[實用新型]隔熱體及隔熱組件

有效

• 申請號: 201821846110.X
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN209592250U
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 吳平凡;吳天縱;蔡忠海;格里·A·赫夫達爾;李明珠
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/658
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 孫微;金小芳

本實用新型題為“隔熱體及隔熱組件”。所提供的制品和方法使用包含60?100wt％的氧化聚丙烯腈纖維的非織造纖維網；和0?40wt％的增強纖維，其包含由熔融溫度為100℃至300℃的聚合物構成的外表面。非織造纖維網具有15kg/m³至50kg/m³的平均堆積密度，其中多根纖維沿垂直于非織造纖維網的主表面的方向是基本上纏結的。任選地，氧化聚丙烯腈纖維可具有卷曲構型。有利的是，這些制品可顯示低熱導率、高拉伸強度和阻燃性的組合。

技術領域

本實用新型提供了用于隔熱系統的制品。所提供的制品可在機動車和航空航天應用中用作隔熱體，諸如用于電動車輛的電池倉。

背景技術

隔熱體可減少彼此熱接觸的或位于熱對流或熱輻射范圍內的結構之間的熱傳遞。這些材料減輕了傳導、對流和/或輻射的影響，因此可有助于穩定位于顯著較高或較低溫度的另一結構附近的結構的溫度。通過防止部件過熱或避免需要高溫的情況下的熱損失，熱管理對于實現廣泛的商業和工業應用中所要求的功能和性能可為至關重要的。

隔熱體可具體用于機動車和航空航天領域。例如，機動車的內燃發動機在其燃燒循環期間產生大量的熱。在車輛的其它區域中，隔熱系統用于保護對熱敏感的電子部件。此類部件可包括例如傳感器、電池和電動馬達。為最大化燃料經濟性，希望隔熱系統解決方案在充分保護這些部件的同時盡可能薄而輕。理想的是，這些材料足夠耐用以達到車輛的壽命。

對合適的隔熱材料的需求隨著電動車輛(“EV”)的出現而加劇。EV采用許多鋰離子電池，這些鋰離子電池在限定的溫度范圍內，更具體地在大約環境溫度中性能最佳。EV通常具有電池管理系統，該電池管理系統在電池溫度顯著下降至低于最佳溫度時激活電加熱器并且在電池溫度顯著爬升至高于最佳溫度時激活冷卻系統。

發明內容

用于加熱和冷卻EV電池的操作可基本上耗盡原本送往車輛傳動系統的電池電量。在冬季，溫度可能低至-30℃，而在夏季，道路溫度可超過 65℃。正如毯子通過在寒冷的天氣保持人體熱量來提供舒適度，隔熱系統在極端溫度下以無源方式使保護EV電池所需的功率最小化。

EV電池應用的隔熱材料的開發人員面臨嚴峻的技術挑戰。例如，EV 電池隔熱材料應顯示低熱導率，同時滿足嚴格的阻燃要求以撲滅電池火災或減緩電池火災的蔓延。用于阻燃性的常見測試為UL-94V0火焰測試。還期望合適的隔熱體彈性撓曲和壓縮，使得其可容易地插入不規則形狀的封裝件中并且膨脹以完全占據其周圍的空間。最后，這些材料應顯示足夠的機械強度和抗撕裂性以有利于在制造過程中處理和安裝。

所提供的制品和方法使用包含隔熱纖維(包括氧化聚丙烯腈纖維)和任選地一種或多種增強纖維的纏結的非織造纖維網來解決這些問題。纖維在垂直于非織造纖維網的主表面的方向上纏結，以賦予材料強度并防止在暴露于火焰處理時溶脹。當加熱時，增強纖維可至少部分地熔融以形成具有增強強度的粘結纖維網。任選地，一組或兩組纖維具有卷曲構型以提供更大的纖維網厚度和減小的堆積密度。

在第一方面，提供了隔熱體。隔熱體包括：非織造纖維網，該非織造纖維網包括多根纖維，該多根纖維包括：60-100wt％的氧化聚丙烯腈纖維；和具有由熔融溫度從100℃到300℃的聚合物構成的外表面的0-40wt％的增強纖維，其中非織造纖維網具有15kg/m³至50kg/m³的平均堆積密度，并且其中多根纖維沿垂直于非織造纖維網的主表面的方向是基本上纏結的。

在第二方面，提供了一種隔熱組件，包括：熱源；和至少部分地圍繞熱源的前述隔熱體。