CN114373486B - 一种热防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于热防护技术领域，公开了一种热防护装置，其包括隔热组件和冷却组件，隔热组件由外向内包括陶瓷耐火层、填充隔热层以及保温棉隔热层；冷却组件包括设置在保温棉隔热层内的冷却层和附着在冷却层上的冷却液，冷却层由多孔碳材料制成，冷却层内设置有容纳腔，容纳腔用于容纳数据存储器，导线穿过隔热组件和冷却组件与数据存储器电连接，冷却液用于吸收数据存储器产生的工作热量，隔热组件和冷却组件一体成型设置。本发明提供的热防护装置，为高温环境中的数据存储器提供有效保护。当数据存储器工作产生热量，冷却液能够吸收数据存储器的工作热量，防止容纳腔内的温度过高，保障了数据存储器的长期工作能力，延长数据存储器的使用寿命。

Description

一种热防护装置

技术领域

本发明涉及热防护技术领域，尤其涉及一种热防护装置。

背景技术

BMS即电池管理系统，其主要对象是锂电池，电池管理系统能够达到延长电池的使用寿命，监控电池状态的目的。BMS即电池管理系统有一部分数据通过无线通讯模块发送给系统后台，但还有相当一部分数据则储存在数据存储器内，以备不时之需。随着锂电池在电动车领域的推广应用，锂电池使用状态的安全监测，开始成为相关管理部门关心的重点问题。然而，当锂电池容易发生故障或者燃烧事故时，数据存储器中存储于设备中的数据丢失或者破坏，无法获得电池管理系统的全部监测数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热防护装置，用于存放数据存储器，为高温环境中的数据存储器提供有效保护。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种热防护装置，包括：

隔热组件，其由外向内包括陶瓷耐火层、填充隔热层以及保温棉隔热层；

冷却组件，包括设置在所述保温棉隔热层内的冷却层和附着在所述冷却层上的冷却液，所述冷却层由多孔碳材料制成，所述冷却层内设置有容纳腔，所述容纳腔用于容纳数据存储器，导线穿过所述隔热组件和所述冷却组件与所述数据存储器电连接，所述冷却液用于吸收所述数据存储器产生的工作热量，所述隔热组件和所述冷却组件一体成型设置。

作为优选，所述保温棉隔热层采用氮化硅纤维制成，且浸渍酚醛树脂。

作为优选，所述隔热组件还包括夹设在所述填充隔热层和所述保温棉隔热层之间的封闭胶层，所述封闭胶层用于隔离所述保温棉隔热层内的酚醛树脂。

作为优选，所述冷却组件还包括夹设在所述隔热组件和所述冷却层之间的气凝胶层，所述气凝胶层用于阻挡外界热量进入所述冷却层。

作为优选，所述冷却层的孔隙率的范围为65-95％，所述冷却液的液体体积占所述冷却层的孔隙体积的30-50％。

作为优选，所述隔热组件还包括设置于所述陶瓷耐火层的外部的烧蚀冷却层，所述烧蚀冷却层采用烧蚀材料制成。

作为优选，热防护装置还包括冷凝器组件，所述冷凝器组件包括设置在所述烧蚀冷却层上的冷凝器，所述冷却液能够吸收热量气化并进入所述冷凝器，所述冷凝器用于冷却气态的所述冷却液，液化后的所述冷却液能够流回所述冷却层。

