一种用于汽车黑匣子的高温保护装置的制作方法

1.本实用新型属于车辆信息存储设备领域，涉及黑匣子保护技术，具体涉及一种用于汽车黑匣子的高温保护装置。


背景技术：

2.客车、危险货物运输车、半挂牵引车和其他质量大于或者等于12000kg的其他货车应装备，都要按照gb 7258-2017《机动车运行安全技术条件》的要求配备符合gb/t 19056的行驶记录仪。2017年公安部交通管理科学研究所天牵头，开展关于gb/t 19056的修订工作，研究民航、铁路等领域的技术标准、并结合我国道路交通场景下存储器“防火”、“浸水”等数据防护需求，提出了防护存储器的防护性能指标，进一步规范了汽车记录仪的应用，gb/t 19056-2021于2021年12月30日发布，并于2022年7月1日执行；意味着所有的客车、危险货物运输车、半挂牵引车等都要升级配属汽车记录仪(即汽车黑匣子)，满足gb/t19056-2021关于汽车黑匣子在高温火烧、深水浸泡、静压等方面的防护要求。
3.目前市面的客车、危险货物运输车、半挂牵引车等符合gb/t 19056标准的汽车记录仪执行的是gb/t19056-2012，该版本标准未对汽车黑匣子的防护性能指标有要求，gb/t19056-2021修订版本中增加了附录e，即要求汽车黑匣子在1100℃高温下火烧15分钟，260℃下进行2小时炙烤、10kn静压及100m水进行深浸泡后数据仍然可以读取。按照《cts-csp-j005-2020汽车行驶记录仪用防护存储器认证办法》规定，内部存储芯片温度不得超过125℃，如何在有限体积和低成本下进行隔热防护设计，进而将高温防护从1100降低到125℃是黑匣子设计防护难点。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于设计一种能够满足gb/t19056-2021标准的用于汽车黑匣子的高温保护装置，其在汽车遇到火烧等高温事故后数据存储器所受到的温度不超过125℃，数据可以读取，为事故调查提供真实可靠的取证数据。
5.实现实用新型目的的技术方案如下：一种用于汽车黑匣子的高温保护装置，包括：
6.密封盒，所述密封盒内灌装有液态相变材料，且数据存储器浸没在液态相变材料内；
7.外壳，所述外壳位于所述密封盒外部，且所述外壳与所述密封盒之间设有绝热层。
8.进一步的，所述密封盒包括粘接的上盖及下盒，所述上盖上开设有透气窗口，上盖内部且位于所述透气窗口的位置设有防水透气膜，所述上盖外部且位于所述透气窗口的位置设有高温胶带。
9.更进一步的，所述下盒内设有凸台与肋板，且所述数据存储器固定在所述凸台与所述肋板之间。
10.优选的，所述密封盒由耐高温塑料制成。
11.进一步的，所述液态相变材料为液态高分子聚合相变材料。
12.更进一步的，所述液态相变材料的灌装体积为所述密封盒体积的0.6～0.85倍。
13.进一步的，所述绝热层包括6块绝热块，且6块所述绝热块分布在所述密封盒外部四周。
14.更进一步的，所述绝热块的外表面设有硅橡胶防水涂料层。
15.优选的，所述绝热块的耐受温度大于1100℃。
16.进一步的，所述数据存储器在所述密封盒上的出线口处包裹有高温铁氟龙胶布，且所述数据存储器外部设有有硅橡胶层。
17.进一步的，外壳为不锈钢外壳，不锈钢外壳包括两端开口的壳体及壳体两端的壳盖，不锈钢外壳对绝热层以及密封盒3进行过盈配合。不锈钢外壳对绝热层以及密封盒进行过盈配合，以减少热量通过缝隙直接传导的途径。不锈钢外壳各面可以承受10kn，5min静压不发生形变。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.1.高温保护装置中绝热层的设计，可以在汽车发生火灾事故时将大部分的高温缓慢传递到密封盒，同时，通过选用高性能的绝热材料提高热传导率，绝热层的6块绝热块采用回型分布将密封盒包裹，能够降低绝热块之间的装配间隙，减少热传递通道。
