(57)【要約】  多重冷却回路システムおよびその使用方法。本開示は、一般に、熱管理流体システムに関する。本開示は、特に、リチウムイオン電池などの電子デバイスの冷却に有用な誘電性熱管理流体システム、および、そのような熱管理流体を使用する方法に関する。【選択図】図１Ａ、図１Ｂ
2021529413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気熱源と、
第１の部分および第２の部分を有する第１の熱交換器と、
熱源と実質的に熱接触する第１の流体回路であって、熱源と第１の熱交換器の第１の部分との間で第１の熱管理流体を循環させるように構成され、ここで、第１の流体回路は、熱源から熱を吸収することができ、また、第１の熱交換器内で熱を放散できる第１の熱管理流体であるように構成され、および
第２の流体回路であって、第２の熱管理流体を第１の熱交換器の第２の部分の上を通過させてそこから熱を吸収するように構成され、
（ａ）第１の熱管理流体は、
６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、
それぞれが３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有し、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上のハロカーボンとを備え、
ここで、１つまたはそれ以上のハロカーボンが第１の熱管理流体中に均一に分散されていて、
誘電性熱管理流体は、２５℃で少なくとも１．５の誘電率を有し、
第１の熱管理流体の引火点は、１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点を超えている、
および／または
（ｂ）第２の熱管理流体は、
水性キャリア流体と、
水性キャリア流体内のミセルの分散液とを含み、ここで、各ミセルは、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料を含む固体疎水性コア粒子と、固体疎水性コア粒子の周囲にミセルシェルを形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含むシステム。
【請求項２】
第２の流体回路と実質的に熱接触する第２の熱交換器をさらに備え、第２の熱交換器は、第２の流体回路から熱を放散するように構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
第１の流体回路が、第１の熱管理流体から（例えば、第１の熱管理流体のハロカーボン成分の気化から）蒸気を受け取るように構成された膨張チャンバを備える請求項１または２のいずれかに記載のシステム。
【請求項４】
第１の部分と第２の部分とを有する第３の熱交換器をさらに備え、ここで、第３の熱交換器の第１の部分は、膨張チャンバから熱を吸収するように構成され、第３の熱交換器の第２の部分は、第３の熱交換器の第１の部分から熱を放散するように構成される請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
第２の流体回路は、第３の熱交換器の第２の部分を備え、ここで、第３の熱交換器の第２の部分は、第３の熱交換器の第２の部分を通して膨張チャンバから熱を吸収することができ、第２の熱交換器内の熱を放散することができる第２の熱管理流体を受け取るように構成される請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
第３の熱交換器の第２の部分と第４の熱交換器との間で第３の熱管理流体を循環させるように構成された第３の流体回路をさらに備え、ここで、第３の流体回路は、第３の熱管理流体が第３の熱交換器の第２の部分を通して膨張チャンバから熱を吸収することができ、第４の熱交換器内の熱を放散することができるように構成される請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
第１の流体回路内および電気熱源と第１の熱交換器の第１の部分との間で第１の熱管理流体を循環させることと、
熱源からの第１の熱管理流体内の熱エネルギを吸収することと、
第１の熱管理流体からの熱エネルギを第１の熱交換器へ放散することと、
第２の流体回路内および第１の熱交換器の第２の部分にわたって第２の熱管理流体を循環させることと、
前記第１の交換器から前記第２の熱管理流体に熱を吸収することと、を含み、
ここで、
（ａ）第１の熱管理流体は、
６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、
それぞれが３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有し、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上のハロカーボンであって、
ここで、１つまたはそれ以上のハロカーボンが第１の熱管理流体中に均一に分散されていて、
誘電性熱管理流体は、２５℃で少なくとも１．５の誘電率を有し、
第１の熱管理流体の引火点は、１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点を超え、
および／または
（ｂ）第２の熱管理流体は、
水性キャリア流体と、
水性キャリア流体内のミセルの分散液とを含み、ここで、各ミセルは、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料を含む固体疎水性コア粒子と、固体疎水性コア粒子の周囲にミセルシェルを形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含む方法。
【請求項８】
第１の熱交換器から第２の熱管理流体内の熱エネルギを吸収することと、
第２の熱管理流体から第２の熱交換器内に熱エネルギを放散することとをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１の熱管理流体から（例えば、第１の熱管理流体のハロカーボン成分の気化から）第１の回路の膨張チャンバ内で蒸気を受け取ることをさらに含む請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
熱源からの熱エネルギが、第１の熱管理流体の１つまたはそれ以上のハロカーボンを気化させることによって吸収される請求項７〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
（ａ）第１の熱管理流体は、
６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、
それぞれが３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有し、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上のハロカーボンとを含み、
ここで、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、第１の熱管理流体中に均一に分散され、
誘電性熱管理流体は、２５℃で少なくとも１．５の誘電率を有し、
第１の熱管理流体の引火点は、１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点よりも高い請求項１〜１０のいずれかに記載の方法またはシステム。
【請求項１２】
（ｂ）第２の熱管理流体は、
水性キャリア流体と、
水性キャリア流体内のミセルの分散液とを含み、ここで、各ミセルが、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料を含む固体疎水性コア粒子と、固体疎水性コア粒子の周囲にミセルシェルを形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含む請求項１〜１１のいずれかに記載の方法またはシステム。
【請求項１３】
第２の熱管理流体は、
６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、
それぞれが３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有し、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上のハロカーボンとを含み、
ここで、１つまたはそれ以上のハロカーボンが第１の熱管理流体中に均一に分散されていて、
前記誘電性熱管理流体は、少なくとも２５℃で１．５の誘電率を有し、
第１の熱管理流体の引火点が１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点より高い請求項１〜１１のいずれかに記載の方法またはシステム。
【請求項１４】
第２の熱管理流体は、１つまたはそれ以上のグリコールおよび水を含む（例えば、第２の熱管理流体の総重量の少なくとも７５重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％、またはさらには少なくとも９８重量％が、１つまたはそれ以上のグリコールおよび水から構成される）請求項１〜１１のいずれかに記載の方法またはシステム。
【請求項１５】
（ａ）第１の熱管理流体は、
６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、
それぞれが３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有し、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上のハロカーボンとを含み、
ここで、１つまたはそれ以上のハロカーボンが第１の熱管理流体中に均一に分散されていて、
前記誘電性熱管理流体は、少なくとも２５℃で１．５の誘電率を有し、
第１の熱管理流体の引火点が１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点より高く、
（ｂ）第２の熱管理流体は、
水性キャリア流体と、
水性キャリア流体内のミセルの分散液とを含み、ここで、各ミセルは、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料を含む固体疎水性コア粒子と、固体疎水性コア粒子の周囲にミセルシェルを形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法またはシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、熱管理流体システムに関する。本開示は、より詳細には、リチウムイオン電池などの電子デバイスの冷却に有用な誘電性熱管理流体システム、および、そのような熱管理流体を使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（すなわち、バッテリ式電動自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）など、動力の全部または一部に電力を使用する自動車）は、世界的に多く販売されると推定される。最終的には、車両の大部分は電気式になると思われる。電気自動車技術が進化し続けるにつれて、改良された電源（例えば、バッテリシステムまたはモジュール）を提供する必要がある。例えば、そのような車両がバッテリを再充電する必要なしに走行できる距離を増やすこと、そのようなバッテリの性能を向上させること、およびバッテリ充電に関連するコストおよび時間を低減させることが望ましい。
【０００３】
現在、バッテリ駆動の電気自動車は、ほぼ専らリチウムイオンバッテリ技術を使用している。リチウムイオン電池は、同等のニッケル水素電池と比較して多くの利点を提供するが、ニッケル水素電池と比較して、リチウムイオン電池は、電池温度の変動の影響をより受けやすく、従って、より厳しい熱管理要件を有する。たとえば、最適なリチウムイオンバッテリの動作温度は１０〜３５℃の範囲である。温度が３５〜７０℃に上昇するにつれて、動作はますます非効率的になり、さらに決定的には、これらの温度で動作すると、時間の経過とともにバッテリにダメージを与える。７０℃を超える温度では、熱暴走の危険が大きくなる。その結果、リチウムイオンバッテリは、車両の運転中にその温度を調節するシステムを必要とする。また、充電時には、投入電力の１０％までが熱として上昇する。リチウムイオン蓄電池の高速充電がより一般的になるにつれて、蓄電池の熱管理のための効率的なシステムの必要性が残っている。
【０００４】
バッテリは、直接冷却または間接冷却によって冷却することができる。直接冷却は、熱管理流体（すなわち、冷却流体）が「高温」構成要素と直接接触することを有利に可能にする。間接冷却では、電気的に「高温」の構成要素は、電気絶縁バリアによって遮蔽され、冷却流体は、このバリアを通過する熱を除去する。最も一般的な冷却流体は、水−グリコールである。しかし、水性流体は、電気を伝導するので、冷却流体が電気的に「高温」の構成要素と直接接触する用途には使用できない。他方、間接冷却は、水ベースの冷却剤を使用することを可能にするが、それは、制限することができる冷却プロセスのためのボトルネックを作り出す。誘電性冷却剤は、冷却に使用される非導電性流体である。一般に、誘電性流体の熱特性は、水−グリコールと比較して劣っている。しかし、水−グリコール流体とは異なり、誘電性冷却剤は、直接冷却用途に使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、改良されたシステム、特にリチウムイオン電池の冷却に使用するのに適したものが依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、熱源（例えば、電気熱源）と、第１の部分および第２の部分を有する第１の熱交換器と、熱源と実質的に熱接触し、熱源と第１の熱交換器の第１の部分との間で第１の熱管理流体を循環させるように構成された、第１の流体回路であって、第１の熱管理流体が熱源から熱を吸収することができ、かつ第１の熱交換器内で熱を放散できるように構成された、第１の熱管理流体と、第１の熱交換器の第２の部分を覆って第２の熱管理流体を通過させ、そこから熱を吸収するように構成された第２の流体回路と、を含むシステムを提供し、ここで
（ａ）第１の熱管理流体は、６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、およびそれぞれが、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在し、３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有す１つまたはそれ以上のハロカーボンとを有し、ここで、前記１つまたはそれ以上のハロカーボンは、第１の熱管理流体中に均一に分散され、誘電性熱管理流体は、２５℃で少なくとも１．５の誘電率を有し、第１の熱管理流体の引火点は、１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点を上回り、かつ／または（ｂ）第２の熱管理流体は、水性キャリア流体と、水性キャリア流体中のミセルの分散液とを含み、各ミセルは、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料を含む固体疎水性コア粒子と、固体疎水性コア粒子の周囲にミセルシェルを形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含む。
【０００７】
本開示のシステムの一実施形態では、熱源は電気熱源である。
【０００８】
本開示の別の態様は、第１の熱管理流体を第１の流体回路内で、かつ熱源と第１の熱交換器の第１の部分との間で循環させる工程と、熱源から第１の熱管理流体内の熱エネルギを吸収する工程と、第１の熱管理流体から第１の熱交換器内に熱エネルギを放散させる工程と、第２の熱管理流体を第２の流体回路内および第１の熱交換器の第２の部分にわたって循環させる工程と、第１の熱管理流体内に第２の熱管理流体を吸収させる工程と、を含み、（ａ）第１の熱管理流体は、６５重量％から９９．９重量％の範囲内の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、それぞれが０．１重量％から３５重量％の範囲内の総量で存在する３０℃から１５０℃の範囲内の沸点を有する１つまたはそれ以上のハロカーボンとを含み、１つまたはそれ以上のハロカーボンが第１の熱管理流体内に均一に分散され、前記誘電性熱管理流体が、２５℃で少なくとも１．５の誘電率、および、第１の熱管理流体の引火点が、１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点以上であること、および／または、（ｂ）第２の熱管理流体が、水性キャリア流体と、水性キャリア流体内のミセルの分散とを含み、各ミセルが、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料と、前記固体疎水性コア粒子の周囲にミセル殻を形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含む固体疎水性コア粒子を含む。
【０００９】