作为优选，所述冷却液包括导热硅脂、氟化脂以及氟化液。

作为优选，所述陶瓷耐火层采用二氧化硅材料制成。

作为优选，所述填充隔热层采用氧化硅纤维、涤纶短纤维、聚烯烃微细纤维制成。

本发明的有益效果：

本发明提供的热防护装置，用于存放数据存储器，为高温环境中的数据存储器提供有效保护。当数据存储器工作产生热量，冷却液能够吸收数据存储器的工作热量，防止容纳腔内的温度过高，保障了数据存储器的长期工作能力，延长了数据存储器的使用寿命。在冷却组件的外部环设有隔热组件，隔热组件由外向内包括陶瓷耐火层、填充隔热层以及保温棉隔热层，防止高温传递至容纳腔内。本发明提供的热防护装置，锂电池BMS管理系统在遇到网络故障不能将数据在线实时上传给数据平台时，数据存储器可以持续记录储存锂电池的管理参数，当数据平台网络恢复正常后，可以补充上传中断的信息，从而保障数据采集不缺失。当容纳腔内的环境温度升高，可以通过冷却组件从而降低内部温度，当外部环境温度升高甚至发生燃烧事故，通过在冷却组件外部设置隔热组件，隔离高温，保障数据存储器。

附图说明

图1是本发明实施例提供的热防护装置的第一视角结构示意图；

图2是本发明实施例提供的热防护装置的第二视角结构示意图；

图3是本发明实施例提供的热防护装置的第三视角的剖视图；

图4是本发明实施例提供的热防护装置的第四视角的剖视图。

图中：

100、数据存储器；200、第一导线；300、第二导线；

1、隔热组件；11、陶瓷耐火层；12、填充隔热层；13、保温棉隔热层；14、封闭胶层；15、烧蚀冷却层；

2、冷却组件；21、冷却层；22、气凝胶层；23、散热卡座；24、第一管路；

3、冷凝器组件；31、冷凝器；311、冷凝腔；312、复位腔；313、散热片；32、回流件；33、保护套；

4、高温短路组件；41、壳体；42、第二管路；43、熔断丝；

5、安装座；51、安装孔；52、限位凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种热防护装置，如图1至图4所示，其包括隔热组件1和冷却组件2，隔热组件1由外向内包括陶瓷耐火层11、填充隔热层12以及保温棉隔热层13；冷却组件2包括设置在保温棉隔热层13内的冷却层21和附着在冷却层21上的冷却液，冷却层21由多孔碳材料制成，冷却层21内设置有容纳腔，容纳腔用于容纳数据存储器100，导线穿过隔热组件1和冷却组件2与数据存储器100电连接，冷却液用于吸收数据存储器100产生的工作热量，隔热组件1和冷却组件2一体成型设置。

本实施例提供的热防护装置，冷却层21内的容纳腔用于存放数据存储器100，为高温环境中的数据存储器100提供有效保护。当数据存储器100工作产生热量，冷却液能够吸收数据存储器100的工作热量，防止容纳腔内的温度过高，保障了数据存储器100的长期工作能力，延长了数据存储器100的使用寿命。在冷却组件2的外部环设有隔热组件1，隔热组件1由外向内包括陶瓷耐火层11、填充隔热层12以及保温棉隔热层13，防止高温传递至容纳腔内。本实施例提供的热防护装置，锂电池BMS管理系统在遇到网络故障不能将数据在线实时上传给数据平台时，数据存储器100可以持续记录储存锂电池的管理参数，当数据平台网络恢复正常后，可以补充上传中断的信息，从而保障数据采集不缺失。当容纳腔内的环境温度升高，可以通过冷却组件2从而降低内部温度，当外部环境温度升高甚至发生燃烧事故，通过在冷却组件2外部设置隔热组件1，隔离高温，保障数据存储器100。

具体地，陶瓷耐火层11采用二氧化硅材料制成，二氧化硅的化学性质比较稳定，不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸以及硝酸作用，陶瓷耐火层11采用陶瓷材料制成，具有一定的硬度，而且能有效隔绝外部高温。

具体地，在填充隔热层12的外部设置有陶瓷耐火层11，填充隔热层12采用氧化硅纤维、涤纶短纤维、聚烯烃微细纤维混合制成，降低了生产成本。

具体地，保温棉隔热层13采用氮化硅纤维制成，且浸渍酚醛树脂。保温棉隔热层13采用氮化硅纤维棉制成，其最高工作温度可达到1300℃，且在氮化硅纤维棉上浸渍的酚醛树脂溶液，使用固化剂使酚醛树脂能够固化在氮化硅纤维里，从而使保温棉隔热层13具有烧蚀冷却功能，保温棉隔热层13能够吸收热量，变为气态，从而降低周围以及冷却层21的温度。

