防火装置及其材料制造方法及图纸

机动陆地车辆（10）包括具有电池系统（22）的防火电池组腔（12），所述腔包括具有安全隔板（36）的排放端口（34），所述腔包括具有材料片的防火装置，所述材料片包括陶瓷的第一保护层材料和碳材料的第二保护层材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于遏制热量和/或火焰的多层材料、包括该材料的防火装置、以及诸如包括所述防火装置的车辆的设备。
技术介绍
一些已知的电池如果过度充电会因为着火而出现故障。这不仅仅关系到电池自身的问题；当这样的电池放置在火势能够蔓延至可燃材料的位置附近时，将出现更严重的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少在一定程度上减轻上述现有技术中的问题。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于遏制热量和/或火焰的多层材料，所述多层材料包括：包含陶瓷材料的第一保护层；及包含碳材料的第二保护层。在一些实施例中，所述第一保护层包括氧化铝、二氧化硅或硅铝酸盐陶瓷材料。所述陶瓷材料优选地包括一层或多层陶瓷纸。在一个优选的实施例中，第一保护层包括一层或者多层，优选为两层的氧化铝纤维纸。所述陶瓷材料层优选地具有约2-10mm的厚度，优选为约2-5mm。在一些实施例中，所述第二保护层包括其可以是碳毡或者可作为泡沫或蜂窝结构的碳材料。优选地，所述碳材料是一种预氧化的聚丙烯腈（PAN）碳材料。优选地，所述第二保护层包括碳毡。在一些实施例中，所述第二保护层具有约1-5mm的厚度，优选为约1-4mm。在一些实施例中，所述多层材料还包括结构层，其优选地邻近于所述第一保护层。所述结构层可由任何固体材料形成，例如包括聚合物材料，金属，金属合金或它们中的任何混合物。在一些实施例中，所述结构层由芯材料及涂层（就像一个包括芯材料及涂层的板）形成。所述涂层优选地包括热固性树脂。所述热固性树脂涂层可包括碳纤维增强体。所述热固性树脂可以为环氧或酚醛树脂，优选地为环氧树脂，优选地具有碳纤维增强体。所述芯材料可包括金属或者金属合金，例如铝合金（优选地为5000系列的铝合金）。在可替代的实施例中，所述芯材料包括芳纶聚合物材料，优选为间位芳纶。在特定的实施例中，所述芯材料包括间位芳纶聚合物，优选为聚（间苯二甲酰间苯二胺）。所述 芳纶、金属或金属合金材料优选地以片状提供，以形成多孔结构，优选地，所述多孔结构为蜂窝状结构。所述结构层优选地为夹层结构，其在涂层之间夹有芯材料。在一些实施例中，所述结构层的厚度为约5-12mm，优选地为约6-9mm。在所述优选的多层材料中，所述第一保护层邻近于所述第二保护层。在一个优选的存在有结构层的实施例中，所述第一保护层可设置在所述结构层与所述第二保护层之间。在一些实施例中，密封剂和/或粘合剂 可存在于任何结构的，第一保护层及第二保护层之间，或到达的外表面之间。在一些实施例中，所述第一保护层与所述第二保护层的厚度比例为2:1至1:1。在一些实施例中，所述结构层与所述第一保护层，以及第二保护层的厚度比例为6-3:2-1:1。本专利技术的另一方面提供了一种防火装置，该装置包括本专利技术上述方面的片材。本专利技术的另一方面提供一种防火腔，所述防火腔包括设置其内部的电池组，所述腔包括上述方面的防火装置。至少所述腔的顶壁由所述片材形成。所述防火腔可以为密封的或者大体上密封的。所述防火腔可包括一个端口，通过在所述端口上使用预定的压力，所述端口从所述腔开向外部空间，所述端口设置在所述腔的底部，所述端口优选地包括安全隔板。本专利技术的另一方面提供一种防火腔，所述防火腔包括电池组及端口，通过在所述端口上使用预定的压力，所述端口从所述腔开向外部空间，所述端口设置在所述腔的底部，所述端口优选地包括安全隔板。本专利技术的另一方面提供一种设备，所述设备包括上述任一方面所述的防火腔及用于容纳燃料的槽。所述槽可邻近于所述防火腔，或在所述防火腔之上。所述设备可包括机动车辆，例如机动陆地车辆。也可以设想用于像UPS系统，飞机或航天器的其它环境中。所述电池组可包括机动车辆的牵引电池组。所述牵引电池组用于将电能提供至机动车辆的动力系统电机（或者发电机），且/或从该机动车辆的动力系统电机（或者发电机）处接收电能。所述发电机可用于在指示车辆中发出的刹车命令的信号传输时，提供用于对所述电池组进行充电的电能。附图说明根据非限制的实施例以及附图，本专利技术可通过各种各样的方式、优选的材料及设备实施来进行实施。其中：图1为包括优选的防火电池组腔的机动车辆的示意图，其中的电池组腔使用依据优选的实施例的优选的 多层材料；图2为所述电池组腔的示意图；图3为所述电池组腔的仰视图；及图4为所述电池组腔将其盖移除的示意图。具体实施方式以下为非限定的详细讨论。在此，“陶瓷材料”为一种无机晶体材料。应当可以理解的是，此处的陶瓷材料为氧化铝、二氧化硅或硅铝酸盐陶瓷，其它的成分也可以加入到此处的陶瓷晶体结构中。