添付の図面は、本開示の組成物および方法のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は必ずしも縮尺通りではなく、明瞭にするために様々な要素の大きさが歪んでいてもよい。図面は、本開示の１つまたはそれ以上の実施形態を示し、説明とともに、本開示の原理および動作を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本開示の一実施形態によるシステムの概略断面図である。
【図１Ｂ】本開示の一実施形態によるシステムの概略断面図である。
【図２】開示の別の実施形態によるシステム回路の部分概略断面図である。
【図３Ａ】開示の別の実施形態によるシステム回路の部分概略断面図である。
【図３Ｂ】開示の別の実施形態によるシステム回路の部分概略断面図である。
【図４】開示の別の実施形態によるシステム回路の部分概略断面図である。
【図５】開示の第１の熱管理流体の冷却動作の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書に示されている詳細は、例として、本発明の特定の実施形態の例示的な議論の目的のためのみであり、本発明の様々な実施形態の原理および概念的態様の最も有用であり、容易に理解される説明であると考えられるものを提供する原因において提示される。この点に関して、本発明の基本的な理解のために必要であるよりも詳細に本発明の構造的詳細を示す試みはなされず、図面および／または例を用いて行われる説明は、本発明のいくつかの形態が実際にどのように具現化され得るかを当業者に明らかにする。したがって、開示されたプロセスおよびデバイスが説明される前に、本明細書で説明された態様は、特定の実施形態、装置、または構成に限定されず、したがって、もちろん、変更することができることを理解されたい。本明細書で使用される用語は、特定の態様のみを説明する目的のためであり、本明細書で特に定義されない限り、限定することを意図しないことも理解されるべきである。
【００１２】
用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および本発明を説明する文脈において（特に以下の実施形態および特許請求の範囲の文脈において）使用される同様の指示対象は、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数および複数の両方を包含すると解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の記載は、単に、その範囲内に入る各別個の値を個別に参照する簡潔な方法として役立つことを意図している。本明細書中で特に示さない限り、各個々の値は、あたかもそれが本明細書中で個々に列挙されたかのように、本明細書中に組み込まれる。範囲は、ある特定の値から「約」まで、および／または別の特定の値から「約」までと表現することができる。このような範囲が表現される場合、別の態様は、ある特定の値から、および／または別の特定の値までを含む。同様に、値が近似として表現される場合、先行する「約」を使用することによって、特定の値が別の態様を形成することが理解されるであろう。範囲の始点および終点は、それぞれ他方の点（終点および始点）との関連において重要な意味を持ち、且つ、当該他方の点とは独立した意味を有している。
【００１３】
本明細書に記載される全ての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な工程の順序で実行することができる。本明細書で提供される任意のおよびすべての例、または例示的な言語（例えば、「そのような」）の使用は、単に本発明をより明確にすることを意図したものであり、そうでなければ特許請求される本発明の範囲を限定するものではない。本明細書におけるいかなる言語も、本発明の実施に不可欠な特許請求されていない要素を示すものと解釈されるべきではない。
【００１４】
文脈が別途明確に要求しない限り、明細書および特許請求の範囲を通じて、「備える」、「備えている」などの語は、排他的または網羅的な意味ではなく、包括的な意味で解釈されるべきであり、すなわち、「含むがこれに限定されない」という意味で解釈されるべきであり、単数または複数を使用する語は、それぞれ、複数および単数も含む。加えて、本明細書で使用される場合、「本明細書」、「上」および「下」という語、ならびに同様の意味の語は、本出願で使用される場合、本出願全体を指し、本出願の任意の特定の部分を指すものではない。
【００１５】
当業者によって理解されるように、本明細書に開示される各実施形態は、その特定の記載された要素、工程、原料または成分を含むか、それらから本質的になるか、またはそれらからなることができる。本明細書で使用されるように、遷移用語「含む」または「含んでいる」は、限定されるものではないが、主要な量であっても、特定されていない要素、工程、部品、または部品の包含を可能にすることを意味し、「からなる」という移行句は、特定されていない任意の要素、工程、原料、または成分を除外し、「から本質的になる」という移行句は、実施形態の範囲を、特定の要素、工程、原料または成分に、および実施形態に実質的に影響を及ぼさないものに限定する。
【００１６】
本明細書において、別記しない限り、全てのパーセンテージ、比および割合は重量基準である。
【００１７】
本発明の広い範囲を記載する数値範囲およびパラメータは近似値であるにもかかわらず、特定の実施例に記載される数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、任意の数値は、それらのそれぞれの試験測定において見出される標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含む。
【００１８】
本明細書に開示される本発明の代替要素または実施形態のグループ化は、限定として解釈されるべきではない。各グループメンバーは、個々に、またはグループの別のメンバーまたは本明細書中に見出される別の要素との任意の組み合わせで、言及され、そして特許請求され得る。グループの１つまたはそれ以上のメンバーは、便宜上および／または特許性の理由で、グループに含まれ得るか、またはグループから削除され得ることが予想される。そのような包含または削除が生じた場合、本明細書は、修正されたグループを含むものとみなされ、したがって、添付の特許請求の範囲で使用されるすべてのマーカッシュグループの書面による説明を満たす。
【００１９】
本発明を実施するための本発明者らに知られている最良の形態を含めて、本発明のいくつかの実施形態を本明細書に記載する。もちろん、これらの説明された実施形態の変形は、前述の説明を読めば当業者には明らかになるであろう。本発明者らは、当業者がそのような変形を適切に使用することを期待し、本発明者らは、本明細書に具体的に記載されている以外の方法で本発明を実施することを意図している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された請求項に記載の内容の修正および均等物をすべて含む。更に、上述の要素のあらゆる可能な変形でのあらゆる組み合わせが、本明細書に別段の指示がない限り、または明らかに文脈に矛盾しない限り、本発明に包含される。
【００２０】
さらに、本明細書全体を通して、特許および印刷された刊行物に多くの参照がなされている。引用された参考文献および印刷された刊行物のそれぞれは、その全体が参照により本明細書に個々に組み込まれる。
【００２１】
最終的には、本明細書に開示される本発明の実施形態は、本発明の原理の例示であることを理解されたい。使用され得る別の改変は、本発明の範囲内である。したがって、限定ではなく例として、本発明の代替構成を、本明細書の教示に従って利用することができる。したがって、本発明は、正確に図示され説明されたものに限定されるものではない。
【００２２】
本発明者らは、場合によっては、所望のシステムが、特定の電気デバイスまたはシステム（例えば、リチウムイオン電池）の動作に関連する温度範囲で熱を運び去るために高い容量を有する熱管理流体と、デバイスまたはシステムの直接冷却に使用するのに適した十分に高い誘電率を有する熱管理流体とを利用することに留意した。さらに、酸素がシステム全体に入る危険性が常にあるので、望ましいシステムは、点火の危険性を低減するために、有利には引火点が高い、または理想的には引火点がない熱管理流体を使用することになる。
【００２３】
本発明者らは、直接冷却と間接冷却の両方を可能にする少なくとも２つの熱管理回路を利用するシステムを特定した。具体的には、本発明者らは、直接冷却、誘電性熱管理回路を、誘電性熱管理流体を使用する必要のない間接熱管理回路を使用してさらに冷却することができることを認識した。加えて、直接冷却回路内の誘電性熱管理流体を冷却することは、より効率的な冷却をもたらすであろう。
【００２４】
一般に、本開示の態様および実施形態は、少なくとも２つの熱管理回路を利用するシステムの改善を提供する。このようなシステムは、直接的および間接的冷却の両方の使用を可能にする。具体的には、本発明者らは、直接冷却、誘電性熱管理回路は、優れた水ベースの間接熱管理回路を用いてさらに冷却されてもよいことを認識した。加えて、直接冷却回路内の誘電性熱管理流体を冷却することは、より効率的な冷却をもたらすであろう。
【００２５】
したがって、本開示の１つの態様は、熱源（例えば、電気熱源）と、第１の部分および第２の部分を有する第１の熱交換器と、熱源と実質的に熱接触し、第１の熱管理流体を熱源と第１の熱交換器の第１の部分との間で循環させるように構成された第１の流体回路とを含むシステムを提供し、第１の熱管理流体回路は、熱源から熱を吸収することができ、第１の熱交換器内の熱を放散することができるように構成され、第２の流体回路は、第１の熱交換器の第２の部分を覆って第２の熱管理流体を通過させ、そこから熱を吸収するように構成され、第１の熱管理流体および第２の熱管理流体は、後述するように構成される。
【００２６】
本開示のシステムの一実施形態を、図１Ａを参照して説明する。システム１００が、図１Ａの概略断面側面図に示されている。システム１００は、回路を循環して表面１４２の上を通過する第１の熱管理流体１２０を含む。表面１４２の温度は、第１の熱管理流体１２０の温度と比較して上昇する。その結果、熱エネルギは、表面１４２から第１の熱管理流体１２０に吸収される。さらに、第１の熱管理流体１２０は、電気コンポーネント１４０からの熱エネルギを吸収する経路１２２を通って流れる。流体経路１２２から、熱管理流体１２０は、第１ダクト１３０を通って熱交換器１６０に流れる。第１熱管理流体１２０内に蓄積された熱エネルギは、流体が第２ダクト１３２を通って電気コンポーネント１４０に流れる前に、熱交換器１６０内の流体から除去される。熱交換器１６０では、第１の熱管理流体１２０の熱エネルギは、第２の熱管理流体１７０によって吸収される。
【００２７】
特定の実施形態では、システム１００は、第２の熱交換器１８０を含む。例えば、特定の実施形態では、第２の熱管理流体１７０内に蓄積された熱エネルギは、流体が熱交換器１６０に流れる前に、第２の熱交換器１８０内の流体から除去される。
【００２８】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、システムは、電気熱源である熱源を含む。したがって、システムは、電気コンポーネントを動作させることによって熱エネルギを生成する。例えば、システム１００は、作動中に熱を生成する電気コンポーネント１４０と関連している。特定の実施形態では、熱は、電気部品の充電および放電の要素として生成される。当業者には理解されるように、電気部品の動作における非効率性および回路内の抵抗は、電流が電気部品の回路および要素を通過するときに熱を生成する。例えば、電気部品１４０の動作からの熱は、表面１４２を温度上昇させ、次いで、第１の熱管理流体１２０への熱エネルギの移動をもたらす。別の実施形態では、熱エネルギは、発熱反応などの化学反応によって、または摩擦によって生成される。さらに別の実施形態では、第１の熱管理流体は冷却され、周囲温度またはわずかに上昇した温度で表面から熱エネルギを吸収する。
【００２９】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、表面は、電気部品の表面である。例えば、図１Ａにおよび図１Ｂおいて、電気コンポーネント１４０のハウジング１５０は、第１の熱管理流体１２０のリザーバを含む。熱を生成する特定の回路を含む電気部品の要素は、第１の熱管理流体１２０に沈められ、第１の熱管理流体は、電気コンポーネント１４０の外面１４２から直接熱エネルギを吸収する。本明細書に別途記載される特定の実施形態では、電気コンポーネントは、バッテリパック、キャパシタ、インバータ、電気ケーブル配線、燃料電池、モータ、またはコンピュータを含む。例えば、特定の実施形態では、電気部品は、ハウジング内に配置された１つまたはそれ以上の電気化学セルを含むバッテリパックである。本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、バッテリパックは、電気自動車の構成要素である。いくつかの実施態様において、電気自動車は、完全電気自動車またはハイブリッド電気自動車である。別の実施形態では、バッテリパックは、例えば、ソーラーパネルまたは風力タービンのような地域の再生可能エネルギ源と協働して作動する家庭用エネルギ蓄積溶液のような、定置式エネルギ蓄積溶液の一部である。別の実施形態では、電気コンポーネントは、電解コンデンサまたは電気二重層コンデンサ、例えばスーパーコンデンサのような１つまたはそれ以上のコンデンサである。さらに別の実施形態では、電気部品は、ポリマー電解質膜燃料電池、直接メタノール燃料電池、アルカリ燃料電池、リン酸燃料電池、溶融炭酸塩燃料電池、固体酸化物燃料電池、または可逆燃料電池などの１つまたはそれ以上の燃料電池である。特定の実施形態では、電気部品は電気モータである。さらに別の実施形態では、電気コンポーネントは、コンピュータ、例えばパーソナルコンピュータまたはサーバである。
【００３０】
本明細書に別途記載される特定の実施形態では、表面は、導管の内面である。例えば、図２は、複数の個別ユニット２４４を含む電気部品２４０を含むシステム２００の部分図を示す。特に、電気部品２４０は、複数の電気化学セル２４４を含むバッテリである。電気部品２４０はさらに、電気部品の内側を通って電気化学セル２４４の間に延びる導管２４６を含む。電気部品が熱エネルギを生成すると、導管２４６の内部表面２４２が加熱され、熱エネルギは第１の熱管理流体２２０によって吸収される。本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、導管は、電気部品を取り囲むハウジングを貫通する。例えば、システム２００内の導管２４６は、電気部品２４０を取り囲むハウジング２５０内の開口部２５２を通って延在し、これにより、第１の熱管理流体２２０をシステム２００の別の要素に搬送することができる。
【００３１】
本明細書に別に記載されるような特定の実施形態では、電気化学セルは、リチウムイオン電気化学セルなどの再充電可能な電気化学セルである。別の実施形態では、電気化学セルは、アルミニウムイオンセル、鉛酸セル、またはマグネシウムイオンセルである。
【００３２】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、本開示のシステムはまた、第１の熱管理流体を循環させるように構成された第１のポンプを含むことができる。図１Ｂに示されるシステム１００の非限定的な一例では、第１のポンプ１６５は、第２のダクト１３２から受け取られた第１の熱管理流体１２０を第３のダクト１３４を通過させ、それを電気コンポーネント１４０を取り囲む流体経路１２２に戻す。当業者は、システムの必要性および設計に応じて、第１のポンプがシステムの異なる部分に配置されてもよく、システムが１つまたはそれ以上の第１のポンプを含んでもよいことを認識するであろう。例えば、第１のダクト１３０は、第１のポンプを含むように構成されてもよい。
【００３３】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、本開示のシステムはまた、第２の熱管理流体を循環させるように構成された第２のポンプを含むことができる。図１Ｂに示されるシステム１００の１つの非限定的な実施例では、第２のポンプ１８５は、第２の熱管理流体１７０を循環させるように構成されてもよい。当業者は、第２のポンプがシステムの必要性および設計に応じてシステムの異なる部分に配置されてもよく、システムが１つまたはそれ以上の第２のポンプを含んでもよいことを認識するであろう。図１Ｂに示される非限定的な一例では、第２のポンプ１８５は、第２の熱交換器１８０の前に配置される。別の例では、第２のポンプは、第２の熱交換器の後に配置されてもよい。
【００３４】
図１Ａおよび図１Ｂに示すシステム１００は、説明した熱管理流体を使用する複雑でない実施形態の概略図である。別の実施形態では、熱管理回路は、バルブ、ポンプ、熱交換器、リザーバおよびダクトの任意の組み合わせなどの追加要素を含む。
【００３５】