具体地，如图3所示，隔热组件1还包括夹设在填充隔热层12和保温棉隔热层13之间的封闭胶层14，封闭胶层14用于隔离保温棉隔热层13内的酚醛树脂，封闭胶层14的材料为一种硅酸钠粘接剂，隔离填充隔热层12和保温棉隔热层13，防止酚醛树脂浸入到填充隔热层12中。

具体地，如图3所示，隔热组件1还包括设置于陶瓷耐火层11的外部的烧蚀冷却层15，烧蚀冷却层15采用烧蚀材料制成。更具体地，烧蚀材料包括但不限于氮化硅型柔性纤维棉浸渍酚醛树脂的复合材料，烧蚀冷却层15可以在2000℃的高温中通过熔化气化，从固态变成气态的过程中迅速给陶瓷耐火层11降温。

进一步地，如图3和图4所示，冷却层21为高容量透气多孔碳材料制成。孔隙率指散粒状材料表观体积中材料内部的孔隙占总体积的比例。多孔碳材料制成的冷却层21的孔隙率的范围为65-95％，冷却液的液体体积占冷却层21的孔隙体积的30-50％。

具体地，冷却液包括导热硅脂、氟化脂以及氟化液。于本实施例中，冷却液为氟化硅脂，其由导热硅脂、氟化脂、氟化液调和而成的混合物，冷却液内含的氟化液能够吸收数据存储器100的工作热量，转换为气态，当温度下降后，氟化液重新凝结成液体，从而形成内部恒温循环。需要说明的是，于其他实施例中，冷却液包括但不限于导热硅脂、氟化脂、氟化液调和的混合物，通过调和综合具备一定的粘度和流动性、挥发性，从而达到方便浸渍、适应不同方向、增强冷却效果。

具体地，如图3和图4所示，冷却组件2还包括夹设在隔热组件1的保温棉隔热层13和冷却层21之间的气凝胶层22，气凝胶层22用于阻挡外界热量进入冷却层21，在保温棉隔热层13的内部涂覆一层气凝胶，进一步增强隔热效果。

具体地，如图3和图4所示，冷却组件2还包括设置在容纳腔内的散热卡座23，散热卡座23的外壁能够与冷却层21的内壁抵接，数据存储器100设置在散热卡座23上，设置散热卡座23，提高数据存储器100散热的均匀性。

进一步地，如图3和图4所示，热防护装置还包括冷凝器组件3，冷凝器组件3包括设置在烧蚀冷却层15上的冷凝器31，冷却液能够吸收热量气化并进入冷凝器31，冷凝器31用于冷却气态的冷却液，液化后的冷却液能够流回冷却层21。本实施例提供的冷却液为氟化硅脂，其由导热硅脂、氟化脂、氟化液调和而成的混合物，当数据存储器100工作产生热量，冷却液内含的氟化液能够吸收数据存储器100的工作热量，然后从液态转换为气态，气态的冷却液进入到冷凝器31中进行冷却成液态，再流回并附着在冷却层21上，形成内部恒温循环，保障了数据存储器100的长期工作能力，延长了数据存储器100的使用寿命。

具体步地，如图3和图4所示，冷凝器组件3包括回流件32，回流件32用于使液态的冷却液流回至冷却层21，冷凝器31上设置有冷凝腔311和复位腔312，回流件32滑动设置于设置在复位腔312内，回流件32将复位腔312分为第一腔和第二腔，第一腔与冷凝腔311连通。具体地，于本实施例中，回流件32包括T型的滑动杆和复位弹簧，滑动杆包括竖杆和横杆，横杆的两端抵接于复位腔312的内壁，复位弹簧套设在竖杆上，滑动杆设置在复位腔312内且与复位腔312滑动配合，从而将复位腔312分隔为第一腔和第二腔，第一腔与冷凝腔311连通。于本实施例中，第一腔位于第二腔的上方(如图3所示的上方)，第二腔上设置有容纳槽，能够容纳T型滑动杆的竖杆。

