【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种保护元件，其包含至少一个第一层和至少一个第二层。
技术介绍
1、这种保护元件从de 10 2018 113 815 a1中是已知的。该已知的保护元件应用在蓄能器系统中，其中蓄能器系统包括壳体，在该壳体中布置有多个存储单元。
2、蓄能器系统，特别是可再充电的电能存储器，主要在移动系统中广泛使用。可再充电的电能存储器例如在可携带的电子设备，如智能手机或笔记本电脑中使用。此外，可再充电的电能存储器越来越多地用于为电动车辆供能。在此，可以想到大范围的电动车辆，除了轿车之外，例如也可以想到双轮车、小型货车或载重卡车。同样可以想到应用在机器人、船舶、飞机和移动作业机械中。电蓄能器系统的其它应用领域是固定不动的应用，例如在备用系统中、在电网稳定系统中和用于存储来自可再生能源的电能。
3、在此，经常使用的蓄能器系统是锂离子蓄电池形式的可再充电的蓄能器。锂离子蓄电池，如其它可再充电的电能存储器一样，也大多具有多个存储单元(speicherzellen)，这些存储单元共同安装在一个壳体中。多个相互电连接的存储单元在此通常组装成一个模块。
4、在此，蓄能器系统不仅涉及锂离子蓄电池。其他可再充电的电池系统，如锂-硫电池、固态电池、钠离子电池或金属-空气电池也是可想到的蓄能器系统。此外，也可以考虑将超级电容器作为蓄能器系统。
5、以可再充电的蓄能器形式的蓄能器系统仅在有限的温度范围中具有最高的电容量以及最佳的功率吸收和功率释放。如果超过或低于最佳的运行温度范围，则蓄能器的容量、功率吸收能力
6、尤其是在应用在轿车中时，要求蓄能器系统具有快速充电能力。在此，构成蓄能器系统的蓄电池应在短时间内、例如在15分钟内完全或几乎完全充满电。由于充电系统的效率约为90％至95％，在充电过程期间，在蓄能器系统中释放出大量热量，这些热量必须从蓄能器系统中排出。在正常运行状态下，这些热量不会被释放。因此需要设计蓄能器系统的冷却系统，使得在充电过程中产生的热量可以被吸收。
7、过高的温度可能导致蓄能器系统的不可逆的损坏。在这方面，尤其在锂离子电芯(zellen)中，所谓的热失控(“thermal runaway”)是已知的。在此过程中，在短时间内释放出高热能量以及气态和颗粒状的分解产物，由此在壳体中形成高压和高温。在此，压力可能大于10巴并且温度可能高达1,000℃。所述颗粒可能具有高温和高磨蚀性。在棱柱形电芯中，释放特别会发生在破裂口的区域中，而在软包电芯中，释放的位置不确定。该效应在具有高能量密度的蓄能器系统中尤其是有问题的，如其例如用于在电动车辆中提供电能所需的那样。由于单个电芯的能量逐渐增加以及布置在壳体中的电芯的包装密度提高，热失控的问题愈发严重。除了热失控外，还存在热传播(thermal propagation)的危险。热传播优先将热失控以级联方式传播到相邻的电芯上，并且(由于热颗粒流和电弧的作用)也传播到较远的电芯上。
8、同样应当实现避免火焰击穿，或者至少实现至少5分钟的明显的时间延迟。一方面，应当保护蓄能器系统的壳体以防止危险颗粒排出。否则，在车辆的情况下，这些颗粒可能会进入驾驶室内。另一方面，应当保护与蓄能器系统的壳体相邻的要保护的部件，如其它电子构件。保护元件应当防止从电芯中发射的颗粒流损坏要保护的部件，或者尽可能长时间地在时间上推迟这种情况的发生。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种保护元件，其能够实现改进的运行安全性。
2、该目的通过权利要求1的特征而实现。从属权利要求涉及有利的设计方案。
3、根据本专利技术的保护元件包括至少一个第一层和至少一个第二层，其中第一层由弹性体材料构成，并且其中第二层形成防火层片。
4、在这种设计方案中，第一层的导热率受到弹性体材料的材料特性的限制。弹性体材料构造成，使得其优选具有最大3w/(m·k)的导热系数。由于有限的导热系数，通过保护元件的热传输由此减少，并且保护元件具有热绝缘特性。
5、在已经发生热失控的情况下并且也在热传播的情况下，根据本专利技术的保护元件可以为壳体壁屏蔽热的并可能载有颗粒的以及磨蚀性的气体流、液体流和/或蒸气流。壳体和/或布置在其中的模块壁通常由深冲钢板、铝、热塑性塑料、热固性塑料或复合材料构成。保护元件防止壳体或模块壁在发生损坏的情况下受损，从而出现部分熔穿、形成裂纹或结构弱化。此外，保护元件防止火焰、热气颗粒流不受控制地过早逸出，并且因此也防止载体不受控制地起火，并且在电动汽车的情况下防止整个车辆起火。
6、此外，弹性体材料优选部分或完全交联。交联在此说明弹性体材料的大分子链彼此交联并形成网络的程度。通过交联可以影响材料的弹性特性。优选进行交联，使得弹性体材料构成为弹性的。由此，一方面可行的是，保护元件为了安装而具有希望的、通常甚至是必要的柔性，并且可以有针对性地改造并且例如可以被弯曲。由此简化了装配。此外，在弹性的设计方案中，保护元件能够吸收邻接部件的体积变化。
7、此外，弹性体材料优选构成使得保护元件不具有蠕变倾向，但至少具有减小的蠕变倾向。由此，保护元件使用寿命长，并且即使在长期受力的情况下也可以被使用。
8、作为交联体系，尤其可以考虑过氧化物硫化、铂催化加成交联、辐射交联或室温硫化体系。
9、本专利技术的一个有利的设计方案提出，第一层包含有机硅弹性体配混物。有机硅弹性体配混物具有高耐热性。由此实现保护元件的耐高温抵抗能力。有机硅弹性体配混物优选具有液态有机硅弹性体(lsr)或高温交联性的有机硅弹性体配混物(htv有机硅弹性体配混物)。在这样的设计方案中实现了，热降解产物在着火时形成无机膜或保护层，所述无机膜或保护层是热稳定且不导电的，并且以其保护特性保护其下方的其余弹性体。由此进一步提高了保护元件的运行安全性。此外，保护元件由此仅具有很小的剥落倾向。
10、第一层可以包含第一填料，其中第一填料由有机材料构成。有机材料例如包含诸如聚酰亚胺、热固性塑料、聚丙烯腈(pan)、氧化pan、芳族聚酰胺、棉或纤维素的材料。这些材料具有高温稳定的特性并且改善了保护元件对温度负荷的耐受性。
11、第一层可包含第二填料，其中第二填料由无机材料构成。第一组无机填料例如是玻璃或陶瓷，特别是玄武岩、氧化铝、莫来石或zro2。第二组无机填料例如包含氧化物、氢氧化物或羟基氧化物。也可以考虑矿物，如云母、硅酸盐、碱土金属碳酸盐或二氧化硅。原则上，第二填料可以由上述材料的组合组成。