本発明者らは、特定の熱管理流体が、本開示のシステムの動作に関連する温度で相変化（すなわち、液体から気体への）を受け得ることを認識した。したがって、本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、第１の流体回路は、膨張チャンバを含むことができる。膨張チャンバは、第１の熱管理流体から蒸気を受け取るように構成される。例えば、特定の実施形態では、膨張チャンバは、ハロカーボン成分を含む第１の熱管理流体の気化からハロカーボン蒸気を受け取るように構成される。例えば、図３Ａは、第１の熱管理流体から蒸気成分３２５を受け取るように構成された、膨張チャンバ３５４を含むシステム３００の部分図を示す。ハウジング３５０は、電気コンポーネント３４０を取り囲み、外部表面３４２から直接熱エネルギを流体が吸収する第１の熱管理流体３２０のための空洞を提供する。第１の熱管理流体３２０の蒸気成分３２５への相変化は、冷却システムで使用することができ、気化潜熱は、電気コンポーネントの冷却を提供するために使用される。特定の実施形態では、第１の熱管理流体からの蒸気は、第１の熱管理流体の次の加熱サイクル中に再気化される準備ができた液相３２６に凝縮することができる。特定の実施形態では、第１の熱管理流体からの蒸気は、冷却される構成要素の温度降下によって液相３２６に凝縮することができる。ある実施形態では、第１の熱管理流体からの蒸気は、熱交換器上などの外部冷却を用いて液相に凝縮することができる。図３Ｂに示すように、システム３００は、第３の熱交換器３５６を含んでもよい。第３の熱交換器は、第１の部分および第２の部分を有することができ、第３の熱交換器の第１の部分は、膨張チャンバから熱を吸収するように構成され、第３の熱交換器の第２の部分は、第３の熱交換器の第１の部分から熱を放散するように構成される。
【００３６】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、第３の熱交換器は、第２の流体回路の一部である。例えば、第２の流体回路は、第３の熱交換器の第２の部分を含むことができ、第３の熱交換器の第２の部分は、第３の熱交換器の第２の部分を通して膨張チャンバから熱を吸収することができ、第２の熱交換器内の熱を放散することができる第２の熱管理流体を受け取るように構成される。
【００３７】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、システムは、溶融貯蔵チャンバをさらに含むことができる。例えば、図４は、第２の熱管理流体４７０の溶融相変化材料を貯蔵するように構成された溶融貯蔵チャンバ４９０を含むシステム４００の部分図を示す。いくつかの実施形態では、溶融貯蔵チャンバ４９０は絶縁されていてもよい。特定の実施形態では、例えば、低温では、第１の熱交換器４６０内の第１の熱管理流体４２０を加熱するために、溶融相第２の熱管理流体４７０を集めることができる。加熱された第１の熱管理流体４２０は、バッテリを加熱するために使用されてもよい。任意の第２のポンプ４８５を使用して、第２の熱管理流体４７０を循環させてもよい。一部の実施形態では、第２の熱交換器４８０を使用して、低温動作中に追加の熱をシステムに入力してもよい。一部の実施形態では、例えば、システムが動作温度まで十分に暖められると、第２の熱交換器４８０を使用して、第２の熱管理流体４７０に蓄積された熱エネルギを除去する。
【００３８】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、第３の熱交換器は、第３の流体回路を含む。第３の流体回路は、膨張チャンバから第３の熱交換器の第２の部分を通して熱を吸収することができる、第３の熱管理流体を循環させるように構成されてもよい。ある実施形態では、第３の熱管理流体は、第３の流体回路装置の温度低下（例えば、第３の流体回路を取り囲む周囲温度による冷却）を通して熱を放散することができる。特定の実施形態では、第３の流体回路は、第４の熱交換器を含んでもよく、第３の熱管理流体は、第３の熱交換器の第２の部分を通して膨張チャンバから吸収された第４の熱交換器内の熱を放散することができる。
【００３９】
本開示の別の態様は、第１の熱管理流体を第１の流体回路内で、電気熱源（例えば、バッテリパック、コンデンサ、インバータ、電気ケーブル、燃料電池、モータ、またはコンピュータ）と第１の熱交換器の第１の部分との間で循環させる工程と、熱源から第１の熱管理流体内の熱エネルギを吸収する工程と、第１の熱管理流体から第１の熱交換器内に熱エネルギを放散させる工程と、第２の熱管理流体を第２の流体回路内で第１の熱交換器の第２の部分上で循環させる工程と、熱を第１の交換器から第２の熱管理流体内に吸収する工程とを含み、第１の熱管理流体および第２の熱管理流体は以下に記載される通りである方法を提供する。
【００４０】
特定の実施形態では、例えば、熱源からの熱エネルギは、１つまたはそれ以上の部品の沸点を通して加熱される第１の熱管理流体の、１つまたはそれ以上の部品の１つまたはそれ以上を気化させることによって、少なくとも部分的に吸収される。特定の実施形態では、本明細書で別段に説明される本開示の方法は、第１の回路の膨張チャンバ内で、第１の熱管理流体から（例えば、第１の熱管理流体のハロカーボン成分の気化から）蒸気を受け取ることをさらに含む。本明細書に別途記載される本開示の方法は、特定の実施形態では、膨張チャンバからエネルギを吸収して、第１の熱管理流体から蒸気を凝縮させることを含むことができる。例えば、蒸気を凝縮させる工程は、膨張チャンバを取り囲む周囲温度によって膨張チャンバを冷却する工程をさらに含むことができる。
【００４１】
電気熱源上の第１の熱管理流体の循環は、例えば、流体をポンプで送るか、さもなければ電気熱源上に流すことによって行うことができる。
【００４２】
熱源の熱エネルギは変化することができ、したがって、第１の熱管理流体は、様々な温度で使用するように適合させることができる。特定の実施形態では、熱源は、３０℃〜１５０℃、例えば、３０℃〜１００℃、または３０℃〜９０℃、または３０℃〜８５℃、または３０℃〜８０℃、または３０℃〜７５℃、または３０℃〜７０℃の範囲の温度である。本明細書に別途記載される特定の実施形態では、熱源は、４０℃〜１５０℃、例えば、５０℃〜１５０℃、または６０℃〜１５０℃、または７０℃〜１５０℃、または８０℃〜１５０℃、または９０℃〜１５０℃、または１００℃〜１５０℃、または１１０℃〜１５０℃、または３０℃〜１００℃、または４０℃〜１００℃、または５０℃〜１００℃、または６０℃〜１００℃または７０℃〜１００℃、または８０℃〜１００℃、または３０℃〜９０℃、または４０℃〜９０℃、または５０℃〜９０℃、または６０〜９０℃、または３０〜８５℃、または４０〜８５℃、または４５〜８５℃、または５０〜８５℃、または６０〜８５℃、または３０℃〜８０℃、または４０℃〜８０℃、または４５℃〜８０℃、または５０℃〜８０℃、または６０℃〜８０℃、または３０℃〜７５℃、または４０℃〜７５℃、または４５℃〜７５℃、または５０℃〜７５℃、または６０℃〜７５℃、または３０℃〜７０℃、または４０℃〜７０℃、または４５℃〜７０℃、または５０℃〜７０℃、または６０℃〜７０℃、または６５℃〜７５℃の範囲の温度である。特定の実施形態における（および装置またはシステムの動作中の特定の時点における）熱源の温度は、熱管理システムのハロカーボンの沸点の５℃以内である。
【００４３】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、第１の熱管理流体からの熱エネルギは、第２の熱管理流体に吸収される。例えば、第１の熱管理流体からの熱エネルギは、第１の熱交換器に放散される。次いで、第２の熱管理流体は、第２の流体回路内および第１の熱交換器の第２の部分にわたって循環される。特定の実施形態では、第２の熱管理流体からの熱エネルギは、第２の熱交換器に放散されてもよい。
【００４４】
本明細書に別に記載されるような特定の実施形態では、蒸気を凝縮させることは、膨張チャンバから第３の熱交換器にエネルギを吸収することをさらに含むことができる。第３熱交換器からのエネルギは、いくつかの実施形態では、第３熱交換器内の第２熱管理流体を循環させることによって、第２熱管理流体に吸収されてもよい。別のいくつかの実施形態では、第３熱交換器からのエネルギは、第３熱管理流体に吸収されてもよい。例えば、本明細書に別途記載されるような特定の実施形態は、第３の流体回路内で第３の熱管理流体を循環させる工程と、第３の熱交換器から第３の熱管理流体内に熱エネルギを吸収する工程とをさらに含むことができる。ある実施形態では、第３の熱管理流体からの熱エネルギは、第４の熱交換器に放散される。
【００４５】
本開示の方法およびシステムは、第１の熱管理流体を含む。特定の実施形態では、第１の熱管理流体は、誘電性であり、６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する３０℃〜１５０℃の範囲の沸点をそれぞれ有する１つまたはそれ以上のハロカーボンとを含み、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、第１の熱管理流体中に均一に分散され、誘電性熱管理流体は、２５℃で少なくとも１．５の誘電率を有し、第１の熱管理流体は、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれの沸点を超える引火点を有する。
【００４６】
このような第１の熱管理流体は、有機誘電性流体の優れた誘電性特性および熱伝導性を有する特定のハロカーボン材料の相変化および化学的不活性特性を利用する。具体的には、特定のハロカーボンは、リチウムイオン電池などの電気デバイスおよびシステムの動作に関連する温度で相変化（すなわち、液体から気体への変化）を受けることができる。この相変化は、図５に概略的に示すように、気化潜熱を使用して電気コンポーネントの冷却を提供する冷却システムで使用することができる。さらに、多くのハロカーボンは、高い引火点を有するか、または引火点を全く有さない。したがって、ハロカーボンの気化がシステム内に高濃度のハロカーボン蒸気を生成することができるとしても、蒸気の発火の危険性はほとんどない。ハロカーボンはまた、一般に、有利なことに、低粘度および高密度を有することができる。しかしながら、多くのハロカーボンは、熱伝導率および比熱容量が低い。比較すると、誘電性流体（例えば、有機またはシリコーン）は、典型的には、良好な熱伝導率および比熱容量を有する。本発明者らは、本明細書に記載されるような気化に基づく冷却が、１つまたはそれ以上の適切な誘電性流体中に分散された１つまたはそれ以上の適切なハロカーボンによって有利に提供され得ることを決定した。それは、ハロカーボンと、開示の改良された第１の熱管理流体をもたらす誘電性流体との相乗的な組み合わせであり、ハロカーボン部品は、発火の危険なしに気化ベースの冷却を提供し、誘電性流体部品は、望ましい熱流および取り扱い特性を提供し、両流体は、電気装置およびシステムの直接冷却に必要な誘電性特性を提供する。その結果、このような第１の熱管理流体は、従来の流体よりも多くの利点を有することができる。特に、気化は、典型的には、流体の単なる温度上昇よりもはるかに多くのエネルギを必要とする。従って、冷却のメカニズムは、誘電性熱管理流体のハロカーボン部品の気化を含むことができるので、第１の熱管理流体は、冷却のための高い全体容量を有することができる。また、ハロカーボン部品を所望の沸点で選択することができるので、当業者は、電気デバイスまたはシステムの温度を所望の動作範囲内に維持するために、１つまたはそれ以上の所望の温度で高い熱容量を有する流体を提供することができる。また、開示の誘電性流体中の材料の組み合わせは、様々な実施形態において、望ましくは低粘度、高熱伝導度、低発火リスク、高誘電率、およびより速い温度応答のうちの１つまたはそれ以上を提供することができる。
【００４７】
上述のように、本開示の第１の熱管理流体は、１つまたはそれ以上の誘電性流体を含む。本明細書で使用されるように、誘電性流体は、２５℃で液体であり、２５℃で少なくとも１．５の誘電率を有する。本明細書での使用にとりわけ望ましい誘電性流体は、望ましくは、比較的高い熱伝導率（例えば、２５℃で少なくとも０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ、または少なくとも０．１Ｗ／ｍ・Ｋ、またはさらには少なくとも０．１２Ｗ／ｍ・Ｋ）および／または比較的高い比熱容量（例えば、２５℃で少なくとも１Ｊ／ｇ・Ｋ、または少なくとも１．２Ｊ／ｇ・Ｋ、またはさらには少なくとも１．５Ｊ／ｇ・Ｋ）を有する。当技術分野で知られている様々な誘電性流体を、本明細書に記載の組成物、システム、および方法に好適に使用することができる。特定の望ましい実施形態では、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、リチウムイオン電池などの電池の構成要素に対して非反応性であるか、またはそうでなければ不活性である。
【００４８】
本明細書に記載の組成物、システムおよび方法では、多種多様な誘電性流体を使用することができる。例えば、本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、脂肪族誘電性流体（例えば、Ｃ１４−Ｃ５０アルキル、Ｃ１４−Ｃ５０アルケニル、Ｃ１４−Ｃ５０アルキニル、ポリ−α−オレフィンなどのポリオレフィン）、脂肪族誘電性流体酸素化物（例えば、ケトン、エーテル、エステル、またはアミド）、芳香族誘電性流体（例えば、ジエチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、１−アルキルナフタレン、２−アルキルナフタレン、ジベンジルトルエン、およびアルキル化ビフェニルなどのジアルキルベンゼン）、芳香族誘電性流体酸素化物（例えば、ケトン、エーテル、エステル、またはアミド）、シリコーン（例えば、シリコーン油およびシリケートエステル）、ならびにそれらの任意の組み合わせから選択されてもよい。
【００４９】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、誘電性流体は、高い引火点、および任意選択で低い硫黄含有量（例えば、３０００ｐｐｍ未満、３０００ｐｐｍ未満、または１０００ｐｐｍ未満）に処方されたディーゼルであってもよい。
【００５０】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、１つまたはそれ以上の誘電性流体のそれぞれは、油、例えば、鉱油、合成油、またはシリコーン油である。例えば、特定の実施形態では、誘電性流体は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＰＩ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  １５０９）によって定義される低粘度のＩＩＩ族またはＩＶ族基油である。ＩＩＩ族ベース（炭化水素油、ポリ−α−オレフィン、アルキル芳香族、および合成エステルなどの合成油と同様に水素化分解および水素化処理されたベースなど）およびＩＶ族ベース（ポリ−α−オレフィン（ＰＡＯ）など）は、公知の基油であるウェルである。変圧器油としての使用に適した油は、多くの実施形態において、本開示の組成物、システムおよび方法における誘電性流体としての使用に適し得る。
【００５１】
商業的に入手可能な誘電性流体としては、Ｐｅｒｆｅｃｔｏ（商標）ＴＲＵＮ（Ｃａｓｔｒｏｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍから入手可能）およびＭＩＤＥＬ  ７１３１（Ｍ＆Ｉ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｌｔｄ．，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍから入手可能）が挙げられる。市販の基油の例には、ＹＵＢＡＳＥ  ３およびＹＵＢＡＳＥ  ４（ＳＫ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｏｕｔｈ  Ｋｏｒｅａから入手可能）、ＤＵＲＡＳＹＮ（登録商標）１６２およびＤＵＲＡＳＹＮ（登録商標）１６４（ＩＮＥＯＳ  Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓから入手可能）、ならびにＰＲＩＯＬＵＢＥ（登録商標）油（ＣＲＯＤＡ，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍから入手可能）が含まれる。
【００５２】
本明細書の開示に基づいて、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、本開示の第１の熱管理流体に望ましい全体熱容量および熱伝導率を提供するように選択することができる。さらに、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、それらが使用されるシステムの別の構成要素に対して低い反応性を有するように、および所望の粘度を有する第１の熱管理流体を提供するように選択することができる。１つまたはそれ以上の誘電性流体を選択する際の別の考慮事項には、それらの誘電率、毒性、環境への影響、およびコストが含まれ得る。
【００５３】