当数据存储器100工作产生热量，冷却液吸收热量从液态转换为气态，气态的冷却液进入到冷凝腔311中进行冷却，此时冷凝腔311内的压力大于第二腔内的的压力，滑动杆受到压力作用向靠近第二腔的底壁的方向运动，即向下运动(如图3所示的下方)，复位弹簧被压缩，当冷却液从气态转换为液态，冷凝腔311内的压力降低，复位弹簧进行复位带动滑动杆向上移动(如图3所示的上方)，从而推动液态的冷却液使之流回到冷却层21中。需要说明的是，本实施例中提供的回流件32类似于针筒结构，其工作原理也类似。于其他实施例中，可以选用不同的装置，只要能达到使液态的冷却液回流的作用即可。

具体地，请返回参照图1，冷凝器31还包括散热片313，散热片313用于散热。

具体地，如图2所示，冷凝器组件3还包括连接于隔热组件1的保护套33，保护套33套设在冷凝器31的外部，保护套33由橡胶材料制成，并与隔热组件1的烧蚀冷却层15二次成型，从而实现冷凝器组件3和隔热组件1的连接。

具体地，如图3所示，冷却组件2还包括第一管路24，冷却层21通过第一管路24和冷凝腔311连通，从而运输气态或者液态的冷却液，气态的冷却液能够通过第一管路24流向冷凝器31进行冷却，液态的冷却液能够通过第一管路24流回至冷却层21中。

进一步地，如图3和图4所示，热防护装置还包括高温短路组件4，高温短路组件4设置在冷却组件2和冷凝器组件3之间，高温短路组件4包括嵌设在隔热组件1的烧蚀冷却层15内的壳体41和第二管路42，第二管路42能够部分设置在壳体41内，第二管路42一端能够与第一管路24连通，第二管路42的另一端能够与冷凝腔311连通。于本实施例中，第二管路42设置在壳体41内，第二管路42一端与第一管路24连接，另一端与第三管路连通，第三管路与冷凝器31的冷凝腔311连通，气态的冷却液能够通过第一管路24、第二管路42以及第三管路流向冷凝腔311，液态的冷却液能够通过第三管路、第二管路42以及第一管路24流回至冷却层21中。需要说明的是，于其他实施例中，可以不设置第三管路，直接将第二管路42与冷凝腔311连通，运输冷却液。

于本实施例中，设置有多个第一管路24、多个第二管路42以及多个第三管路，多个第一管路24、多个第二管路42以及多个第三管路的数量一一对应，从而提高了数据存储器100的冷却效率。于其他实施例中，可以按照实际需要设置第一管路24、第二管路42以及第三管路数量。

具体地，壳体41采用热敏陶瓷材料制成，当第二管路42的外部的温度高于200°时，壳体41会受热自动收缩，第二管路42闭合，阻断外部高温进入。

具体地，如图3和图4所示，高温短路组件4还包括熔断丝43，第一导线200穿过冷凝器组件3的保护套33和隔热组件1的烧蚀冷却层15并与熔断丝43的一端连接，熔断丝43的另一端通过第二导线300与数据存储器100连接，当熔断丝43附近的温度高于200°时，熔断丝43会自动熔断，从而切断第一导线200的热传导，保护数据存储器100存储的备份数据。需要说明的是，于本实施例中，数据存储器100通过一根第二导线300与熔断丝43连接。于其他实施例中，可以设置多根第二导线300，多根第二导线300的一端均与数据存储器100连接，另一端均与熔断丝43连接。可以理解的是，第二导线300的具体数量根据实际工作需要设置。