20.2.密封盒采用低热导率(0.4w/m.k)、可抵抗260℃耐高温塑料(如耐高温peek塑料)制成，其热传递速率不到金属密封结构的1/10，能进一步降低热量向密封盒内传递的速度。
21.3.密封盒内灌装的液态相变材料，其在100℃开始相变吸热并变为气态，相变后的水蒸气产物是天然的绝热体，100℃的水蒸气的导热系数仅0.025w/m.k，即使相变材料完全反应，充满密封盒内的水蒸气也可形成绝热保护，保护数据存储器处于较低的温度环境。
22.4.为保证密封性，密封盒的上盖及下盒通过设计公、母止口，并用表面处理剂清理后用环氧结构胶粘接，同时上盖上透气窗口处设置防水透气膜和高温胶带可保证密封盒内部密封又不会产生内压损伤数据存储器。
23.5.数据存储器在密封盒上的出线口处用铁氟龙高温胶带缠绕包裹，能够弥补装配间隙，避免高温气体从装配间隙处渗入密封盒内。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
25.图1为本实用新型用于汽车黑匣子的高温保护装置的爆炸图；
26.图2为具体实施方式中绝热层的回形装配示意图；
27.图3为具体实施方式中密封盒的爆炸图；
28.其中，1.外壳；101.壳体；102.壳盖；2.绝热块；3.密封盒；301.上盖；302.下盒；303.透气窗口；304.防水透气膜；305.数据存储器；306.高温胶带。
具体实施方式
29.下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。
本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。
30.本具体实施方式提供了一种用于汽车黑匣子的高温保护装置，参见图1所示为高温保护装置的爆炸图，参见图2所示为绝热层回形装配示意图，参见图3所示为密封盒的爆炸图，参见图1～3所示，用于汽车黑匣子的高温保护装置包括外壳1、绝热层、密封盒3，所述密封盒3内灌装有液态相变材料，且数据存储器305浸没在液态相变材料内；所述外壳1位于所述密封盒3外部，且所绝热层位于所述密封盒3与外壳1之间。
31.如图1和图3所述，所述密封盒3包括粘接的上盖301及下盒302，所述上盖301上开设有透气窗口303，上盖301内部且位于所述透气窗口303的位置设有防水透气膜304，所述上盖301外部且位于所述透气窗口303的位置设有高温胶带306，其中上述高温胶带306的耐受温度超过220℃以上，且上述防水透气膜304的防水性能达到ip54。
32.所述密封盒3选用耐高温材料制成，在本实施例中择优选择采用耐高温塑料制成，例如采用peek塑料材质注塑形成上盖301和下盒302，上盖301与下盒302通过环氧结构胶粘接在一起。
33.在本实施例一个未展示附图的优选实施例中，为保证密封盒3的密封性，密封盒3的上盖301及下盒302通过设计公、母止口，并用表面处理剂清理后用环氧结构胶粘接，同时上盖上透气窗口处设置防水透气膜和高温胶带可保证密封盒内部密封又不会产生的内压损伤数据存储器305。
34.在本实施例中，密封盒3内灌装的所述液态相变材料为液态高分子聚合相变材料，例如吸水凝胶。更进一步的，所述液态相变材料的灌装体积为所述密封盒体积的0.6～0.85倍，液态相变材料的灌装体积优选为密封盒体积的0.8倍，同时液态相变材料的液位线低于上盖301与下盒302之间的结合面。