本明細書に別様に記載される特定の実施形態では、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、第１の熱管理流体の総重量に基づいて６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で第１の熱管理流体中に存在する。例えば、本明細書に別途記載されるような第１の熱管理流体の特定の実施形態において、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、第１の熱管理流体の総重量に基づいて、７０重量％〜９９．９重量％、または７５重量％〜９９．９重量％、または８０重量％〜９９．９重量％、または８５重量％〜９９．９重量％、または９０重量％〜９９．９重量％、または９５重量％〜９９．９重量％、または６５重量％〜９９重量％、または７０重量％〜９９重量％、または７５重量％〜９９重量％、または８０重量％〜９９重量％、または８５重量％〜９９重量％、または９０重量％〜９９重量％、または９５重量％〜９９重量％の総量で存在する。本明細書に別途記載されるような第１の熱管理流体の特定の実施形態では、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、第１の熱管理流体の総重量に基づいて、６５重量％〜９８重量％、例えば、７０重量％〜９９重量％、または７５重量％〜９８重量％、または８０重量％〜９８重量％、または８５重量％〜９８重量％、または９０重量％〜９８重量％、または９５重量％〜９８重量％、または６５重量％〜９５重量％、または７０重量％〜９５重量％、または７５重量％〜９５重量％、または８０重量％〜９５重量％、または８５重量％〜９５重量％、または９０重量％〜９５重量％の総量で存在する。本明細書に特に記載されるような第１の熱管理流体の特定の実施形態では、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、第１の熱管理流体の総重量に基づいて、６５重量％〜９０重量％、例えば７０重量％〜９０重量％、または７５重量％〜９０重量％、または８０重量％〜９０重量％、または８５重量％〜９０重量％、または６５重量％〜８５重量％、または７０重量％〜８５重量％、または７５重量％〜８５重量％、または８０重量％〜８５重量％、または６５重量％〜８０重量％、または７０重量％〜８０重量％、または７５重量％〜８０重量％で存在する。１つまたはそれ以上の誘電性流体の総量は、例えば、所望の冷却挙動を提供するのに必要なハロカーボンの総量、および第１の熱管理流体に所望の特性を提供するのに必要な別の添加剤の量に基づいて、本明細書の開示を考慮して選択することができる。
【００５４】
上述のように、本開示の第１の熱管理流体は、１つまたはそれ以上のハロカーボンを含む。本明細書中で使用される場合、「ハロカーボン」は、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素のうちの１つまたはそれ以上を含む有機化合物である。本開示のハロカーボンは、部分的にハロゲン化された化合物（すなわち、化合物の構造中に１つまたはそれ以上のＣ−ハロゲン結合が存在するが、１つまたはそれ以上のＣ−ハロゲン結合も存在する）または完全にハロゲン化された化合物（すなわち、過フッ素化化合物におけるように、化合物中にＣ−ハロゲン結合があり、およびＣ−ハロゲン結合がない）であってもよい。
【００５５】
１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、３０℃〜１５０℃の範囲の沸点（すなわち、１気圧）を有する。本発明者らは、本明細書に記載されるもののような比較的揮発性のハロカーボンが、液体から気体へ気化するとき（すなわち、気化の熱によって測定されるとき）、冷却効果を提供することができることに注目した。この相転移は、非常に狭い温度範囲で起こり、したがって、第１の熱管理流体に、所与の温度（すなわち、いくつかの実施形態では、第１の熱管理流体が含まれる空間内の圧力によって改変される、ハロカーボンの沸点付近）で比較的大量の熱を吸収する能力を提供するのに役立つことができる。したがって、本明細書で提供されるような１つまたはそれ以上のハロカーボンの使用は、１つまたはそれ以上の温度で比較的多量の熱を吸収することによって、電気部品の熱暴走を防止するのに役立つことができる。同様に、本明細書で提供されるような１つまたはそれ以上のハロカーボンの使用は、充電式電池（例えば、リチウムイオン電池）などの電気部品の急速充電において発生する熱を迅速に吸収するのに役立つことができる。
【００５６】
特に、１つまたはそれ以上のハロカーボンが含まれる空間の圧力は、１つまたはそれ以上のハロカーボンに望ましい沸点を与えるように調節することができる。当業者が理解するように、材料の沸点は圧力に依存するので、圧力を調整することによって沸点を変更することができる。圧力は、例えば、ハロカーボンの沸点を低下させるために大気圧よりも高くなるように調節することができる。本明細書に記載の膨張チャンバは、ハロカーボン含有空間内の圧力を調節するために使用することができる。
【００５７】
１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれの同一性（従って沸点）は、考慮中の特定のシステムまたはプロセスの所望の操作温度に基づいて選択することができる。したがって、本明細書に別途記載される特定の実施形態では、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、３０℃〜１００℃、または３０℃〜９０℃、または３０℃〜８５℃、または３０℃〜８０℃、または３０℃〜７５℃、または３０℃〜７０℃の範囲の沸点を有する。本明細書に別段の記載がある特定の実施形態では、１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点は、４０℃〜１５０℃、例えば５０℃〜１５０℃、または６０℃〜１５０℃、または７０℃〜１５０℃、または８０℃〜１５０℃、、または９０℃〜１５０℃または１００℃〜１５０℃、または１１０℃〜１５０℃、または３０℃〜１００℃、または４０℃〜１００℃、または５０℃〜１００℃、または６０℃〜１００℃、または７０℃〜１００℃、または８０℃〜１００℃、または３０℃〜９０℃、、または４０℃〜９０℃、または５０〜９０℃、または６０〜９０℃、または３０〜８５℃、または４０℃〜８５℃、または４５℃〜８５℃、または５０〜８５℃、または６０〜８５℃、または３０℃〜８０℃、または４０℃〜８０℃、または４５℃〜８０℃、または５０℃〜８０℃、または６０℃〜８０℃、または３０〜７５℃、または４０℃〜７５℃、または４５〜７５℃、または５０〜７５℃、または６０〜７５℃、または３０〜７０℃、または４０℃〜７０℃、または４５〜７０℃、または５０℃〜７０℃、または６０℃〜７０℃、または６５℃〜７５℃の範囲である。
【００５８】
本明細書に別途記載されるような特定の実施形態では、本開示の第１の熱管理流体は、３０〜１５０℃の範囲の沸点を有する単一のハロカーボンのみを含む。これは、気化を通して熱を吸収することができる単一の狭い温度範囲を有する第１の熱管理流体を提供することができる。しかし、本発明者らは、いくつかの実施形態では、２つまたはそれ以上の異なるハロカーボンを用いて第１の熱管理を提供することが好ましい可能性があることに留意した。ハロカーボンは、特定の実施形態では、実質的に異なる沸点（例えば、沸点の少なくとも１０℃の差、または沸点の少なくとも２０℃の差、または沸点の少なくとも５０℃の差）を有することができる。これは、気化を用いて熱を吸収することができる２つまたはそれ以上の別個の温度を可能にすることができる。例えば、特定の実施形態では、本明細書に別途記載される第１の熱管理流体は、３０℃〜８０℃の範囲の沸点を有する第１のハロカーボンと、８０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有する第２のハロカーボンとを含む。特定の実施形態では、本明細書に別途記載される第１の熱管理流体は、３０℃〜５０℃の範囲の沸点を有する第１のハロカーボンと、８０℃〜１１０℃の範囲の沸点を有する第２のハロカーボンとを含む。
【００５９】
しかし、別の実施形態では、第１の熱管理流体中の２つのハロカーボンは、比較的類似した沸点（例えば、沸点の５℃以下の差、または沸点の２℃以下の差、または沸点の１℃以下の差）を有することができる。そのような場合、２つのハロカーボンは、気化温度の差を提供しないが、代わりに、第１の熱管理流体全体の別の物理的特性の調整を可能にすることができる。
【００６０】
２つまたはそれ以上のハロカーボンが第１の熱管理流体に使用される場合、２つの相対量は、所望の効果に応じて、本明細書の開示に基づいて変化させることができる。特定の実施形態では、第１のハロカーボン対第２のハロカーボンの質量比は、１：９〜９：１の範囲である。
【００６１】
本開示の第１の熱管理流体において、様々なハロカーボンを使用することができる。本明細書に別途記載される特定の実施形態では、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、そのハロゲンとして、１つまたはそれ以上の塩素、フッ素および臭素を含む。本明細書に別途記載される特定の実施形態では、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、フルオロカーボン、クロロカーボン、およびクロロフルオロカーボンから選択されてもよい。例えば、適切なフルオロカーボンとしては、フルオロアルカンおよびその酸素化物（例えば、ペルフルオロペンタン、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロヘプタン、ペルフルオロシクロヘキサン、ペルフルオロメチルシクロヘキサン、２Ｈ，３Ｈ−ペルフルオロペンタン、ペルフルオロ（２−メチル−３−ペンタノン）、メチルノナフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、メトキシ−ノナフルオロブタン、エトキシ−ノナフルオロブタン、テトラデカフルオロ−２−メチルヘキサン−３−オン、およびテトラデカフルオロ−２，４−ジメチルペンタン−３−オン、３−メトキシペルフルオロ（２−メチルペンタン）、３−エトキシペルフルオロ（２−メチルペンタン）など）、フルオロアルケンおよびその酸素化物（例えば、ペルフルオロヘキセンなど）、ならびにフルオロ芳香族化合物（例えば、ペルフルオロベンゼンなど）が挙げられるが、これらに限定されない。適切なクロロカーボンとしては、クロロアルカンおよびその酸素化物（例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、および１，１，１−トリクロロエタンなど）、クロロアルケンおよびその酸素化物（例えば、ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレン、およびｃｉｓ−１，２−ジクロロエチレンなど）、ならびにクロロ芳香族化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６２】
例えば、特定の実施形態では、本明細書に別途記載されるように、第１の熱管理流体の１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、フルオロカーボンである。特定の実施形態では、本明細書に別途記載される第１の熱管理流体は、１つまたはそれ以上のハロカーボンがフルオロカーボンおよびクロロカーボン（ジクロロメタンなど）を含むものである。
【００６３】
いくつかの好適な市販のハロカーボンには、ミネソタ州セントポールの３Ｍから入手可能な商品名ＮＯＶＥＣ（商標）（例えば、Ｎｏｖｅｃ  ７０００、７１ＤＡ、７１ＤＥ、７２ＤＡ、７２ＤＥ、７２ＦＬ、７３ＤＥ、６４９、７１ＩＰＡ、７１００、７１００ＤＬ、７７４、７２００、８２００、７３００、７３００ＤＬ、７５００、および７７００）で販売されているものが含まれる。
【００６４】
本明細書の開示に基づいて、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、対象となる熱プロセスまたはシステムに関連する沸点を有するように選択することができる。例えば、各ハロカーボンは、プロセスまたはシステムに熱「停止」を提供するように選択することができ、より多くの熱が熱管理流体によって吸収されるので、その沸点付近の温度を維持するのに役立ち、複数のハロカーボンが提供される場合、所望の動作温度範囲（例えば、上述のように３０〜５０℃または３０〜８０℃）で熱「停止」を提供することができ、別のハロカーボンは、熱暴走を防止するために、より高い温度（例えば、上述のように８０〜１５０℃または８０〜１１０℃）で熱停止を提供することができる。さらに、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、それらが使用されるシステムの他の成分に対して低い反応性を有するように、ならびに所望の熱容量、熱伝導率、および粘度を有する全体的な熱管理流体を提供するように選択することができる。１つまたはそれ以上のハロカーボンを選択する際の他の考慮事項には、毒性および環境への影響が含まれ得る。
【００６５】
１つまたはそれ以上のハロカーボンは、本明細書に記載の熱管理流体中に様々な量で存在することができる。本明細書に別途記載される特定の実施形態では、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の総重量に基づいて、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する。例えば、本明細書に別途記載されるような熱管理流体の特定の実施形態では、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の総重量に基づいて、０．１重量％〜３０重量％、または０．１重量％〜２５重量％、または０．１重量％〜２０重量％、または０．１重量％〜１５重量％、または０．１重量％〜１０重量％、または０．１重量％〜５重量％、または０．１重量％〜１重量％、または０．５重量％〜３５重量％、または０．５重量％〜３０重量％、または０．５重量％〜２５重量％、または０．５重量％〜２０重量％、または０．５重量％〜１５重量％、または０．５重量％〜１０重量％、または０．５重量％〜５重量％の総量で存在する。本明細書に別様に記載される熱管理流体の特定の実施形態では、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の総重量に基づいて、１重量％〜３５重量％、例えば、１重量％〜３０重量％、または１重量％〜２５重量％、または１重量％〜２０重量％、または１重量％〜１５重量％、または１重量％〜１０重量％、または１重量％〜５重量％の総量で存在する。本明細書に別様に記載される熱管理流体の特定の実施形態では、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の総重量に基づいて、２重量％〜３５重量％、例えば、２重量％〜３０重量％、または２重量％〜２５重量％、または２重量％〜２０重量％、または２重量％〜１５重量％、または２重量％〜１０重量％、または２重量％〜５重量％の総量で存在する。本明細書に別様に記載される熱管理流体の特定の実施形態では、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の総重量に基づいて、５重量％〜３５重量％、または５重量％〜３０重量％、または５重量％〜２５重量％、または５重量％〜２０重量％、または５重量％〜１５重量％、または５重量％〜１０重量％の総量で存在する。本明細書に別途記載されるような熱管理流体の特定の実施形態では、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の総重量に基づいて、１０重量％〜３５重量％、または１０重量％〜３０重量％、または１０重量％〜２５重量％、または１０重量％〜２０重量％、または１０重量％〜１５重量％、または１５重量％〜３５重量％、または１５重量％〜３０重量％、または１５重量％〜２５重量％、または１５重量％〜２０重量％、または２０重量％〜３５重量％、または２０重量％〜３０重量％、または２０重量％〜２５重量％の総量で存在する。当業者は、ハロカーボンを、その沸点付近で所望の程度の熱吸収を提供する量で提供するであろう。
【００６６】
本明細書を通して、用語「均一に分散された」は、１つまたはそれ以上のハロカーボンが、熱管理流体全体にわたって均等に（または均質に）混合された小さな粒子（例えば、直径１０μｍまで、５０μｍまで、またはさらには１００μｍまでの液滴）として存在し得ること、または１つまたはそれ以上のハロカーボンが熱管理流体中に本質的に溶解されることを意味する。１つまたはそれ以上のハロカーボンは、均一に分散され得るが、分散されないわずかな残留物を残すことができるが、これは、非常に少量、すなわち、ハロカーボン材料の１重量％未満、または０．５重量％未満、さらには０．１重量％であることが理解される。
【００６７】
当業者が理解するように、本開示の熱管理流体はまた、熱管理用途のための組成物において従来のものなど、様々な他の構成要素を含むことができる。例としては、腐食防止剤、酸化防止剤（フェノール系およびアミン系酸化防止剤など）、流動点降下剤、泡止剤、消泡剤、粘度指数調整剤、防腐剤、殺生物剤、界面活性剤、シール膨潤添加剤、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、腐食防止剤、酸化防止剤（フェノール系およびアミン系酸化防止剤など）、流動点降下剤、泡止剤、消泡剤、粘度指数調整剤、防腐剤、殺生物剤、界面活性剤、シール膨潤添加剤、およびこれらの組み合わせは、例えば、熱管理流体の総重量に基づいて５．０重量％までの量で存在してもよい。特定のそのような実施形態では、腐食防止剤、酸化防止剤（フェノール系およびアミン系酸化防止剤など）、流動点降下剤、泡止剤、消泡剤、粘度指数改質剤、防腐剤、殺生物剤、界面活性剤、シール膨潤添加剤、およびそれらの組み合わせのうちの１つまたはそれ以上は、熱管理流体の総重量に基づいて、０．１重量％〜５．０重量％、または１．０重量％〜２．０重量％、または０．１重量％〜１．０重量％、または０．１重量％〜０．５重量％、または０．０５重量％〜０．１重量％の範囲の量で存在する。
