[发明专利]组合物

说明书

本发明提供一种组合物，所述组合物包含(a)约6至约18重量％的R‑1132a，(b)约5至约35重量％的R‑32，和(c)约47至约89重量％的R‑1234yf。还提供这种组合物在车辆，优选电动车辆的热泵系统中作为工作流体的用途。

本发明涉及一种制冷剂组合物，并且更具体地涉及一种包含1,1-二氟乙烯(R-1132a)、二氟甲烷(R-32)和2,3,3,3-四氟丙烯(R-1234yf)的制冷剂组合物，它可用于移动或汽车热管理系统，例如热泵和空气调节系统，尤其是用于电动车辆的系统。

本说明书中对先前公开的文件或任何背景的列举或讨论不应必然地被视为是承认文件或背景是现有技术的一部分或者是公知常识。

除非另有说明，否则应当理解的是，如本文所用的术语“电动车辆”既指纯电动车辆，也指将电力用作若干种推进手段之一的车辆，如混合车辆。

装有内燃机(ICE)作为主要推进系统的汽车通常还具有空气调节系统以通过冷却和除湿空气来为乘客提供舒适感。此类汽车通过使用来自发动机的废热加热机舱空气以在低温环境中为乘客提供暖气。

相比之下，电动车辆(EV)不具有足够数量的高温热源来提供类似的机舱加热。相反，必须通过在电阻加热系统中使用电池能量或通过使用热泵回收和升级来自其他来源的热量来实现乘客加热。由于EV乘客也需要在温暖的温度下冷却，一个常见的策略是将空气调节系统反向用作热泵以在适当的温度下为机舱空气提供部分或全部所需的热量。虽然使用热泵架构的成本更高，但它可以帮助减少乘客加热的整体功耗。

尽管如此，众所周知，乘客的热舒适性要求会显著降低EV在冬季(提供暖气)和夏季(提供空气调节)的有效行驶里程。因此，提高车辆供加热和空气调节的能源效率将有助于减少电动车辆用户所谓的“里程焦虑”。

现有用于移动空气调节的制冷剂有：1,1,1,2-四氟乙烷(R-134a)、2,3,3,3-四氟丙烯(R-1234yf)和二氧化碳(CO₂，R-744)。

R-134a具有1430的全球变暖潜能值(GWP)，并逐渐被R-1234yf(约1的GWP)淘汰，以满足新的EU F-Gas法规，该法规要求新的移动空气调节(MAC)系统应使用GWP小于150的制冷剂。尽管R-134a和R-1234yf都在空气调节系统(无论是用于ICE或EV车辆)中提供良好且节能的性能，它们在用于EV的“热泵模式”下工作的能力有限。

环境空气温度可低至-25℃至-30℃。如果环境温度高于约-10℃，则使用R-134a和/或R-1234yf可能是有利的；然而，低于此温度时，它们相对较低的蒸气压会降低系统的容量，也会降低热泵的能效。

二氧化碳目前仅用于少数ICE车辆，因为它需要高压设备(导致成本高于使用R-1234yf的系统组件)，并且它在较高环境温度下的空气调节运行中提供较差的能源效率。

还提倡使用高度易燃的制冷剂，例如1,1-二氟乙烷(R-152a)或丙烷，并结合“二级回路”架构来提供乘客安全。虽然这项技术在概念上适用于某些EV热管理系统，其中冷却器在冷热液体储存器之间移动热量(所述液体然后用于执行机舱空气加热或空气调节)，但它不太可能在EV中普遍采用或ICE车辆。

汽车制造商预计电动车辆将快速增长，但在未来10至15年中，内燃机汽车的数量仍将继续存在。因此，跨所有平台使用单一制冷剂组合物将提供生产益处和更简单的制造和维护操作。

因此，需要提供一种具有以下特征的制冷剂组合物：

(a)在空气调节和热泵模式下的可接受的性能(理想地优于R-1234yf)；

(b)与R-1234yf类似的可燃性特征；

(c)小于约150的GWP

同时，当在低至约-25℃至约-30℃的环境温度下在热泵模式中操作时，这种组合物优选地应当获得满意的性能。