35.参见图1和图2所示，所述绝热层包括6块绝热块2，且6块所述绝热块2分布在所述密封盒3外部四周，在本实施例中，绝热块2采用回型法围绕分布设置在密封盒3外部四周，具体的，回型法围绕分布方式参见图2所示，位于密封盒3上部/下部/左侧/右侧的4个绝热块2，其相邻绝热块2之间在端部进行部分重叠后形成两端开口的方形结构，然后用2块绝热块2将方形结构的两端开口处进行封堵，从而通过6块绝热块2包裹在密封盒3外部形成绝热层。回型法围绕分布设置能够延长装配缝隙的热量传递通道，降低热量向内部传到速率，且绝热块2装配后会受到周围外壳1的内压力减少间隙，使得热量只能通过绝热块2本身进行热传导。
36.在本实施例的一个改进实施例中，所述绝热块2的外表面设有硅橡胶防水涂料层，例如在绝热板材表面喷涂0.1～0.2mm的硅橡胶防水涂料形成硅橡胶防水涂料层对绝热块2的表面强度加强。
37.在本实施例的一个改进实施例中，在1000℃的条件下，绝热块的导热率不高于0.07w/m.k，因此为了进一步降低绝热块2的导热率，本具体实施方式中选用所述绝热块2的耐受温度大于1100℃，且绝热块2选用厚度不低于5mm的绝热板材(采用无机纳米sio2和耐温纤维经过特殊工艺成型)裁切加工。
38.在本实施例一个未展示附图的优选实施例中，所述下盒302内设有凸台与肋板，且
所述数据存储器305固定在所述凸台与所述肋板之间。进一步的，所述数据存储器305在所述密封盒3上的出线口处包裹有高温铁氟龙胶布，且所述数据存储器305外部设有有硅橡胶层，包裹有高温铁氟龙胶布的出线口电缆和设有硅胶层整体采用真空气相法沉积，以确保出线口电缆不受水气、霉菌、盐雾侵害。具体的，本实施例的数据存储器305在密封盒3的出线口用高温铁氟龙胶布包裹，利用高温铁氟龙胶布的弹性消除装配间隙，同时数据存储器305做三防处理后采用gf9088硅橡胶包裹，硅橡胶层的包裹厚度应超过数据存储器305顶面1.5mm以上，可以保证数据存储器305在1mpa压力下不受破坏，同时可以防止水汽对数据存储器305管脚的侵蚀。
39.如图1所示，外壳1为不锈钢外壳，不锈钢外壳包括两端开口的壳体101，壳体101两端设有壳盖102。不锈钢外壳对绝热层以及密封盒3进行过盈配合，以减少热量通过缝隙直接传导的途径。在本实施例中，不锈钢外壳可以选用型号为2cr13(sus420)的不锈钢制成，其可以承受10kn，5min静压不发生形变。
40.本具体实施方式设计的用于汽车黑匣子的高温保护装置，一方面，通过外壳1和绝热层形成第一级防护；外壳1保证了高温保护装置的结构不会发生变形，并能对绝热层形成一定压力，使得绝热层充满整个内腔并与密封盒3接触，减少热量传播通道；绝热层可以形成的保护层隔绝大部分热量，保证密封盒3在15分钟甚至2小时的260℃炙烤中，仍能保持一个较低的外部温度范围；另一方面，通过密封盒3内液态相变材料形成二级防护，对外部热进行调整，确保数据存储芯片在液态相变材料的作用下调节温度，当温度达到100℃时，热量促使液态相变材料发生相变产生高温水蒸气，可以带走大量热，同时高温水蒸气在密封盒3内形成导热率(0.025w/m.k)的水蒸气绝热层，降低外部热量传递。再者密封盒3采用抗高温260℃以上的peek塑料(热传导率0.4～0.6w/m.k)，其具有低热导率和高温稳定性，能够降低热量向密封盒3内部的传到速率；更甚者，正常情况下高温胶带306可以对透气窗口303进行密封，保证内部在一定压力下的密封，在密封盒3的内部因高温水蒸气增加导致气压过高时，可以将高温胶带306冲击开后通过防水透气膜304调节将多余的高温水蒸气排出，防止气压过高损伤数据存储器305。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
42.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。