【００６８】
当業者は、様々な他の構成要素が本開示の熱管理流体中に存在し得ることを理解するであろう。しかしながら、本発明者らは、ハロカーボンと組み合わせた実質的に誘電性の流体である材料が、本明細書に記載されるような望ましい活性および利点を提供し得ることを決定した。したがって、特定の望ましい実施形態では、１つまたはそれ以上の誘電性流体、および１つまたはそれ以上のハロカーボンの総量は、熱管理流体の総重量の少なくとも８０重量％である。特定のそのような実施形態では、熱管理流体の総重量の少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％、少なくとも９８重量％、またはさらには少なくとも９８重量％が、１つまたはそれ以上の誘電性流体、および１つまたはそれ以上のハロカーボンから構成される。本明細書に記載されるような特定の実施形態では、本開示の熱管理流体は、他の成分を実質的に含まないか、または含まず、１つまたはそれ以上の誘電性流体、および１つまたはそれ以上のハロカーボンのみを実質的に含むか、またはそれらからなる。
【００６９】
酸素がシステムに入る危険性が常にあるため、本開示の熱管理流体は、有利には、発火を防止するために高い引火点を有する。本発明者らは、ハロカーボンが高い引火点を有することができ、場合によっては引火点を有さないことさえあることに注目した。したがって、望ましい実施形態では、ハロカーボンの気化は、運転条件中に発火する可能性が低いので、実質的な発火の危険を引き起こさない。特定の実施形態では、ＡＳＴＭ  Ｄ５６（「タグクローズドカップ試験器による引火点のための標準試験方法」）に従って測定されるように、本開示の熱管理流体の引火点は、１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点を超える。例えば、特定の実施形態では、本開示の熱管理流体は、ＡＳＴＭ  Ｄ５６に従って測定される、測定可能な引火点は、少なくとも９０℃、例えば、少なくとも９５℃、または少なくとも１００℃、または少なくとも１１０℃、または少なくとも１５０℃、またはさらには少なくとも２００℃の引火点を有さなくてもよい。同様に、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、ＡＳＴＭ  Ｄ５６に従って測定される、測定可能な引火点は、少なくとも９０℃、例えば、少なくとも９５℃、または少なくとも１００℃、または少なくとも１１０℃、または少なくとも１５０℃、またはさらには少なくとも２００℃の引火点を有さないように選択することができる。
【００７０】
当業者は、熱管理流体に所望の粘度を提供するために、例えば、システムを通して好都合に伝導されるように、成分を選択する。本開示の特定の実施形態では、本開示の熱管理流体は、ＡＳＴＭ  Ｄ４５５に従って測定されるように、４０℃で１．５〜６０ｃＳｔ、例えば、１．５〜５０ｃＳｔ、または１．５〜４０ｃＳｔ、または１．５〜２０ｃＳｔ、または１．５〜１ｏｃＳｔ、または３〜６０ｃＳｔ、または３〜５０ｃＳｔ、または３〜４０ｃＳｔ、または３〜２０ｃＳｔ、または５〜６０ｃＳｔ、または５〜４０ｃＳｔ、または５〜２０ｃＳｔ、または１０〜６０ｃＳｔ、または１０〜４０ｃＳｔの動粘度を有する。
【００７１】
本開示の特定の実施形態では、本開示の熱処理流体は、２５℃で少なくとも１Ｊ／ｇ・Ｋ、または少なくとも１．２Ｊ／ｇ・Ｋ、さらには少なくとも１．５Ｊ／ｇ・Ｋの熱容量を有する。本開示の特定の実施形態では、本開示の熱処理流体は、２５℃で１Ｊ／ｇ・Ｋ〜４．５Ｊ／ｇ・Ｋの範囲の熱容量を有する。例えば、本明細書に別途記載される熱管理流体の特定の実施形態では、２５℃で１Ｊ／ｇ・Ｋ〜４Ｊ／ｇ・Ｋ、または１Ｊ／ｇ・Ｋ〜３Ｊ／ｇ・Ｋ、または１Ｊ／ｇ・Ｋ〜２Ｊ／ｇ・Ｋ、または１Ｊ／ｇ・Ｋ〜１．５Ｊ／ｇ・Ｋ、または１．５Ｊ／ｇ・Ｋ〜４Ｊ／ｇ・Ｋ、または１．５Ｊ／ｇ・Ｋ〜３．５Ｊ／ｇ・Ｋ、または１．５Ｊ／ｇ・Ｋ〜３Ｊ／ｇ・Ｋ、または１．５Ｊ／ｇ・Ｋ〜２Ｊ／ｇ・Ｋ、または２Ｊ／ｇ・Ｋ〜４Ｊ／ｇ・Ｋ、または２Ｊ／ｇ・Ｋ〜３．５Ｊ／ｇ・Ｋ、または２Ｊ／ｇ・Ｋ〜３Ｊ／ｇ・Ｋの範囲の熱容量を有する。本開示の熱管理流体は、もちろん、そのハロカーボンの沸点付近にない場合であっても、単純な加熱によって熱を吸収し、熱管理流体は、そのような温度で所望のレベルの冷却を提供するのに十分な熱容量を備えることができる。
【００７２】
本開示の特定の実施形態では、本開示の熱管理流体は、４０℃で、０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ〜１Ｗ／ｍ・Ｋの範囲の熱伝導率を有する。例えば、本明細書に別途記載される熱管理流体の特定の実施形態では、４０℃で、０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋ、または０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ、０．１０Ｗ／ｍ・Ｋ〜１Ｗ／ｍ・Ｋ、０．１０Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋ、または０．１０Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋの範囲の熱伝導率を有する。
【００７３】
開示の熱管理流体は、望ましくは、誘電性であるため、直接冷却用途に使用することができる。従って、これらの流体は、２５℃で測定したとき、少なくとも１．５の誘電率を有する。誘電率は、同軸プローブ法、例えばＫｅｙｓｉｇｈｔ  Ｎ１５０１Ａ誘電性プローブキットを使用して測定することができる。特定の実施形態では、本開示の熱管理流体は、２５℃で測定して、少なくとも１．７５、少なくとも２．０、少なくとも２．２５の誘電率を有する。特定の実施形態では、本開示の熱管理流体は、１．５〜１０、または１．８〜１０、または１．５〜２．８、または１．８〜２．８の誘電率を有する。
【００７４】
当業者は、本開示の第１の熱管理流体の量を選択して、所望の量の冷却を提供する。例えば、電気構成要素が再充電可能バッテリである場合、第１の熱管理流体の量は、例えば、バッテリ容量１ｋＷｈあたり０．０１〜０．２ｋｇ（例えば、０．０２〜０．２ｋｇ、または０．０５〜０．２ｋｇ、または０．１〜０．２ｋｇ、または０．０１〜０．１ｋｇ、または０．０２〜０．１ｋｇ、または０．０５〜０．１ｋｇ）の範囲とすることができる。
【００７５】
上述したハロカーボン含有材料が特に望ましいが、特に以下に説明する相変化材料含有の第２の熱管理流体と組み合わせて使用される場合には、別の誘電性熱管理材料を代わりに使用することができる。したがって、特定の代替実施形態では、第１の熱管理流体は、当該技術分野で一般的に使用されているいくつかの別の誘電性熱管理流体とすることができる。いくつかの例としては、誘電性鉱油、変圧器油、エンジニアリング油、シリコーン油、フルオロカーボン油、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００７６】
本開示の方法およびシステムは、第２の熱管理流体を含む。特定の実施形態では、第２の熱管理流体は、水性キャリア流体と、水性キャリア流体内のミセルの分散液とを含むエマルジョンであってもよく、各ミセルは、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料と、固体疎水性コア粒子の周囲にミセルシェルを形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含む固体疎水性コア粒子を含む。
【００７７】
このような第２の熱管理流体は、相変化材料の分散が改善された単純で費用効率の高いエマルジョンである。例えば、相変化材料冷却剤として溶融パラフィンを使用するための主要な欠点は、その合体であり、その結果、冷却システムに固体パラフィンが堆積し、最終的には冷却システムが閉塞する。本開示の改善された分散は、例えば、分散された相変化材料（例えば、パラフィン）が溶融したときに合体する傾向を減少させる。加えて、相変化材料は、非常に小さい直径および非常に狭いサイズ分布を有するミセルに配合され、これにより、本開示のエマルジョンは、改善された粘度、結果として熱伝導率を有することが可能になる。より小さいミセルサイズはまた、エマルジョン中の相変化材料のより高い濃度を可能にし、従って、エマルジョンの熱容量を改善する。小さい直径および狭いサイズ分布を有するミセルの数が多いほど、ミセルの表面積が増加し、これにより、エマルジョンのより速い温度応答および改善された熱伝導率が可能になる。相変化材料は、所望の温度範囲にわたる融解潜熱の効果によって熱を吸収する。
【００７８】
当業者が理解するように、ミセルは、コロイド中に分散された乳化剤分子の凝集体であり、ここで、第１の材料の粒子は、第２の材料中に懸濁され、二相系を生成する。溶液とは異なり、第１の材料は、第２の材料に不溶性または不混和性である（すなわち、エマルジョンになる）。水溶液中では、ミセルは、乳化剤分子の疎水性尾部が内側に面し、乳化剤分子の親水性頭部が外側に面する凝集体を形成する。これは順相ミセルを形成し、水中油相混合物をもたらす。逆相ミセルは逆構造を有し、乳化剤分子の親水性頭部は内側に面し、疎水性尾部は外側に面する。これにより、油中水相混合物が得られる。乳化剤分子の充填挙動は、ミセルのコアの周りに乳化剤分子の単一層をもたらし得、これは、表面エネルギを考慮すると、典型的には球を形成し得る。したがって、特定の実施形態では、本開示のミセルは、構造が概して球形である。本実施形態では、相変化材料が固体の油性（蝋質）材料であるため、水中油型システムが想定される。
【００７９】
乳化剤のさらなる層もまた、ミセルの外側の周りに充填され得る。これは、さらなる乳化剤が混合物に添加される場合である。例えば、剪断力が相変化材料に加えられると、相変化材料の分子は伸びる。この延伸は、分子を平らにし、層状構造を形成させ、従って、任意の乳化剤が引き付けられるために利用可能でなければならない表面積を増加させる。水中の乳化剤の分散液の分子の周りの層流と組み合わせると、乳化剤の充填率は、≦１／３から＞１／２を超えて増加する。一旦、剪断力が分子から除去されると、それは、もちろん、乳化剤の構造がミセルの最小表面エネルギ配置を層状または円筒状にしない限り、表面エネルギを考慮して球状ミセルを形成する。例えば、二量体乳化剤として知られることがあるＧｅｍｉｎｉ乳化剤は、ミセルのコアを細長い卵形に変形させる２つの疎水性テールを有する。次いで、乳化剤充填画分は、球状ミセルについて≦１／３に還元され、したがって、分子の一時的な層流配置に引き付けられた任意の乳化剤は、ミセルの周りにさらなる乳化剤の層を形成する。しかしながら、順相ミセルについては、乳化剤分子の偶数層が、乳化剤分子の第１の層の親水性ヘッドと接触する親水性ヘッドと、外側を指す疎水性テールとを伴って配置されるので、奇数の層のみが形成される。逆相ミセルについては、逆が真である。従って、両方の場合において、ミセルは、１、３、５、７．．．ｎ＝２ｋ＋１層の乳化剤を有する。これはまた、乳化剤が複数の層でこれらのミセル内に結合されるので、乳濁液内の任意の形態の遊離乳化剤を効果的に生じない。上記のように、水溶液中には結合していない乳化剤は実質的に存在しない。乳化剤中に添加される乳化剤が多ければ多いほど、ミセル中の乳化剤の層の数は多くなる。したがって、特定の実施形態では、乳化剤分子は、単一の分子層の疎水性コアの周りに配置される。特定の別の実施形態では、乳化剤分子は、３つまたはそれ以上の分子層で疎水性コアの周りに配置される。特定の実施形態において、異なる分子層は、２つまたはそれ以上の乳化剤を含み得る。例えば、非イオン性乳化剤が表面層内に存在してもよく、イオン性乳化剤が層内に存在する。
【００８０】
第２の熱管理流体の特定の実施形態では、エマルジョン中のミセルは、均一なサイズを有す。したがって、特定の実施形態では、ミセルの平均直径の分布は、ガウスプロファイルに従う。平均ミセル直径は、ミセルについて得られた様々な直径測定値の平均であり、球形ミセルの場合、ミセル直径にほぼ等しい（測定が行われる場所にかかわらず、直径の変化はほとんどまたは全くないため）。
【００８１】
第２の熱管理流体の特定の実施形態では、ミセルは、比較的狭いミセル粒径分布を有することができる。当業者が理解するように、ミセルサイズ分布は、ｄ５０、ｄ１０、およびｄ９０値によって特徴付けることができ、ここで、ｄ５０は、中央粒径であり、ｄ１０は、サイズによってランク付けされた粒子の１０粒子における粒径であり、ｄ９０は、サイズによってランク付けされた粒子の９０粒子サイズにおける粒径である。特定の実施形態では、本明細書に別途記載されるミセルは、０．１μｍ〜１．５μｍ、例えば０．１μｍ〜１．２μｍ、または０．１μｍ〜１．０μｍ、または０．１μｍ〜０．５μｍ、または０．１μｍ〜０．４μｍ、または０．２μｍ〜１μｍ、または０．２μｍ〜０．８μｍ、または０．２μｍ〜０．６μｍ、または０．２μｍ〜０．５μｍ、または０．２μｍ〜０．４μｍ、または０．４μｍ〜１μｍ、または０．４μｍ〜０．８μｍ、または０．４μｍ〜０．６μｍ、または０．４μｍ〜０．５μｍ、または０．３μｍ〜０．５μｍ、または０．３５μｍ〜０．４５μｍの範囲のｄ５０値を有する。特定の実施形態では、ｄ１０はｄ５０の５０％以上であり、ｄ９０はｄ５０の１５０％以下である。特定の実施形態では、ｄ１０はｄ５０の６０％以上であり、ｄ９０はｄ５０の１４０％以下である。特定の実施形態では、ｄ１０は、ｄ５０の７０％以上であり、ｄ９０は、ｄ５０の１３０％以下である。特定の実施形態では、ｄ１０はｄ５０の７５％以上であり、ｄ９０はｄ５０の１２５％以下である。特定の実施形態では、ｄ１０はｄ５０の８０％以上であり、ｄ９０はｄ５０の１２０％以下である。
【００８２】
特定の実施形態では、ミセルは、１．５以下の平均直径、例えば、平均直径が０．１から１．５μｍ、または０．１μｍ〜１．２μｍ、または０．１μｍ〜１．０μｍ、または０．１μｍ〜０．５μｍ、または０．１μｍ〜０．４μｍ、または０．２μｍ〜１μｍ、または０．２μｍ〜０．８μｍ、または０．２μｍ〜０．６μｍ、または０．２μｍ〜０．５μｍ、または０．２μｍ〜０．４μｍ、または０．４μｍ〜１μｍ、または０．４μｍ〜０．８μｍ、または０．４μｍ〜０．６μｍ、または０．４μｍ〜０．５μｍ、または０．３μｍ〜０．５μｍ、または０．３５μｍ〜０．４５μｍを有する。特定の実施形態において、特に好ましい平均直径は、０．１μｍ〜１．０μｍの範囲である。
【００８３】
ミセル粒子サイズおよびミセル粒子サイズ分布の両方を決定するための多くの適切な測定技術が存在するが、本開示の目的のための定量化のために、ベックマン  コールター  レーザー回析  ＰＳ  分析器（ＬＳ  １３  ３２０）を使用するレーザー粒子サイズ分析が使用される。この方法は、粒子径を決定するためにフラウンホーファー回折および偏光強度示差走査（ＰＩＤＳ）を採用している。
【００８４】
上述のように、本開示のミセルは、相変化材料を含む。本明細書で使用されるように、相変化材料は、高い融解熱（例えば、１００ｋＪ／ｋｇを超える、または１５０ｋＪ／ｋｇを超える、さらには２００ｋＪ／ｋｇを超える）を有する材料であり、これは、特定の温度で融解および固化する場合に、エネルギを貯蔵および放出することができる。当技術分野で知られている様々な相変化材料を、本発明の実施に好適に使用することができる。望ましくは、本開示のミセルを使用するのに適した相変化材料は、熱サイクル可能であり、非危険性または非毒性であり、別の電池部品に対して非反応性または別の不活性である。特定の実施形態では、相変化材料は、ワックス状、ワックス系、またはワックス含有材料である。
【００８５】
適切な相変化材料の選択は、本開示の流体の最終用途に依存する。相変化材料は、完全に配合されたワックス状材料であってもよく、または部品のブレンドであってもよく、ここで、少なくとも１つの部品はワックス状である。特定の実施形態では、相変化材料は、パラフィン、微結晶ワックス、ポリエチレンワックス、エステルワックス、脂肪酸、脂肪アミド含有材料、スルホンアミド材料、異なる天然源（例えば、トール油ロジンおよびロジンエステル）から作製された樹脂材料、合成樹脂、オリゴマー、ポリマーおよびコポリマー、ならびにそれらの組み合わせから選択され得る。
【００８６】
特定の実施形態では、相変化材料はパラフィンである。パラフィンワックスは、１４〜４０個の範囲の炭素原子を有する、ほぼ直鎖のアルカンの混合物からなる。市販のパラフィンワックスは、完全に精製されたグレード（すなわち、０．５％未満の油を含有する）、半精製グレード（すなわち、０．５〜１．５％の範囲の油を含有する）、スケールワックスグレード（すなわち、０．５％〜５％の範囲の油を含有する）、およびスラックワックスグレード（すなわち、５％〜２０％の範囲の油を含有する）であり得る。当業者であれば、サイズおよび等級に関して適切なパラフィンの選択は、エマルジョンの所望の特性に依存することを認識するであろう。いくつかの商業的供給源としては、例えば、パラフォールおよびサゾルワックスブランドのパラフィンワックス（ドイツ、Ｓａｓｏｌから入手可能）、インドラワックスブランドのパラフィンワックス（ニューヨーク、プレインビュー、Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｒａｗ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ＬＬＣから入手可能）、ドイツＢＡＳＦから入手可能なパラフィンワックス、およびＰａｒｖａｎ（登録商標）ブランドのパラフィンワックス（テキサス、アービング、Ｅｘｘｏｎ  Ｍｏｂｉｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能）が挙げられる。
