防火装置及其材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明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。
【背景技术】
[0002] -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。
【发明内容】
[0003] 本发明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。
[0004] 根据本发明的一方面，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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 在一些实施例中，所述第二保护层具有约l_5mm的厚度，优选为约l-4mm。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。 toon] 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。
[0012] 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。
[0013] 本发明的另一方面提供了一种防火装置，该装置包括本发明上述方面的片材。
[0014] 本发明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。
[0015] 至少所述腔的顶壁由所述片材形成。
[0016] 所述防火腔可以为密封的或者大体上密封的。
[0017] 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。
[0018] 本发明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。
[0019] 本发明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。
[0020] 所述槽可邻近于所述防火腔，或在所述防火腔之上。
[0021] 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。
[0022] 所述电池组可包括机动车辆的牵引电池组。
[0023] 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。
[0024] 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】
[0025] 根据非限制的实施例以及附图，本发明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】
[0026] 以下为非限定的详细讨论。
[0027] 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。
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] "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。
[0031] "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。
[0032] "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。
[0033] "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。
[0034] 示例 测试稈序 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, STAN