12、第一填料和/或第二填料可以包含纤维形式的填料。在此，弹性体材料形成弹性体基体，并且纤维优选通过硫化(vulkanisation)而连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种保护元件(10)，包含至少一个第一层(1)和至少一个第二层(2)，其中所述第一层(1)由弹性体材料构成，并且其中所述第二层(2)形成防火层片(3)。
2.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，所述第一层(1)包含有机硅弹性体。
3.根据权利要求1或2所述的保护元件，其特征在于，所述第一层(1)包含第一填料，其中所述第一填料由无机材料构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述第一层(1)包含第二填料，其中所述第二填料由有机材料构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述第一填料和/或所述第二填料包含纤维形式的填料。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述第一填料和/或所述第二填料包含颗粒形式的填料。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述第一层(1)包含粘附促进剂。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述防火层片(3)包含纺织品面料。
9.根据权利要求
10.根据权利要求1至8中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述防火层片(3)包含有机材料。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述防火层片(3)包含金属材料。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述保护元件(10)具有表面结构化部。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述保护元件(10)以平面状构造。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述保护元件(10)构造为成型件。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述保护元件(10)在热作用下的厚度增长小于50％。
16.一种布置(20)，所述布置包括根据前述权利要求中任一项所述的保护元件(1)、可燃元件(4)和需防火保护的元件(5)，其中所述保护元件(1)布置在所述可燃元件(4)和所述需防火保护的元件(5)之间，其中所述保护元件(1)的所述防火层片(3)布置在背离所述可燃元件(4)的一侧上。
17.根据权利要求16所述的布置，其特征在于，需防火保护的元件(5)是引导介质的或导电的装置。
18.一种蓄能器系统，所述蓄能器系统包括根据权利要求1至15中任一项所述的保护元件(1)以及壳体，在所述壳体中布置有至少一个存储单元，其中所述保护元件(1)布置在所述至少一个存储单元和所述壳体之间，其中所述防火层片(3)布置在背离所述存储单元的一侧上。
19.根据权利要求18所述的蓄能器系统，其中所述蓄能器系统还包括可燃元件(4)和需防火保护的元件(5)，其中所述保护元件(1)布置在所述可燃元件(4)和所述需防火保护的元件(5)之间，其中所述保护元件(1)的所述防火层片(3)布置在背离所述可燃元件(4)的一侧上。
20.根据权利要求19所述的蓄能器系统，其特征在于，需防火保护的元件(5)是引导介质的或导电的装置。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种保护元件(10)，包含至少一个第一层(1)和至少一个第二层(2)，其中所述第一层(1)由弹性体材料构成，并且其中所述第二层(2)形成防火层片(3)。
2.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，所述第一层(1)包含有机硅弹性体。
3.根据权利要求1或2所述的保护元件，其特征在于，所述第一层(1)包含第一填料，其中所述第一填料由无机材料构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述第一层(1)包含第二填料，其中所述第二填料由有机材料构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述第一填料和/或所述第二填料包含纤维形式的填料。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述第一填料和/或所述第二填料包含颗粒形式的填料。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述第一层(1)包含粘附促进剂。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述防火层片(3)包含纺织品面料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述防火层片(3)包含无机材料。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述防火层片(3)包含有机材料。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述防火层片(3)包含金属材料。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述保护元件(10)具有表面结构化部。
...【专利技术属性】
技术研发人员：R·楚贝尔，S·柯晨多尔菲尔，P·克里泽，R·斯卡夫左，C·弗朗茨，T·克拉默，V·费舍尔，M·哈西贝尔，
申请(专利权)人：卡尔·弗罗伊登伯格公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。