【００８７】
特定の実施形態では、相変化材料は、１−シクロヘキシロオクタデカン、４−ヘプタダカノン、キノン、ベンズアミド、およびそれらの混合物から選択されてもよい。特定の実施形態では、相変化材料は、１−シクロヘキシロオクタデカン、４−ヘプタダカノン、キノン、およびベンズアミドのうちの１つまたはそれ以上と組み合わせたパラフィンであってもよい。
【００８８】
相変化材料の選択は、第２の熱管理用途および装置の動作温度にも依存し得る。したがって、特定の実施形態では、相変化材料は、少なくとも３０℃、例えば少なくとも３５℃、または少なくとも４０℃、または少なくとも５０℃、または少なくとも６０℃、または少なくとも７０℃、または３０℃〜１００℃の範囲、または３０℃〜９０℃の範囲、または３０℃〜８０℃の範囲、または３０℃〜７５℃の範囲、または３０℃〜７０℃の範囲、または３０℃〜６５℃の範囲、または３０℃〜６０℃の範囲、または３５℃〜１００℃の範囲、または３５℃〜９０℃の範囲、または３５℃〜８０℃の範囲、または３５℃〜７５℃の範囲、または３５℃から７０℃の範囲、または３５℃から６５℃の範囲、または３５℃から６０℃の範囲、または４０℃から１００℃の範囲、または４０℃から９０℃の範囲、または４０℃から８０℃の範囲、または４０℃から７５℃の範囲、または４０℃から７０℃の範囲、または４０℃から６５℃の範囲、または４０℃から６０℃の範囲、または５０℃から１００℃の範囲、または５０℃から９０℃の範囲、または５０℃から８０℃の範囲、または５０℃から７５℃の範囲、または５０℃〜７０℃の範囲、または５０℃〜６５℃、または５０℃〜６０℃の範囲内の融点を有する。
【００８９】
特に、本発明者らは、ワックス（例えば、パラフィン）などの高粘度または固相添加剤は一般に乳化するのが困難であるが、本明細書に記載の方法を用いて首尾よくかつ安定に乳化することができることを決定した。特定の実施形態では、エマルジョンは、６０／４０の水／エチレングリコール冷却剤を模倣して、３０℃（ＡＳＴＭ  Ｄ４５５による）で約３．４ｃＰの総粘度値を有す。
【００９０】
本開示の第２の熱管理流体のエマルジョンは、１つの相変化材料を含むことができる（すなわち、本開示のミセルは、１つの相変化材料を含む）。本開示の第２の熱管理流体のエマルジョンはまた、２つ以上の異なる相変化材料を含んでもよい。例えば、特定の実施形態では、ミセルは、第１の相変化材料を含む固体疎水性コア粒子を有する第１のミセルセット、および第１の相変化材料とは異なる第２の相変化材料を含む固体疎水性コア粒子を有する第２のミセルセットを含む。第１の相変化材料および第２の相変化材料は、実質的に同じ融点（例えば、融点の５℃以下の差、または融点の２℃以下の差、または融点の１℃以下の差）を有す。第１の相変化材料および第２の相変化材料はまた、異なる融点（例えば、融点の少なくとも１０℃の差、または融点の少なくとも２０℃の差、または融点の少なくとも５０℃の差）を有す。
【００９１】
本発明者らは、異なるパラフィンが、本開示の第２の熱管理流体において使用するために、それらの融点に基づいて選択され得ることを決定した。例えば、電池充電のような最終用途に最も関連する融点を有するパラフィンを使用することができる。固相変化材料がある温度範囲にわたって液相に入るように、それぞれが異なる融点および／または質量を有する様々な相変化材料を含むエマルジョンを提供することも可能である。この結果、本開示の第２の熱管理流体のエマルジョンは、所望に応じて、一定のまたは変化する冷却効果を提供することができる。
【００９２】
本開示の特定の実施形態では、本開示の第２の熱管理流体のエマルジョンは、エマルジョンの総重量に基づいて約１０重量％〜約６０重量％の範囲内の量の相変化材料を含む。例えば、本明細書に別段に記載されるようなエマルジョンの特定の実施形態では、相間移動材料は、約１０重量％〜約５０重量％、または約１０重量％〜約３０重量％、または約１０重量％〜約１５重量％、または約４０重量％〜約６０重量％、または約４５重量％〜約５５重量％、または約５０重量％〜約６０重量％、または約５０重量％〜約５５重量％の量で存在する。特に好ましい実施形態は、約５３．９重量％のワックス含有量を使用する。
【００９３】
上述のように、本開示の第２の熱管理流体のエマルジョンは、１つまたはそれ以上の乳化剤を含む。本発明者らは、特定の実施形態において、１つまたはそれ以上の乳化剤がミセルに実質的に結合していることを見出した。例えば、特定の実施形態において、１つまたはそれ以上の乳化剤の１重量％以下が、エマルジョンの総重量に基づいて、非結合状態（すなわち、ミセルの一部ではない）でエマルジョン中に存在する。特定の実施形態では、エマルジョンの総重量に基づいて、０．５重量％以下、または０．１重量％以下、または０．０５重量％以下、またはさらに０．０１重量％以下が、非結合状態でエマルジョン中に存在する。エマルジョンが過剰な乳化剤を実質的に含まなくなる点は、エマルジョンの表面張力を測定することによって決定することができる。臨界ミセル濃度に達し、それ以上の乳化剤分子が表面層に含まれなくなると、エマルジョンの表面張力は不連続性を示す。これは、当業者に知られている表面張力測定技術によって検出することができる。この点を決定するための別の技術には、核磁気共鳴（ＮＭＲ）技術および光学散乱技術が含まれる。これらには、非特許文献Ｊａｍｅｓ−Ｓｍｉｔｈ  ｅｔ  ａｌ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，３１０：５９０−５９８（２００７）で教示されたものが含まれる。
【００９４】
本明細書に別途記載されるような特定の望ましい実施形態では、第２の熱管理流体のエマルジョンは、泡止剤および消泡剤化合物を実質的に含まない。本発明者らは、実質的な量の泡止剤／消泡剤化合物を含まないにもかかわらず、本明細書に記載の乳化技術が、発泡しにくいエマルジョンを提供できると判断した。例えば、特定の実施形態では、本開示のエマルジョンは、エマルジョンの総重量に基づいて、１つまたはそれ以上の消泡剤および消泡化合物を２重量％以下、例えば、１重量％以下、または０．５重量％以下、または０．１重量％以下、または０．０１重量％以下、または０．００５重量％以下、またはさらに０．００１重量％以下含む。
【００９５】
金属加工流体に一般的に使用される典型的な消泡剤／泡止剤組成物は、有機変性シロキサン消泡剤、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）消泡剤、およびワックス泡止剤を含む。有機変性シロキサン消泡剤およびＰＤＭＳ消泡剤の両方は、ポリシロキサン主鎖に基づく。ＰＤＭＳ消泡剤では、メチル基と酸素のみがケイ素原子に結合している。オルガノ変性シロキサン消泡剤では、有機側鎖（エチレン−／プロピレン−オキシドのコポリマーなど）がポリシロキサン主鎖に化学的に結合しており、典型的なワックス消泡剤としては、エチレンビスステアラミド（ＥＢＳ）、パラフィンワックス、エステルワックス、および脂肪アルコールワックスが挙げられるが、これらに限定されない。消泡剤／泡止剤の各タイプでは、消泡剤／泡止剤中の疎水性固体材料によって泡が破壊され、消泡剤／泡止剤と泡の液滴との間に形成されるフィルムが破壊される。本明細書に別段に記載されるような第２の熱管理流体の特定の実施形態では、エマルジョンは、エマルジョンの総重量に基づいて、１重量％以下の有機変性シロキサン消泡剤、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）消泡剤、およびワックス泡止剤、または１つまたはそれ以上の消泡剤および泡止剤化合物を２重量％以下、例えば、１重量％以下、または０．５重量％以下、または０．１重量％以下、または０．０１重量％以下、または０．００５重量％以下、またはさらに０．００１重量％以下を含む。
【００９６】
本開示の実施形態での使用に適した乳化剤には、一般構造ヒドロカルビル基−アリール基−ポリエーテル基を有するものを含む、極性頭部分子と油溶性であるものすべてが含まれる。特に有用なワックス乳化剤は、アルキルおよびアルキルアリールエトキシレートの混合物を含むものである。特定の実施形態では、乳化剤は界面活性剤を含むことができる。当業者は、本明細書の開示に基づいて望ましい乳化剤を選択するであろう。
【００９７】
本開示の特定の実施形態では、本開示の第２の熱管理流体のエマルジョンは、エマルジョンの総重量に基づいて約０．１重量％〜約１０重量％の範囲内の量で１つ以上の乳化剤を含む。例えば、本明細書に別途記載されるような第２の熱管理流体のエマルジョンは、特定の実施形態において、１つまたはそれ以上の乳化剤は、エマルジョンの総重量に基づいて、約０．１重量％〜約８重量％、または約０．１重量％〜約５重量％、または約０．１重量％〜約２重量％、または約０．１重量％〜約１重量％、または約０．２重量％〜約１０重量％、または約０．２重量％〜約８重量％、または約０．２重量％〜約５重量％、または約０．２重量％〜約２重量％、または約０．２重量％〜約１重量％、または約０．５重量％〜約１０重量％、または約０．５重量％〜約８重量％、または約０．５重量％〜約５重量％、または約０．５重量％〜約２重量％、または約１重量％〜約１０重量％、または約１重量％〜約８重量％、または約１重量％〜約５重量％、または約２重量％〜約１０重量％、または約２重量％〜約８重量％、または約２重量％〜約５重量％の量で存在する。当業者が理解するように、１つまたはそれ以上の乳化剤の量は、水晶体交換材料の重量％で直接計測可能である。
【００９８】
当業者が理解するように、相変化材料の量と乳化剤の量との比率は、ミセルサイズを決定する因子である。本明細書に別途記載される第２の熱管理流体の特定の実施形態では、相変化材料の量と乳化剤の量との重量比は、約１〜約１０、または約１〜８、または約２〜１０の範囲である。
【００９９】
本開示の第２の熱管理流体の特定の実施形態における水性キャリア流体は、水であってもよい。特定の実施形態では、水性キャリア流体は、水であってもよく、グリセロール、メタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、およびジエチレングリコールのうちの１つまたはそれ以上であってもよく、特定の実施形態では、グリセロール、メタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、およびジエチレングリコールのうちの１つまたはそれ以上は、水性キャリア流体の総重量に基づいて約１〜１０重量％の量で存在する。
【０１００】
当業者が理解するように、本開示の第２の熱管理流体はまた、熱管理用途のための組成物において従来のものなど、様々な別の構成要素を含むことができる。例としては、腐食防止剤、酸化防止剤（フェノール系およびアミン系酸化防止剤など）、流動点降下剤、消泡剤、粘度指数調整剤、防腐剤、殺生物剤、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、腐食防止剤、酸化防止剤（フェノール系およびアミン系酸化防止剤など）、流動点降下剤、消泡剤、粘度指数調整剤、防腐剤、殺生物剤、およびそれらの組み合わせは、例えば、第２の熱管理流体の総重量に基づいて５．０重量％までの量で存在する。特定のそのような実施形態では、腐食防止剤、酸化防止剤（フェノール系およびアミン系酸化防止剤など）、流動点降下剤、消泡剤、粘度指数改質剤、防腐剤、殺生物剤、およびそれらの組み合わせのうちの１つまたはそれ以上は、第２の熱管理流体の総重量に基づいて、０．１重量％〜５．０重量％、または１．０重量％〜２．０重量％、または０．１重量％〜１．０重量％の範囲の量で存在する。
【０１０１】
当業者は、様々な別の構成要素が、本開示の第２の熱管理流体中に存在し得ることを理解するであろう。
【０１０２】
当業者は、例えば、システムを通して都合よく伝導されるように、所望の粘度を有する第２の熱管理流体を提供するための部品を選択する。開示の特定の実施形態において、開示の第２の熱管理流体は、ＡＳＴＭ  ０４５５に従って測定して、４０℃で１．５〜６０ｃＳｔ、例えば１．５〜５０ｃＳｔ、または１．５〜４０ｃＳｔ、または１．５〜２０ｃＳｔ、または１．５〜１０ｃＳｔ、または３〜６０ｃＳｔ、または３〜５０ｃＳｔ、または３〜４０ｃＳｔ、または３〜２０ｃＳｔ、または５〜６０ｃＳｔ、または５〜４０ｃＳｔ、または５〜２０ｃＳｔ、または１０〜６０ｃＳｔ、または１０〜４０ｃＳｔで動粘度を有し得る。
【０１０３】
本開示の特定の実施形態では、本開示の第２の熱処理液は、２５℃で少なくとも１Ｊ／ｇ・Ｋ、または少なくとも１．２Ｊ／ｇ・Ｋ、さらには少なくとも１．５Ｊ／ｇ・Ｋの熱容量を有する。本開示の特定の実施形態では、本開示の第２の熱処理液は、２５℃で１Ｊ／ｇ・Ｋ〜４．５Ｊ／ｇ・Ｋの熱容量を有する。例えば、本明細書に別途記載される第２の熱処理液の特定の実施形態では、２５℃で、１Ｊ／ｇ・Ｋ〜４Ｊ／ｇ・Ｋ、または１Ｊ／ｇ・Ｋ〜３Ｊ／ｇ・Ｋ、または１Ｊ／ｇ・Ｋ〜２Ｊ／ｇＫ、または１Ｊ／ｇ・Ｋ〜１．５Ｊ／ｇ・Ｋ、または１．５Ｊ／ｇ・Ｋ〜４Ｊ／ｇ・Ｋ、または１．５Ｊ／ｇ・Ｋ〜３．５Ｊ／ｇ・Ｋ、１．５Ｊ／ｇ・Ｋ〜３Ｊ／ｇ・Ｋ、１．５Ｊ／ｇ・Ｋ〜２Ｊ／ｇ・Ｋ、２Ｊ／ｇ・Ｋ〜４Ｊ／ｇ・Ｋ、２Ｊ／ｇ・Ｋ〜３．５Ｊ／ｇ・Ｋ、または２Ｊ／ｇ・Ｋ〜３Ｊ／ｇ・Ｋの熱容量を有する。
【０１０４】
開示の特定の実施形態では、開示の第２の熱管理液は、４０℃で０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ〜１Ｗ／ｍ・Ｋの範囲の熱伝導率を有する。例えば、本明細書に別途記載されているような第２の熱管理流体の特定の実施形態では、４０℃で０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ〜１Ｗ／ｍ・Ｋ、または０．５Ｗ／ｍ・Ｋ〜１Ｗ／ｍ・Ｋ、または０．７５Ｗ／ｍ・Ｋ〜１Ｗ／ｍ・Ｋ、または０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋの範囲の熱伝導率を有する。
【０１０５】
上記の相変化材料含有エマルジョンは、第２の熱管理流体を使用するのに特に魅力的であるが、別の実施形態では、異なる材料を使用することができる。例えば、特定の実施形態では、本開示の第２の熱管理流体は、第１の熱管理流体に関して上述したものとすることができる。例えば、特定の実施形態では、第２の熱管理流体は、上述のように１つまたはそれ以上の誘電性流体および１つまたはそれ以上のハロカーボンを含むことができ、または第２の熱管理流体は、上述のように当技術分野で一般に使用される別の誘電性冷却剤を含むことができる。特定の別の実施形態では、第２の熱管理流体は、１つまたはそれ以上のアルキレングリコールを含むことができる。いくつかの好ましいアルキレングリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、およびブイレングリコールが挙げられ、これらは、単独でまたは混合物として使用され得る。例えば、グリコールは水との混合物であってもよい。例えば、特定の実施形態では、第２の熱管理流体は、１つまたはそれ以上のグリコールおよび水を含むか、または本質的に含む（例えば、第２の熱管理流体の総重量の少なくとも７５重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％、またはさらには少なくとも９８重量％が、１つまたはそれ以上のグリコールおよび水から構成される）。
【０１０６】
上述のように、本開示の方法およびシステムはまた、第３の熱管理流体を含んでもよい。特定の実施形態では、本開示の第３の熱管理流体は、第１の熱管理流体または第２の熱管理流体に関して上述した熱流体のいずれか１つと同じであってもよい。
【０１０７】
本開示は様々な例示的な実施形態を含むが、これらに限定されない。
【０１０８】
実施形態１は、
電気熱源と、
第１の部分および第２の部分を有する第１の熱交換器と、
熱源と実質的に熱接触する第１の流体回路であって、熱源と第１の熱交換器の第１の部分との間で第１の熱管理流体を循環させるように構成され、ここで、第１の流体回路は、熱源から熱を吸収することができ、また、第１の熱交換器内で熱を放散できる第１の熱管理流体であるように構成され、および
第２の流体回路であって、第２の熱管理流体を第１の熱交換器の第２の部分の上を通過させてそこから熱を吸収するように構成され、
（ａ）第１の熱管理流体は、
６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、
それぞれが３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有し、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上のハロカーボンとを備え、
ここで、１つまたはそれ以上のハロカーボンが第１の熱管理流体中に均一に分散されていて、
誘電性熱管理流体は、２５℃で少なくとも１．５の誘電率を有し、
第１の熱管理流体の引火点は、１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点を超えている、
および／または
