C9F21N、全氟三丁胺C12F27N、全氟三戊胺C15F33N和全氟N-甲基吗啉C5F11NO等)是无色透明液体化学品，具有良好的化学惰性、电气绝缘性能、热传导性和表面张力，广泛作为热传导介质和清洗介质应用于半导体制造行业。根据不同的应用需求，可配置其液体沸点范围为50℃至218℃，因此可作为溶剂和冷却液应用于上述方向。

中国专利CN106569566A提供了氟碳介质在超级计算机和数据中心处理器冷却系统中的应用。其氟碳介质为C3H4F4O或C6F12C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O，将超级计算机和数据中心处理器冷却系统的主机的CPU浸没于氟碳介质C3H4F4O或C6F12C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O中。该氟碳介质虽然具有良好的冷却降温效果，但是材料兼容性和相容性较差。在长时间的使用过程中，计算机主机中的橡胶等材料会产生溶胀的现象，甚至可能会导致硬件的损害。

中国专利CN106374161A提供了氢氟醚在动力锂离子电池领域中的应用。氟碳介质为C3H4F4O或C6F12或C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O，具体为将氟碳介质C3H4F4O或C6F12或C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O装入密封容器中，使C3H4F4O或C6F12或C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O浸没锂离子电池。同样的，该类氟碳介质有相同的局限性，即材料的相容性和兼容性较差，其应用的场景和条件也十分有限。