进一步地，如图2和图4所示，热防护装置还包括嵌设在隔热组件1上的安装座5，在安装座5上开设有安装孔51，从而可以固定热防护装置。具体地，安装孔51为螺纹孔，在安装平台上开设有通孔，螺栓穿过通孔和安装孔51并螺纹连接于安装孔51，从而将安装座5可拆卸连接于安装平台，固定热防护装置。在安装座5上开设有限位凹槽52，安装平台上设置有限位凸起，限位凸起设置于限位凹槽52内，限制安装座5的周向转动。更具体地，沿安装座5的周向开设有多个限位凹槽52。

于本实施例中，热防护装置的外部轮廓为椭圆形，于其他实施例中，可以通过抽真空法等方式使隔热组件1和冷却组件2形成方形、圆柱形或者球形。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热防护装置，其特征在于，包括：

隔热组件(1)，其由外向内包括陶瓷耐火层(11)、填充隔热层(12)以及保温棉隔热层(13)，所述隔热组件(1)还包括设置于所述陶瓷耐火层(11)的外部的烧蚀冷却层(15)；

冷却组件(2)，包括设置在所述保温棉隔热层(13)内的冷却层(21)和附着在所述冷却层(21)上的冷却液，所述冷却层(21)由多孔碳材料制成，所述冷却层(21)内设置有容纳腔，所述容纳腔用于容纳数据存储器(100)，导线穿过所述隔热组件(1)和所述冷却组件(2)与所述数据存储器(100)电连接，所述冷却液用于吸收所述数据存储器(100)产生的工作热量，所述隔热组件(1)和所述冷却组件(2)一体成型设置；

冷凝器组件(3)，所述冷凝器组件(3)包括设置在所述烧蚀冷却层(15)上的冷凝器(31)，所述冷凝器组件(3)包括回流件(32)，所述冷凝器(31)上设置有冷凝腔(311)和复位腔(312)，所述回流件(32)滑动设置于所述复位腔(312)内，所述回流件(32)包括T型的滑动杆和复位弹簧，所述滑动杆包括竖杆和横杆，所述横杆的两端抵接于所述复位腔(312)的内壁，所述复位弹簧套设在所述竖杆上，所述滑动杆设置在所述复位腔(312)内且与所述复位腔(312)滑动配合，从而将所述复位腔(312)分隔为第一腔和第二腔，所述第一腔与所述冷凝腔(311)连通。

2.根据权利要求1所述的热防护装置，其特征在于，所述保温棉隔热层(13)采用氮化硅纤维制成，且浸渍酚醛树脂。

3.根据权利要求2所述的热防护装置，其特征在于，所述隔热组件(1)还包括夹设在所述填充隔热层(12)和所述保温棉隔热层(13)之间的封闭胶层(14)，所述封闭胶层(14)用于隔离所述保温棉隔热层(13)内的酚醛树脂。

4.根据权利要求1所述的热防护装置，其特征在于，所述冷却组件(2)还包括夹设在所述隔热组件(1)和所述冷却层(21)之间的气凝胶层(22)，所述气凝胶层(22)用于阻挡外界热量进入所述冷却层(21)。

5.根据权利要求1所述的热防护装置，其特征在于，所述冷却层(21)的孔隙率的范围为65-95％，所述冷却液的液体体积占所述冷却层(21)的孔隙体积的30-50％。

6.根据权利要求1所述的热防护装置，其特征在于，所述烧蚀冷却层(15)采用烧蚀材料制成。

7.根据权利要求6所述的热防护装置，其特征在于，所述冷却液能够吸收热量气化并进入所述冷凝器(31)，所述冷凝器(31)用于冷却气态的所述冷却液，液化后的所述冷却液能够流回所述冷却层(21)。

8.根据权利要求1所述的热防护装置，其特征在于，所述冷却液包括导热硅脂、氟化脂以及氟化液。

9.根据权利要求1所述的热防护装置，其特征在于，所述陶瓷耐火层(11)采用二氧化硅材料制成。

10.根据权利要求1所述的热防护装置，其特征在于，所述填充隔热层(12)采用氧化硅纤维、涤纶短纤维、聚烯烃微细纤维制成。