（ｂ）第２の熱管理流体は、
水性キャリア流体と、
水性キャリア流体内のミセルの分散液とを含み、ここで、各ミセルは、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料を含む固体疎水性コア粒子と、固体疎水性コア粒子の周囲にミセルシェルを形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含むシステムを提供する。
【０１０９】
実施形態２は、第１の回路が、第１の流体を循環させるように構成された第１のポンプを備える実施形態１のシステムを提供する。
【０１１０】
実施形態３は、第１の流体回路は、熱源の周囲および／または熱源を通って延在し、熱源との熱接触を提供する第１の導管を備える実施形態１または２のシステムを提供する。
【０１１１】
実施形態４は、第２の流体回路と実質的に熱接触する第２の熱交換器をさらに備え、第２の熱交換器は、第２の流体回路から熱を放散するように構成される実施形態１〜３のいずれかのシステムを提供する。
【０１１２】
実施形態５は、第２の回路は、第２の熱管理流体を循環させるように構成された第２のポンプを備える実施形態１〜５のいずれかのシステムを提供する。
【０１１３】
実施形態６は、第１の流体回路が、第１の熱管理流体から（例えば、第１の熱管理流体のハロカーボン部品の気化から）蒸気を受け取るように構成された膨張チャンバを備える実施形態１〜５のいずれかのシステムを提供する。
【０１１４】
実施形態７は、第１の部分と第２の部分とを有する第３の熱交換器をさらに備える、実施形態６のシステムを提供し、ここで、第３の熱交換器の第１の部分は、膨張チャンバから熱を吸収するように構成され、第３の熱交換器の第２の部分は、第３の熱交換器の第１の部分から熱を放散するように構成される。
【０１１５】
実施形態８は、第２の流体回路は、第３の熱交換器の第２の部分を備え、ここで、第３の熱交換器の第２の部分は、第３の熱交換器の第２の部分を通して膨張チャンバから熱を吸収することができ、第２の熱交換器内の熱を放散することができる第２の熱管理流体を受け取るように構成される実施形態７のシステムを提供する。
【０１１６】
実施形態９は、第３の熱交換器の第２の部分と第４の熱交換器との間で第３の熱管理流体を循環させるように構成された第３の流体回路をさらに備え、ここで、第３の流体回路は、第３の熱管理流体が第３の熱交換器の第２の部分を通して膨張チャンバから熱を吸収することができ、第４の熱交換器内の熱を放散することができるように構成される。
【０１１７】
実施形態１０は、第３の熱管理流体は、第１の熱管理流体と同じであるか、第２の熱管理流体と同じである実施形態９のシステムを提供する。
【０１１８】
実施形態１１は、第３の回路は、第３の流体を循環させるように構成された第３のポンプを備える実施形態９または実施形態１０のシステムを提供する。
【０１１９】
実施形態１２は、電気熱源が、複数の電気化学セル（例えば、リチウムイオン電気化学セルなどの充電式電気化学セル）を含むバッテリ（例えば、充電式バッテリ）である実施形態１１のシステムを提供する。
【０１２０】
実施形態１３は、
第１の流体回路内および電気熱源と第１の熱交換器の第１の部分との間で第１の熱管理流体を循環させることと、
熱源からの第１の熱管理流体内の熱エネルギを吸収することと、
第１の熱管理流体からの熱エネルギを第１の熱交換器へ放散することと、
第２の流体回路内および第１の熱交換器の第２の部分にわたって第２の熱管理流体を循環させることと、
前記第１の交換器から前記第２の熱管理流体に熱を吸収することと、を含み、
ここで、
（ａ）第１の熱管理流体は、
６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、
それぞれが３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有し、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上のハロカーボンであって、
ここで、１つまたはそれ以上のハロカーボンが第１の熱管理流体中に均一に分散されていて、
誘電性熱管理流体は、２５℃で少なくとも１．５の誘電率を有し、
第１の熱管理流体の引火点は、１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点を超え、
および／または
（ｂ）第２の熱管理流体は、
水性キャリア流体と、
水性キャリア流体内のミセルの分散液とを含み、ここで、各ミセルは、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料を含む固体疎水性コア粒子と、固体疎水性コア粒子の周囲にミセルシェルを形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含む方法を提供する。
【０１２１】
実施形態１４は、第１の熱交換器から第２の熱管理流体内の熱エネルギを吸収することと、
第２の熱管理流体から第２の熱交換器内に熱エネルギを放散することとをさらに含む実施形態１３の方法を提供する。
【０１２２】
実施形態１５は、第１の熱管理流体から（例えば、第１の熱管理流体のハロカーボン成分の気化から）第１の回路の膨張チャンバ内で蒸気を受け取ることをさらに含む実施形態１３または１４記載の方法を提供する。
【０１２３】
実施形態１６は、膨張チャンバから第３の熱交換器にエネルギを吸収することをさらに含む実施形態１５に記載の方法を提供する。
【０１２４】
実施形態１７は、膨張チャンバからのエネルギの吸収がハロカーボンの蒸気を凝縮させる実施形態１６に記載の方法を提供する。
【０１２５】
実施形態１８は、第３熱交換器内の第２熱管理流体を循環させて、第３熱交換器からの熱エネルギを第２熱管理流体に吸収させることをさらに含む実施形態１６または１７に記載の方法を提供する。
【０１２６】
実施形態１９は、第３の流体回路内で第３の熱管理流体を循環させ、第３の熱交換器からの熱エネルギを第３の熱管理流体に吸収する工程をさらに含む実施形態１６または１７に記載の方法を提供する。
【０１２７】
実施形態２０は、第３の熱管理流体から第４の熱交換器に熱エネルギを放散する工程をさらに含む実施形態１９に記載の方法を提供する。
【０１２８】
実施形態２１は、熱源からの熱エネルギが、第１の熱管理流体の１つまたはそれ以上のハロカーボンを気化させることによって吸収される実施形態１３〜２０のいずれかに記載の方法を提供する。
【０１２９】
実施形態２２は、電気熱源は、バッテリパック、キャパシタ、インバータ、電気ケーブル配線、燃料電池、モータ、またはコンピュータを含む実施形態１３〜２１のいずれかに記載の方法を提供する。
【０１３０】
実施形態２３は、
（ａ）第１の熱管理流体は、
６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、
それぞれが３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有し、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上のハロカーボンとを含み、
ここで、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、第１の熱管理流体中に均一に分散され、
誘電性熱管理流体は、２５℃で少なくとも１．５の誘電率を有し、
第１の熱管理流体の引火点は、１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点よりも高いことを含む実施形態１〜２２のいずれかに記載の方法またはシステムを提供する。
【０１３１】
実施形態２４は、１つまたはそれ以上の誘電性流体のそれぞれが、脂肪族誘電性流体（例えば、Ｃ１４−Ｃ５０アルキル、Ｃ１４−Ｃ５０アルケニル、Ｃ１４−Ｃ５０アルキニル、ポリ−α−オレフィンなどのポリオレフィン）、脂肪族誘電性流体酸素化物（例えば、ケトン、エーテル、エステル、またはアミド）、芳香族誘電性流体（例えば、ジエチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、１−アルキルナフタレン、２−アルキルナフタレン、ジベンジルトルエン、およびアルキル化ビフェニルなどのジアルキルベンゼン）、芳香族誘電性流体酸素化物（例えば、ケトン、エーテル、エステル、またはアミド）、シリコーン（例えば、シリコーン油およびシリケートエステル）、ならびにそれらの任意の組み合わせから選択される実施形態２３に記載の方法またはシステムを提供する。
【０１３２】
実施形態２５は、１つまたはそれ以上の誘電性流体のそれぞれが、Ｃ１４−Ｃ５０アルキル、ポリオレフィン、およびそれらの任意の組み合わせから選択される実施形態２３に記載の方法またはシステムを提供する。
【０１３３】
実施形態２６は、１つまたはそれ以上の誘電性流体のそれぞれが鉱油またはシリコーン油である実施形態２３に記載の方法またはシステムを提供する。
【０１３４】
実施形態２７は、熱管理流体の総重量に基づいて、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、７０重量％〜９９．９重量％、または７５重量％〜９９．９重量％、または８０重量％〜９９．９重量％、または８５重量％〜９９．９重量％、または９０重量％〜９９．９重量％、または９５重量％〜９９．９重量％、または６５重量％〜９９重量％、または７０重量％〜９９重量％、または７５重量％〜９９重量％、または８０重量％〜９９重量％、または８５重量％〜９９重量％、または９０重量％〜９９重量％、または９５重量％〜９９重量％の総量で存在する実施形態２３〜２６のいずれかに記載の方法またはシステムを提供する。
【０１３５】
実施形態２８は、熱管理流体の総重量に基づいて、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、６５重量％〜９８重量％、例えば、７０重量％〜９９重量％、または７５重量％〜９８重量％、または８０重量％〜９８重量％、または８５重量％〜９８重量％、または９０重量％〜９８重量％、または９５重量％〜９８重量％、または６５重量％〜９５重量％、または７０重量％〜９５重量％、または７５重量％〜９５重量％、または８０重量％〜９５重量％、または８５重量％〜９５重量％、または９０重量％〜９５重量％の総量で存在する実施形態２３〜２６のいずれかに記載の方法またはシステムを提供する。
【０１３６】
実施形態２９は、熱管理流体の総重量に基づいて、１つまたはそれ以上の誘電性流体は、６５重量％〜９０重量％、例えば、７０重量％〜９０重量％、または７５重量％〜９０重量％、または８０重量％〜９０重量％、または８５重量％〜９０重量％、または６５重量％〜８５重量％、または７０重量％〜８５重量％、または７５重量％〜８５重量％、または８０重量％〜８５重量％、または６５重量％〜８０重量％、または７０重量％〜８０重量％、または７５重量％〜８０重量％の総量で存在する実施形態２３〜２６のいずれかに記載の方法またはシステムを提供する。
【０１３７】
実施形態３０は、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは３０℃〜１００℃、または３０℃〜９０℃、または３０℃〜８５℃、または３０℃〜８０℃、または３０℃〜７５℃、または３０℃〜７０℃の範囲の沸点を有する実施形態２３〜２９のいずれかに記載の方法またはシステムを提供する。
【０１３８】
実施形態３１は、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、４０℃〜１５０℃、例えば、５０℃〜１５０℃、または６０℃〜１５０℃、または７０℃〜１５０℃、または８０℃〜１５０℃、または９０℃〜１５０℃、または１００℃〜１５０℃、または１１０℃〜１５０℃、または４０℃〜１００℃、または５０℃〜１００℃、または６０℃〜１００℃、または７０℃〜１００℃、または８０℃〜１００℃、または４０℃〜９０℃、または５０℃〜９０℃、または６０℃〜９０℃、または４０〜８５℃、または４５℃〜８５℃、または５０℃〜８５℃、または６０〜８５℃、または４０〜８０℃、または４５〜８０℃、または５０〜８０℃、または６０〜８０℃、または４０〜７５℃、または４５〜７５℃、または５０〜７５℃、または６０〜７５℃、または４０〜７０℃、または４５〜７０℃、または５０〜７０℃、または６０〜７０℃、または６５〜７５℃の範囲の沸点を有する実施形態２３〜２９のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１３９】
実施形態３２は、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、３０℃〜５０℃の範囲の沸点を有する第１のハロカーボンと、８０℃〜１１０℃の範囲の沸点を有する第２のハロカーボンとを含む実施形態２３〜２９のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１４０】
実施形態３３は、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、そのハロゲンとして、１つまたはそれ以上の塩素、フッ素および臭素を含む実施形態２３〜３２のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１４１】
実施形態３４は、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、フルオロカーボン、クロロカーボン、およびクロロフルオロカーボンから選択される実施形態２３〜３２のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１４２】
実施形態３５は、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、フルオロカーボンおよびクロロカーボン（例えば、ジクロロメタンなど）を含む実施形態２３〜３２のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１４３】
実施形態３６は、１つまたはそれ以上のハロカーボンの少なくとも１つは、クロロアルカンおよびそれらの酸素化物（例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、および１，１，１−トリクロロエタン）、クロロアルケンおよびそれらの酸素化物（例えば、トランス−１，２−ジクロロエチレンおよびｃｉｓ−１，２−ジクロロエチレン）、ならびにクロロ芳香族化合物から選択されるクロロカーボンである実施形態２３〜３５のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１４４】
実施形態３７は、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれはフルオロカーボンである実施形態２３〜３２のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１４５】
実施形態３８は、１つまたはそれ以上のハロカーボンのうちの少なくとも１つは、フルオロアルカンおよびその酸素化物（例えば、ペルフルオロペンタン、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロヘプタン、ペルフルオロシクロヘキサン、ペルフルオロメチルシクロヘキサン、２Ｈ，３Ｈ−ペルフルオロペンタン、ペルフルオロ（２−メチル−３−ペンタノン）、メチルノナフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、メトキシ−ノナフルオロブタン、エトキシ−ノナフルオロブタン、テトラデカフルオロ−２−メチルヘキサン−３−オン、およびテトラデカフルオロ−２，４−ジメチルペンタン−３−オン、３−メトキシペルフルオロ（２−メチルペンタン）、３−エトキシペルフルオロ（２−メチルペンタン）など）、フルオロアルケンおよびその酸素化物（例えば、ペルフルオロヘキセンなど）、ならびにフルオロ芳香族化合物（例えば、ペルフルオロベンゼンなど）から選択されるフルオロカーボンである実施形態２３〜３７のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１４６】
実施形態３９は、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、ＡＳＴＭ  Ｄ５６に従って測定して、測定可能な引火点、または少なくとも９０℃、例えば少なくとも９５℃、または少なくとも１００℃、または少なくとも１１０℃、または少なくとも１５０℃、またはさらには少なくとも２００℃の引火点を有さない実施形態２３〜３９のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１４７】
実施形態４０は、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の重量に基づいて、０．１重量％〜３０重量％、または０．１重量％〜２５重量％、または０．１重量％〜２０重量％、または０．１重量％〜１５重量％、または０．１重量％〜１０重量％、または０．１重量％〜５重量％、または０．１重量％〜１重量％の総量で存在する実施形態２３〜３９のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１４８】
実施形態４１は、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の総重量に基づいて、１重量％〜３５重量％、または１重量％〜３０重量％、または１重量％〜２５重量％、または１重量％〜２０重量％、または１重量％〜１５重量％、または１重量％〜１０重量％、または１重量％〜５重量％の総量で存在する実施形態２３〜３９のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１４９】
実施形態４２は、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の総重量に基づいて、２重量％〜３５重量％、または２重量％〜３０重量％、または２重量％〜２５重量％、または２重量％〜２０重量％、または２重量％〜１５重量％、または２重量％〜１０重量％、または２重量％〜５重量％の総量で存在する実施形態２３〜３９のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１５０】
実施形態４３は、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の総重量に基づいて、５重量％〜３５重量％、または５重量％〜３０重量％、または５重量％〜２５重量％、または５重量％〜２０重量％、または５重量％〜１５重量％、または５重量％〜１０重量％の総量で存在する実施形態２３〜３９のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１５１】
実施形態４４は、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、熱管理流体の総重量に基づいて、１０重量％〜３５重量％、または１０重量％〜３０重量％、または１０重量％〜２５重量％、または１０重量％〜２０重量％、または１０重量％〜１５重量％、または１５重量％〜３５重量％、または１５重量％〜３０重量％、または１５重量％〜２５重量％、または１５重量％〜２０重量％、または２０重量％〜３５重量％、または２０重量％〜３０重量％、または２０重量％〜２５重量％の総量で存在する実施形態２３〜３９のいずれかに記載の方法またはシステムを提供する。
【０１５２】
実施形態４５は、（ａ）第１の熱管理流体は、腐食防止剤、酸化防止剤（フェノール系およびアミン系酸化防止剤など）、流動点降下剤、消泡剤、粘度指数調整剤、防腐剤、殺生物剤、界面活性剤、シール膨潤添加剤、およびそれらの組み合わせを、例えば、０．５重量％まで、１．０重量％まで、または５．０重量％までの量でさらに含む実施形態２３〜４４のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１５３】
実施形態４６は、熱管理流体中の１つまたはそれ以上の誘電性流体および１つまたはそれ以上のハロカーボンの合計量は少なくとも８０％、例えば少なくとも８５％である実施形態２３〜４５のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１５４】
実施形態４７は、熱管理流体中の１つまたはそれ以上の誘電性流体および１つまたはそれ以上のハロカーボンの合計量は、少なくとも９０％、少なくとも９５％、または少なくとも９８％である実施形態２３〜４５のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１５５】
実施形態４８は、第１の熱管理流体は、鉱油、変圧器油、エンジニアリング油、シリコーン油、およびフルオロカーボン油から選択される１つまたはそれ以上の誘電性流体を含む実施形態１〜２２のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１５６】
実施形態４９は、
（ｂ）第２の熱管理流体は、
水性キャリア流体と、
水性キャリア流体内のミセルの分散液とを含み、ここで、各ミセルが、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料を含む固体疎水性コア粒子と、固体疎水性コア粒子の周囲にミセルシェルを形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含む実施形態１〜４８のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１５７】
実施形態５０は、ミセルは、０．１μｍ〜１．５μｍ、または０．１μｍ〜１μｍ、または０．１μｍ〜０．８μｍ、または０．１μｍ〜０．６μｍ、または０．１μｍ〜０．５μｍ、または０．１μｍ〜０．４μｍ、または０．２μｍ〜１μｍ、または０．２μｍ〜０．８μｍ、または０．２μｍ〜０．６μｍ、または０．２μｍ〜０．５μｍ、または０．２μｍ〜０．４μｍ、または０．４μｍ〜１μｍ、または０．４μｍ〜０．８μｍ、または０．４μｍ〜０．６μｍ、または０．４μｍ〜０．５μｍ、または０．３〜０．５μｍ、または０．３５μｍ〜０．４５μｍの範囲の平均粒径を有する実施形態４９の方法またはシステムを提供する。
【０１５８】
実施形態５１は、１つまたはそれ以上の乳化剤は、ミセルに実質的に結合され、例えば、１つまたはそれ以上の乳化剤の５重量％未満が、非結合状態で、またはエマルジョンの総重量に基づいて２重量％未満、または１重量％未満、または０．１重量％未満、または０．０１重量％未満、またはさらに０．００１重量％未満で水溶液中に存在する５０の実施形態４９の方法またはシステムを提供する。
【０１５９】
実施形態５２は、相変化材料は蝋質材料である実施形態４９〜５１のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１６０】
実施形態５３は、相変化材料はパラフィンである実施形態４９〜５２のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１６１】
実施形態５４は、相変化材料は１−シクロヘキシルオクタデカン、４−ヘプタカノン、キノン、ベンザミド、またはそれらの混合物である実施形態４９〜５２のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１６２】
実施形態５５は、相変化材料は、少なくとも３０℃、例えば、少なくとも５０℃、または少なくとも７０℃、または３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する実施形態４９〜５４のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１６３】
実施形態５６は、ミセルは１つの相変化材料を含む実施形態４９〜５５のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１６４】
実施形態５７は、ミセルは、第１の相変化材料を含む固体疎水性コア粒子を有する第１のセットのミセルと、第１の相変化材料とは異なる第２の相変化材料を含む固体疎水性コア粒子を有する第２のセットのミセルとを含む実施形態４９〜５６のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１６５】
実施形態５８は、相変化材料は、エマルジョンの総重量に基づいて、１重量％〜７０重量％、例えば、１重量％〜５０重量％、または１重量％〜３０重量％、または１重量％〜１５重量％、または１重量％〜１０重量％、または１重量％〜５重量％、または２重量％〜７０重量％、または２重量％〜５０重量％、または２重量％〜３０重量％、または２重量％〜１５重量％、または２重量％〜１０重量％、または５重量％〜７０重量％、または５重量％〜５０重量％、または５重量％〜３０重量％、または５重量％〜１５重量％、または１０重量％〜７０重量％、または１０重量％〜５０重量％、または１０重量％〜３０重量％、または２０重量％〜７０重量％、または２０重量％〜５０重量％、または４０重量％〜７０重量％の量で組成物中に存在する実施形態４９〜５７のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１６６】
実施形態５９は、１つまたはそれ以上の乳化剤は、ヒドロカルビル基−アリール基−ポリエーテル基の構造を有する分子からなる群から選択される実施形態４９〜５８のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１６７】
実施形態６０は、第１の熱管理流体および／または第２の熱管理流体が、独立して、２５℃で少なくとも１Ｊ／ｇ・Ｋの熱容量を有する実施形態２３〜５９のいずれかに記載の方法またはシステムを提供する。
【０１６８】
実施形態６１は、第１の熱管理流体および／または第２の熱管理流体は、独立して、４０℃で、０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ〜１Ｗ／ｍ・Ｋの範囲の熱伝導率を有する実施形態２３〜６０のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１６９】
実施形態６２は、第１の熱管理流体および／または第２の熱管理流体は、４０℃で、３〜４０ｃＳｔの動粘度を有する実施形態２３〜６１のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１７０】
実施形態６３は、
第２の熱管理流体は、
６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、および
それぞれが３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有し、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上のハロカーボンとを含み、
ここで、１つまたはそれ以上のハロカーボンが第１の熱管理流体中に均一に分散されていて、
前記誘電性熱管理流体は、少なくとも２５℃で１．５の誘電率を有し、および
第１の熱管理流体の引火点が１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点より高い実施形態１〜４８のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１７１】
実施形態６４は、１つまたはそれ以上の誘電性流体のそれぞれは、脂肪族誘電性流体（例えば、Ｃ１４−Ｃ５０アルキル、Ｃ１４−Ｃ５０アルケニル、Ｃ１４−Ｃ５０アルキニル、ポリ−α−オレフィンなどのポリオレフィン）、脂肪族誘電性流体酸素化物（例えば、ケトン、エーテル、エステル、またはアミド）、芳香族誘電性流体（例えば、ジエチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、１−アルキルナフタレン、２−アルキルナフタレン、ジベンジルトルエン、およびアルキル化ビフェニルなどのジアルキルベンゼン）、芳香族誘電性流体酸素化物（例えば、ケトン、エーテル、エステル、またはアミド）、シリコーン（例えば、シリコーン油およびシリケートエステル）、およびそれらの任意の組み合わせから選択され、またはここで、１つまたはそれ以上の誘電性流体のそれぞれがＣ１４−Ｃ５０アルキル、ポリオレフィン、およびそれらの任意の組み合わせから選択されるか、またはここで、１つまたはそれ以上の誘電性流体のそれぞれが鉱油またはシリコーン油である実施形態６３に記載の方法またはシステムを提供する。
【０１７２】
実施形態６５は、１つまたはそれ以上のハロカーボンは、３０℃〜５０℃の範囲の沸点を有する第１のハロカーボンと、８０℃〜１１０℃の範囲の沸点を有する第２のハロカーボンとを含む実施形態６３または６４の方法またはシステムを提供する。
【０１７３】
実施形態６６は、１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、そのハロゲンとして、１つまたはそれ以上の塩素、フッ素および臭素を含み、または１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれは、フルオロカーボン、クロロカーボン、およびクロロフルオロカーボンから選択され、または１つ以上のハロカーボンは、フルオロカーボンおよびクロロカーボン（ジクロロメタンなど）を含む実施形態６３〜６５のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１７４】
実施形態６７は、１つまたはそれ以上のハロカーボンのうちの少なくとも１つが、クロロアルカンおよびその酸素化物（例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、および１，１，１−トリクロロエタンなど）、クロロアルケンおよびその酸素化物（例えば、ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレン、およびｃｉｓ−１，２−ジクロロエチレンなど）、ならびにクロロ芳香族化合物から選択されるクロロカーボンであり、または１つまたはそれ以上のハロカーボンのそれぞれがフルオロカーボンであり、または１つまたはそれ以上のハロカーボンのうちの少なくとも１つが、フルオロアルカンおよびその酸素化物（例えば、ペルフルオロペンタン、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロヘプタン、ペルフルオロシクロヘキサン、ペルフルオロメチルシクロヘキサン、２Ｈ，３Ｈ−ペルフルオロペンタン、ペルフルオロ（２−メチル−３−ペンタノン）、メチルノナフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、メトキシ−ノナフルオロブタン、エトキシ−ノナフルオロブタン、テトラデカフルオロ−２−メチルヘキサン−３−オン、およびテトラデカフルオロ−２，４−ジメチルペンタン−３−オン、３−メトキシペルフルオロ（２−メチルペンタン）、３−エトキシペルフルオロ（２−メチルペンタン）など）、フルオロアルケンおよびその酸素化物（例えば、ペルフルオロヘキセンなど）、ならびにフルオロ芳香族化合物（例えば、ペルフルオロベンゼンなど）から選択されるフルオロカーボンである実施形態６３〜６５のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１７５】
実施形態６８は、第２の熱管理流体は、鉱油、変圧器油、エンジニアリング油、シリコーン油、およびフルオロカーボン油から選択される１つまたはそれ以上の誘電性流体を含む実施形態１〜４８のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１７６】
実施形態６９は、
第２の熱管理流体は、１つまたはそれ以上のグリコールおよび水を含む（例えば、第２の熱管理流体の総重量の少なくとも７５重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％、またはさらには少なくとも９８重量％が、１つまたはそれ以上のグリコールおよび水から構成される）実施形態１〜４８のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１７７】
実施形態７０は、
（ａ）第１の熱管理流体は、
６５重量％〜９９．９重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上の誘電性流体と、
それぞれが３０℃〜１５０℃の範囲の沸点を有し、０．１重量％〜３５重量％の範囲の総量で存在する１つまたはそれ以上のハロカーボンとを含み、
ここで、１つまたはそれ以上のハロカーボンが第１の熱管理流体中に均一に分散されていて、
前記誘電性熱管理流体は、少なくとも２５℃で１．５の誘電率を有し、
第１の熱管理流体の引火点が１つまたはそれ以上のハロカーボンの沸点より高く、
（ｂ）第２の熱管理流体は、
水性キャリア流体と、
水性キャリア流体内のミセルの分散液とを含み、ここで、各ミセルは、３０℃〜１００℃の範囲の融点を有する相変化材料を含む固体疎水性コア粒子と、固体疎水性コア粒子の周囲にミセルシェルを形成する１つまたはそれ以上の乳化剤とを含む実施形態１〜６７のいずれかの方法またはシステムを提供する。
【０１７８】
当業者には、本開示の範囲から逸脱することなく、ここに記載されたシステムおよび方法に様々な修正および変更を加えることができることが明らかであろう。したがって、本開示は、本発明のそのような修正および変形を、それらが添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内に入る限り、包含することが意図される。
【０１７９】
本明細書に記載された例および実施形態は、例示の目的のためだけのものであり、それらに照らして様々な修正または変更が当業者に示唆され、添付の特許請求の範囲の本出願の精神および範囲内に組み込まれるべきであることが理解される。本明細書に引用される全ての刊行物、特許、および特許出願は、全ての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【図１Ａ】
2021529413.tif 000003
【図１Ｂ】
2021529413.tif 000004
【図２】
2021529413.tif 000005
【図３Ａ】
2021529413.tif 000006
【図３Ｂ】
2021529413.tif 000007
【図４】
2021529413.tif 000008
【図５】
2021529413.tif 000009
【国際調査報告】
2021529413.tif 000010
2021529413.tif 000011