因此，在氧化铝陶瓷中，氧化铝为主要的氧化物存在，但是其它的氧化物包括氧化硅也可以存在。此处的“陶瓷纸”是一种柔性片状并含有陶瓷纤维及选择性的粘合剂形式的陶瓷材料。所述陶瓷纤维为耐火的任何材料，例如，耐火氧化铝纤维。碳纤维可来自聚丙烯腈（PAN）。“预氧化的聚丙烯腈碳材料”为一种由预氧化的PAN碳纤维形成的材料，其可选择地进行进一步加工，例如形成毡。所述预氧化材料可经过氧化或者可优选地以预氧化的形式存在。“碳毡”在此指无纺布、含碳织物，其由压缩的碳纤维形成。碳毡优选地由预氧化的聚丙烯腈（PAN）碳材料形成。这可被称为预氧化的PAN碳毡。“铝合金”在此是指一种存在铝的，优选地以铝为主要金属（以质量计算）的合金。其它存在的成分可包括，例如，Cu, Mg, Mn, Si 和Zn。在此处使用的铝合金优选地为铝镁合金，例如，5000系列铝合金。“芳纶”在此处为芳香聚酰胺。芳纶优选地为至少85%的酰胺键与两个芳香环直接相连接的芳香聚酰胺。“蜂窝”结构或构造包括壁之间形成的空心单元阵列。所述单元通常为六角形。示例测试程序所述用于评估多层材料在锂离子电池的遏制系统中的适用性程度的测试程序基于美国联邦航空局咨询通告20-135：动力装置的安装以及推进系统组件的防火测试方法、标准和准则 （POWERPLANT INSTALLATION AND PROPULSION SYSTEM COMPONENT FIRE PROTECTION TEST METHODS, STANDARDS, AND CRITERIA）。测试材料设置有气体火焰，气体火焰以约20mm的距离直接冲击测试材料的表面。使用丙烷气罐，在测试中的设置温度为980oC至1020oC。作为可比较测试的目的，将1000oC的火焰温度作为目标。丙烷火焰设置在距离测试材料表面很近的位置。用于测试“火焰”温度的电热偶设置在测试材料表面的前面。在板的另一侧，热电偶通过胶带粘合在中心位置。这两个温度值通过弗兰克万用表在测试的整个过程中被监测。进行精细的进气调整，以保持火焰最高温度。通常，最初的火焰温度大约为960oC，10分钟或者更久之后上升到1020 oC。适用于本专利技术的遏制系统的材料的条件为，所述材料具有最小本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于遏制热量和/或火焰的多层材料，该材料包括：第一保护层，其包括陶瓷材料；以及第二保护层，其包括碳材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.20 GB 1213029.01.用于遏制热量和/或火焰的多层材料，该材料包括：
第一保护层，其包括陶瓷材料；以及
第二保护层，其包括碳材料。
2.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述第一保护层包括氧化铝、二氧化硅或硅铝酸盐陶瓷材料。
3.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述陶瓷材料包括一层或多层陶瓷纸。
4.如上述任一项权利要求所述的材料，其特征在于，所述第一保护层包括一层或多层氧化铝纤维纸。
5.如上述任一项权利要求所述的材料，其特征在于，所述陶瓷材料层优选的厚度为约2-10mm，更优选地为约2-5mm。
6.如上述任一项权利要求所述的材料，其特征在于，所述第二保护层包括碳毡。
7.如上述任一项权利要求所述的材料，其特征在于，所述碳材料为预氧化的聚丙烯腈碳材料。
8.如上述任一项权利要求所述的材料，其特征在于，所述第二保护层的厚度为约1-5mm，优选地为约1-4mm。
9.如上述任一项权利要求所述的材料，其特征在于，所述材料还包括结构层。
10.如权利要求9所述的材料，其特征在于，所述结构层由包括芯材料和涂层的板形成。
11.如权利要求10所述的材料，其特征在于，所述涂层包括热固性树脂。
12.如权利要求10或11所述的材料，其特征在于，所述涂层包括碳纤维增强体。
13.如权利要求10至12中任一项所述的材料，其特征在于，所述热固性树脂为环氧或酚醛树脂，优选地具有碳纤维增强体。
14.如权利要求10至13中任一项所述的材料，其特征在于，所述芯材料包括金属合金、金属、芳纶聚合物材料，或者它们的混合。
15.如权利要求10至14任一项所述的材料，其特征在于，所述芯材料包括铝合金。
16.如权利要求10至15任一项所述的材料，其特征在于，所述芯材料以片状提供，设置以形成多孔结构，优选地所述多孔结构为蜂窝状结构。
17.如权利要求10至16中任一项所述的材料，其特征在于，所述结构层的厚度为约5-12mm，优选地为约6-9mm。
18.如上述任一项权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华华生·海恩斯，史蒂芬·怀斯，安德鲁约翰·戈顿，
申请(专利权)人：威廉姆斯大奖赛工程公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB