纤维复合组件的制作方法

本发明涉及纤维复合组件、包含纤维复合组件和分析单元的系统，以及包含纤维复合组件的电池结构。

背景技术：

1、在对现代储能概念的需求持续增加的过程中，特别是在电动车辆领域，正在安装越来越大的储能单元，特别是具有尽可能高的能量密度的电池组和电池。如果电池中含有的化学制品和能量不受控制地释放，这可导致灾难性的火灾。此外，对电池的机械损坏也可引发此类过程。越来越多地使用纤维复合材料制成的电池壳，因为它们在防火、碰撞安全、绝缘和轻质结构的组合要求方面比金属有优势。由于其典型的基于层的结构以及工艺相关的同时生产材料和由其组成的部件，因此与金属相比，纤维复合材料在适应部件的特定要求方面提供了更好的选择。

2、从现有技术中已知可以更好地满足上述要求情况的纤维复合组件，特别是通过在技术物品中实现不同的功能，例如阻燃效果。

3、例如，us2005/0170238a1公开了一种电池外壳，该外壳由高密度聚乙烯制成的阻燃聚合物组合物形成，其可包含玻璃纤维增强剂和阻燃添加剂。在生产过程中，阻燃添加剂与要保护的聚乙烯在熔体中混合，然后将该物质压制成所需的形状。

4、us2020/0152926a1描述了一种用于电动车辆电池组的盖子，其具有由层复合材料组成的框架。复合材料的第一层包含所谓的“剪切面板”，该面板具有纤维增强的复合材料层，其旨在抵消撞击过程中的剪切变形。作为单独的元件，层复合材料包含防火和耐磨的第二功能层，其沉积在剪切面板上，当剪切面板与车辆框架连接时，其面向电池。

5、尽管具有上述纤维复合组件的部件可以在外部损伤(例如火焰活动或机械负载)下得到更好的保护，但在许多应用中，尤其是在电池技术领域，这种保护是不够的，并且当部件受到机械损伤时，(例如由于电池材料的释放)可发生相当大的安全风险。

6、目的

7、在此背景下，因此本发明的目的是提供纤维复合组件，使用该组件可以避免现有技术的上述缺点，并且能够对物品进行保护或简化对物品的保护，所述物品例如电池，所述物品尤其在操作过程中受到所述组件的保护。特别是，借助所述组件，避免了维护停机和可能必要的拆卸工作，从而使保护的工作量和成本保持尽可能低。

技术实现思路

1、根据本发明，这一目标通过纤维复合组件得以实现，尤其适合于保护组件免受机械负载的影响，并且所述纤维复合组件具有以下组成部分：

2、a)纤维材料，优选处于纺织物层的形式，

3、b)基体材料，

4、其特征在于所述纤维复合组件进一步包含

5、c)传感器元件，其中，所述传感器元件优选为与所述纤维材料绝缘的电传导结构。

6、为语言简洁起见，下文中提及“一种/个(a)”纤维材料和/或“一种/个(a)”基体材料和/或“一种/个(an)”添加剂和/或“一种/个(a)”传感器元件和/或“一种/个(a)”导体和/或“一种/个(an)”电导体和/或“一种/个(an)”电传导结构和/或“一种/个(a)”功能区，和/或“一种/个(a)”基体材料和/或“一种/个(a)”浓度梯度。但是，这不应被理解为数字上的限制。在下文中，单数的使用应总是被解释为它也可以是相应组成部分的“一个或多个”。

7、“纤维复合组件”应被理解为是指由两种以上相连接的材料组成的材料，其具有与其单个组成部分不同的材料性能，并且可作为技术物品的部件。例如，这种部件可以是板材或机器的外壳。然而，术语“纤维复合组件”也包括可形成技术物品本身的纤维复合组件。纤维复合组件包含至少一种纤维材料和基体材料。根据本发明的纤维复合组件优选为玻璃纤维增强塑料(grp)或碳纤维增强塑料(cfrp)。

8、“传感器元件”是一种传感器装置的部件，其性能变化(例如电阻或传导性的变化)被传感器装置的其它元件、特别是分析单元检测到，并被转换成电信号。传感器装置是可以定性或定量地检测其周围环境的材料性能和/或某些物理或化学性能作为测量变量的技术组件。它包含至少一个传感器元件(其根据本发明被布置在所述纤维复合组件中)和分析单元。它还可以包括其它元件，例如信号输出和/或控制系统。

9、传感器装置可以确定纤维复合组件的完整性是否有损伤。在简单的实例下，传感器元件例如是电导体，其是包含电导体和分析单元的闭合电路的一部分。然而，分析单元可以是是纤维复合组件的一部分，但不必须是。例如，它也可以仅通过接触元件与电导体相连接。当纤维复合组件受到机械损伤时，例如由于石块的撞击，所述组件与其中布置的电导体可能弯曲，从而导致电路中断。由此可以推断出纤维复合组件的完整性。

10、可以推断纤维复合组件机械状态的所有测量变量都适合于检查完整性。通过传感器装置定性和/或定量地检测测量变量，例如特定的物理或化学性能(物理方面，例如热量、温度、湿度、压力、声场变量、亮度、加速度；或化学方面，例如ph、离子强度、电化学电位)和/或周围环境的材料性质。与上述“简单实例”不同，由此获得的测量变量还可以对纤维复合组件的状态进行显著更复杂的分析。特别是，确定并使用不同的测量变量来评估状态时。

11、例如，传感器元件可以由一个或多个压电传感器元件(压电陶瓷和单晶质材料)；导体，尤其是光导体(如光波导)或电导体(例如电传导结构(如导电线、传导纤维，或用传导性印刷介质印制的导体轨道))形成。传感器装置的测量原理优选选自于由机械、热电、电阻、压电、电容、电感、光学、声学和磁学测量原理组成的组。传感器装置的实例是热电偶、压力和光传感器，以及电阻或传导性传感器。

12、优选地，传感器元件部分(优选完全)布置在纤维复合组件的组件边界内。在另一优选实施方式中，传感器元件布置在纤维复合组件的表面上。

13、纤维复合组件优选完全地包含传感器装置。

14、传感器装置优选布置在纤维复合组件的组件边界内。在另一优选实施方式中，传感器装置布置在纤维复合组件的表面上。

15、纤维复合组件优选是整体设计的，即一体式(in one piece)设计，即单体(monolithically)设计。纤维复合组件在其生产过程中尤其优选通过整体固化获得。

16、“纤维材料”是指具有线性、线状结构或其组合的材料，其转而优选是更复杂的表面结构(例如梭织物、无纺布、铺设稀松布或针织物)的一部分。

17、根据本发明的纤维复合组件的基体材料用于至少部分地、优选完全地嵌入纤维材料，并且任选地也用于至少部分地、优选完全地嵌入传感器元件和/或任选添加剂，和/或任选地用于至少部分地、优选完全地溶解任选的添加剂。它将纤维材料的纤维保留在它们的位置上，并在它们之间传递和分配应力。它优选是聚合物材料，尤其是热固性聚合物材料。它优选是由树脂和固化剂生产的聚合物材料。在制备中，优选使用促进剂、活化剂和脱模剂，其在本发明的含义中优选是基体材料的一部分。

18、例如，“电传导结构”可以是导电线、传导纤维(例如碳纤维)、用传导性印刷介质印制的导体轨道或导电层(例如导电箔)或导电纤维结构层(例如导电纺织物层，如碳纤维层)。传感器元件也可以由多个电传导结构组成，其可以单独连接到分析单元。结合电传导结构的表面填充轮廓，这样能够准确地确定组件的损坏位置，从而根据组件的情况，能够评估更换的需要，或在损坏的情况下是否继续安全使用。类似地，纤维复合组件状态的这种“表面填充”检测也可以通过其它传感器元件进行。因此，举例说明了电传导结构电绝缘的可能性(作为特别有利的实施方式)。当然，相应实施方式也能够类似地用其它导体，特别是电导体来进行。

19、在本发明的范围内，可用于使电传导结构绝缘的电绝缘体优选具有高的比电阻，例如在107-1016ω·cm的范围内。例如，根据本发明的复合组件的基体材料，只要没有传导性添加剂(如金属颗粒或导电聚合物)，至少在传导性结构周围的区域中可以实现电传导结构的绝缘。绝缘优选通过对电传导结构进行部分(优选全部)包覆来实现，例如用塑料材料。传导性结构也可以应用于绝缘基材(如箔)上，并由另外的绝缘基材覆盖。例如，基材也可以是由非传导性材料组成的纤维材料的纺织物。如果基材是传导性的，则电传导结构必须相对于基材进行电绝缘，例如通过护套。也可以在基材中引入绝缘层，在所述绝缘层之间布置电传导结构。也可以通过将电传导结构布置在纤维层之间来实施绝缘，所述纤维层本身是电绝缘的。

20、优选地，基体材料(任选掺入的添加剂和掺入的纤维材料除外)具有基本均质的化学组成，即材料边界(任选掺入的添加剂和掺入的纤维材料除外)完全不存在或仅存在于纤维复合组件的相邻区域。

21、在本发明的范围内，纤维复合组件本身的空间维度不受限制。纤维复合组件可以优选是板材，如防火板。纤维复合组件优选是单体式或纤维复合夹层板，即处于夹层构造中的板状组件。在夹层构造的情况下，分层组装具有不同性能的材料以形成组件或半成品。一般来说，夹层板包含吸收力的固定外覆盖层，所述外覆盖层通过相对柔软的轻质芯材保持一定距离。所述芯优选由固体材料(如聚乙烯、轻木)、泡沫(如硬质泡沫、金属泡沫)、绝缘材料(如硬质泡沫、矿棉)或蜂窝格子(如纸、纸板、金属、塑料)制成。它传递发生的推力，并支撑外覆盖层。在纤维复合夹层板的情况下，所述层中的至少一个(通常是覆盖层之一)是由纤维复合材料形成的。所有外覆盖层都优选由纤维复合材料制成。优选地，至少一个(优选所有)覆盖层具有波状结构。

22、纤维复合组件还可包含孔隙，即空气和/或气体包含物，但其优选不组成超过纤维复合组件总体积的5vol％。

23、通过整合导致或影响材料性能的任选的添加剂，例如，获得具有增加的结构完整性和改善的机械稳定性的纤维复合组件，并且同时具有进一步的功能性，例如阻燃活性。借助添加剂的浓度梯度，可根据纤维复合组件的具体应用调整材料性能的空间轮廓，而不需要复杂的组件结构(其需要增加的制造工作量)。例如，阻燃添加剂可以聚集在以下更详细地定义的功能区的分区中，所述分区特别容易受到火或高热负荷的影响。

24、根据本发明的纤维复合组件能够例如通过测量电传导结构各点(尤其是端点)之间的传导性(或电阻)来轻松监测组件是否受损。在足够强烈的损坏(例如由穿透物体或强的局部冲击负荷造成的损坏)的情况下，传导性结构被损坏或切断，因此当使用连接到传导性结构的接触点的分析单元测量导电率时，传导率大幅下降，从而使得得出关于任何损坏的结论。如果使用另一种传感器元件，也可以使用另一测量变量来确定损坏。此类的实例为电感式传感器的传感器元件或可为光纤传感器，如线圈或玻璃纤维。另一实例是倾角测量装置，其可以通过倾角的变化来检测组件结构的损坏。

25、监测可在组件使用期间，以及使用之前或之后进行。因此，纤维复合组件还允许在其预期使用期间进行(非破坏性)损坏监测。由此，避免了通常使用的检查方法(目视检查、透射测试(例如x射线)、超声测试、涡流测试、染料渗透法)的缺点。特别是，用此类纤维复合组件可以确保连续运行，并满足尽可能高的安全要求。

26、维护停机和任何需要的拆卸不再是必需的，或者，由于采用了测量技术，它们的工作量更小，成本更低。借助导体(如处于电传导结构的形式)的损坏监测可以特别简单有效进行，同时灵敏度高。因此，它特别适用于需要大量生产的纤维复合组件，例如用于汽车工业。

27、在其许多预期用途中，纤维复合组件暴露于高的机械负荷，并因此优选具有特别显著的机械阻力和/或强度。

28、因此，在本发明的优选实施方式中，纤维复合组件的抗弯强度根据din en iso14125:2011-05确定为≥100mpa，优选≥200mpa，更优选≥400mpa，还更优选≥600mpa，甚至更优选≥750mpa，最优选≥1,000mpa，但一般不超过20,000mpa。

29、在本发明的优选实施方式中，纤维复合组件的弯曲弹性模量(flexural modulusof elasticity)根据din en iso 14125:2011-05确定为≥10gpa，优选≥20gpa，更优选≥30gpa，更优选≥50gpa，甚至更优选≥70gpa，最优选≥100gpa，但一般不超过1,000gpa。

30、在本发明的优选实施方式中，纤维材料至少部分地/优选完全具有表面结构、优选纺织表面结构，其部分地、基本上(即超过90vol％)、或者甚至完全地嵌入基体材料中。

31、尤其优选的是，表面结构选自于由铺设稀松布、针织物、梭织物、编织物、无纺布或其混合物组成的组。

32、根据本发明，无纺布应理解为是指由有限长度的纤维、连续纤维(细丝)或任何类型和来源的剪裁纱线构成的结构，其以某种方式联结以形成纤维层，并以某种方式相互连接。其不包括纱线的交叉或缠绕，如梭织、针织、机械针织、花边编织、编织和簇绒产品(tufted product)的生产中出现的情况。这一定义对应于标准din en iso 9092。根据本发明，术语无纺布也包括毛毡材料。然而，薄膜和纸不属于无纺布。

33、在本发明的上下文中，编织被理解为是指由柔性材料制成的多股线的规则交错。与梭织不同的是，在编织的过程中，线的供应方向与产品生产的主要方向不成直角。

34、根据本发明，梭织物被理解为是指由经(经线)和纬(纬线)两个线系组成的纺织物，从织物表面看，它们以正好或大约90°的角度以图案的形式相交。这两个系统中的每一个都可以由多个经纱或纬纱类型(例如，基本经纱、绒头经纱和衬垫经纱；基本纬纱、接结纬纱和衬垫纬纱)构成。经线沿梭织物的纵向方向运行，与织边平行；纬线沿横向方向运行，与织物边缘平行。线主要通过摩擦接合与梭织物相连。为了使梭织物是足够防滑的，经线和纬线通常必须织得相对紧密。因此，除少数例外情况外，梭织物也具有封闭织物的外观。这一定义对应于标准din 61100的第1部分。

35、根据本发明，术语梭织物和无纺布也包括经过簇绒的纺织材料。簇绒是用通过压缩空气和/或电力操作的机器将纱线固定到梭织物或无纺布中的方法。

36、根据本发明，针织物应理解为是指通过针织从线系统中生产出来的纺织材料。其中包括钩编材料和针织材料。

37、根据本发明，铺设稀松布应理解为是指由一层或多层平行运行的拉伸线组成的织物。线通常在交叉点处固定。固定通过材料粘合进行，或通过摩擦和/或强制联锁以机械方式进行。铺设稀松布优选选自于单轴或单向、双轴或多轴稀松布。

38、优选地，纤维材料具有各向异性结构，即在根据本发明的分层复合材料中，纤维至少部分(优选全部)具有特定的纤维方向。由此可产生层状复合材料的各向异性机械性质。

39、纤维材料优选选自于由玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、硼纤维、钢纤维、聚合物纤维(如合成纤维，特别是芳纶纤维和尼龙纤维)或天然纤维(特别是天然聚合物纤维)组成的组。玻璃纤维和碳纤维是特别优选的。天然纤维应理解为是指来源于天然资源(例如植物、动物或矿物)的纤维，并且无需进一步的化学转化反应即可直接使用。根据本发明的实例是亚麻、黄麻、剑麻或大麻纤维，以及蛋白质纤维或棉。根据本发明，也可以使用再生纤维，即通过化学工艺从天然存在的可再生原料中生产的纤维。

40、在本发明的优选实施方式中，基体材料含有聚合物基体材料或者是聚合物基体材料，其尤其优选具有一种或多种热固性材料和/或一种或多种热塑性材料。优选地，基体材料是选自于由聚氨酯、聚氯乙烯(尤其是聚氯乙烯硬质泡沫)、酚醛树脂和环氧树脂组成的组中的聚合物基体材料。

41、在本发明的优选实施方式中，至少一部分、优选是全部的纤维材料以一个或两个以上的表面结构的形式(优选以纺织层的形式)存在于纤维复合组件中，所述表面结构优选基本上完全、优选完全嵌入基体材料中。

42、纤维材料和传感器元件(如传导结构)优选至少部分地、优选完全地直接相互连接。连接优选是成型配合、摩擦配合、材料粘合或上述方式的组合。连接可以是可释放的，即在不损坏组件的情况下释放；可以是不可释放的，即只有通过损坏它们才能够使组件彼此释放；或者可以是部分可释放的，即只有辅助连接部分被破坏，而组件不被破坏。

43、特别优选部分可释放的连接，如粘合剂粘合。特别优选的连接类型是缝合、粘合剂粘合或印制。

44、特别优选地，纤维材料至少部分地、优选地完全地具有一个或多个表面结构，优选地处于一个或多个纺织层的形式，并且传感器元件(例如传导结构)通过上述连接中的一个或多个施加至表面结构。特别优选地，传感器元件(如传导结构)借助lds(激光直接结构化)粘接、印制、施加或者用线缝合在至少一个或多个纺织层上。例如，丝网印刷方法、以及喷墨方法或cvd/pvd方法可以用作生产印制传导结构的方法。

45、纤维复合组件优选是板状的，因为这样的设计可以普遍使用，而且可特别容易生产，用于保护敏感结构，尤其是电池结构。板的高度(即厚度)为至少0.5mm，优选至少1mm，更优选至少2mm，还更优选至少3mm，甚至更优选至少4mm，甚至明显更优选至少5mm，并且最优选至少7mm。

46、板的高度优选为最大25mm，更优选最大20mm，还更优选最大15mm，甚至更优选最大12mm，甚至明显优选最大10mm，并且最优选最大8mm。

47、板的高度优选在0.5-25mm的范围内，更优选1-20mm，还更优选1-15mm，甚至更优选1-10mm，甚至明显更优选2-8mm，并且最优选2-6mm。

48、特别是如果设计板为夹层板，板的高度优选在3-25mm的范围内，更优选4-20mm。

49、特别是如果板是单体的，板的高度优选在0.5-10mm的范围内，更优选1-4mm。

50、本发明还涉及权利要求书及前面和后面章节中定义的纤维复合组件作为以下物质的用途：作为机动车辆组件，优选作为车身组件，特别优选作为底部保护(也称为防撞板或钻撞保护)或保险杠，或作为电池壳体、电池壳体部分、电池壳体保护，特别是处于保护板、结构组件、航空器和航天器的复合部件、轨道车辆组件的形式，或作为上述物质的部分。当用作钻撞防护装置或底板，特别是用于电池外壳时，如果传感器元件(优选电导体)位于组件的中心或朝向内侧，是特别有利的。朝向内侧是指从中心向外远离车底布置。

51、更多优选的机动车辆组件选自于由以下组成的组：后备箱货箱地板、仪表板、门和顶包层、车底保护部分、结构组件、轮罩、发动机舱部分、制动器和离合器的衬片和盘片、隔音材料、剪切面板和密封件。

52、特别优选作为电池外壳(其不必是机动车辆的一部分)、特别是用于锂离子电池的一部分的用途。纤维复合组件尤其优选是底部板或盖板。

53、在本发明的进一步优选的实施方式中，纤维复合组件是航空器或航天器(如飞机)的一部分。在这种情况下，优选所述部分是尾旋翼桨叶片、主旋翼轮毂板、发动机组件、罐、机身结构、防火元件(如防火层)、旋转部件、涡轮叶片和机翼。

54、在本发明的进一步优选的实施方式中，纤维复合组件是结构组件，例如用于风力涡轮机的结构组件。在这种情况下，优选部件是用于风力涡轮机的旋翼叶片，特别是“机舱(nacelle)”的结构和外皮部件、线、管、壁和顶。

55、在本发明的优选实施方式中，传感器元件(例如传导结构)具有一个、两个或甚至更多的接触元件，用于连接分析单元，通过其可以确定传感器元件的性能变化，例如传导结构的传导率变化。例如，接触元件可以是导体轨道或电线的末端，或者在纤维复合组件生产过程中引入的接触面(例如，与导体末端连接或压上)，其中，接触面在生产过程中例如被掩盖或以不同的形式(例如通过硅胶袋)保护，并可在组件完成后再次暴露出来。这种接触面可以选自传导材料，所述传导材料选自于由石墨、传导性聚合物或金属组成的组中，优选铜接触面。在导电性方面，分析单元可以是例如电阻测量装置(例如数字测量装置)，用于测量欧姆电阻。优选地，分析装置通过可拆卸的连接与接触元件连接，任选地通过带插头连接的插接电缆连接，其中，纤维复合组件的接触元件优选本身是插头连接的一部分，这样就可以在纤维复合组件和连接电缆或分析单元之间建立插头连接。在最简单的情况下，传感器元件(如电传导结构)由例如导电线形成，并且用于连接分析单元的接触元件是接触点，即线的端部。在传导结构受到损坏(例如由于物体的影响)的情况下，观察到导电性的损失。在最简单的情况下，分析单元只记录电流是否流动，即传导结构是否中断。因此，在包含纤维复合组件和分析单元的系统中，分析单元优选设计和配置为记录电流是否流过传感器元件。本发明还涉及根据本发明的纤维复合组件和分析单元的系统用于记录纤维复合组件损坏的用途。为了确定测量变量(例如电阻)，分析单元可以有电压源或光源和测量装置(例如用于确定电阻)。如果选择了相应的发射器-接收器组合(nfc、wifi、蓝牙、感应等)，可以优选提供分析单元和传感器装置的其它元件之间的无线传输，其发射器可以与纤维复合组件整合，并可以无线提供用于测量和传输测量值所需的能量。

56、接触点优选布置在纤维复合材料组件的凹陷中，从而使其以受保护的方式存在。

57、在纤维复合组件的板状设计中，接触元件优选布置在侧面外表面上，或者纤维复合组件至少设计成可以将分析单元连接到接触元件上，从而传感器元件(例如电传导结构)可以通过侧面表面至少部分地、优选完全地进行非破坏性连接。换言之，将纤维复合组件设计为允许通过侧表面(即厚的面)进行接触。如图4的实施方式所示，这可以通过以下方式实现：例如，将接触元件布置在一个可覆盖的凹槽处，在该凹槽处可以连接一个侧面可放电的插头连接件；或者将传导性线(特别是作为电传导结构一部分的导电线)从这种板的侧表面引出(图5)。由于侧面连接的可能性，可以避免错误检测，并纤维复合组件集成入更大的结构(如车身)可以被简化。

58、传感器元件优选是导体，特别是电导体，例如电传导结构形式，其优选至少与部分纤维材料绝缘，特别优选与全部纤维材料绝缘。在电导体的情况下，这是电绝缘。组件优选具有处于纤维结构层的形式(特别是以纺织物层的形式)的纤维材料，并且导体因此被引入组件的单个纤维层之间，使其在组件中相对于相邻的纤维结构层(特别是以纺织物层的形式)绝缘。特别优选地，传导结构相对于整个剩余组件是绝缘的。因此，举例说明电传导结构电绝缘的可能性(作为特别有利的实施方式)，以解释基本原理。当然，相应的实施方式也可以类似地用其它导体，特别是其它电导体或光波导。

59、优选地，绝缘通过纤维复合组件产生，所述纤维复合组件具有两个以上的纤维表面结构层，例如纺织纤维层，并且电传导结构以其与组件中相邻的纤维表面结构层绝缘的形式被引入所述组件的单个纤维表面结构层之间。

60、如果相邻层(优选纺织层)本身是电绝缘的，则可以省略相邻层的绝缘。同样，如果导体本身是绝缘的，则施加导体的基材可以是传导性的。

61、例如，传导结构(如导电导线)的绝缘可以通过绝缘塑料护套来实施。

62、然而，传导结构的绝缘也可以通过使用非导体(例如玻璃纤维)作为两个或更多相邻纤维表面结构层的纤维材料的全部或主要组成部分(即优选超过70wt％，更优选超过90wt％)来实现。

63、作为另一种选择，传导结构至少部分地、优选完全地与不传导的纤维材料相连接，和/或被此类纤维材料包围。这种材料特别优选以表面结构的形式存在，如玻璃纤维毡或织物。

64、特别优选地，传导结构至少部分地、优选完全地布置在两个非传导纤维结构层(特别是纺织层)之间，其中，传导结构优选地以特别是整体粘合或摩擦配合的方式、尤其优选通过缝合或印制连接到一个或两个层，和/或传导结构(例如以电线的形式)与纺织层绝缘，例如通过具有绝缘塑料的塑料护套。

65、在本发明的优选实施方式中，例如处于电传导结构形式的电导体由至少70wt％、优选至少80wt％、更优选至少90wt％、甚至至少95wt％或100wt％的材料组成，所述材料在标准条件下的导电率σ≥0.1*106s/m、优选≥1*106s/m、更优选≥2*106s/m、更优选≥5*106s/m、还更优选≥1*107s/m、甚至更优选≥2*107s/m、并且最优选≥3*107s/m。特别优选的是，电导体的材料是金属，尤其优选选自于由银、铜、金、铝、镁、钨、钛、铁或上述金属的混合物和/或合金组成的组中的金属，特别是铜或钢。在另一优选的实施方式中，这种材料是传导性聚合物、传导性墨水、石墨烯或石墨。

66、由于根据本发明的纤维复合组件可尤其用于保护敏感结构或功能组件(如电池)的模制组件，因此它优选具有特别明显的机械阻力。

67、特别优选地，至少部分、优选全部纤维材料以一个或两个以上纤维结构层的形式(优选以两个纺织层的形式)存在于纤维复合组件中，其中至少一个、优选全部纤维结构层选自于碳纤维层或玻璃纤维层。

68、为了尽可能准确地检测待保护的组件的损坏情况，导体(例如以电传导结构形式)优选具有复杂的几何轮廓。因此，在此举例说明电传导结构空间设计的可能性(作为特别有利的实施方式)。当然，相应的实施方式也可以类似地用其它导体，特别是电导体或光波导。

69、电传导结构优选至少部分具有偏离纤维复合组件内的直线剖面的弯曲轮廓，特别是曲折轮廓或hilbert曲线形状的轮廓。对于复杂的电传导结构轮廓，使用印制的导体轨道或通过激光直接结构化获得的导体轨迹可能是有利的。在本发明的含义中，导体轨道是通过金属化(特别是电解诱导金属沉积)获得的优选具有二维或多维轮廓的导电连接。因此，该术语并不局限于微电子学的含义，而是包含了微电子学的含义。此类结构能够实现高的结构可变性。

70、电传导结构优选由导电线或导电导体轨道形成，其中，传导结构的最大程度由传导结构两点之间的最大距离fe定义，并且其中优选地，导电线或导体轨道的长度为cl≥fe、优选cl≥2*fe、更优选cl≥3*fe、甚至更优选cl≥5*fe、甚至相当优选cl≥10*fe，甚至明显更优选cl≥20*fe、并且最优选cl≥50*fe。

71、根据本发明，在曲线形轮廓的情况下，选择电传导结构的各个分区之间的距离，从而达到高检测灵敏度。优选地，在曲线形轮廓中，曲线总是具有最大距离0.0002*be、优选0.0001*be或5mm、优选2mm，其中，be是纤维复合组件延伸，即组件两点之间的最大距离。因此，在此类纤维复合组件的通常应用中，特别是在汽车领域，可以以足够的准确性检测损坏，即选择各曲线的距离，使得其小于要检测到的最小损坏或要检测到的最小穿透物体。

72、根据本发明，传导结构的各个部分(例如导体轨道部分)之间的距离优选选择为使得其始终小于要检测到的最小损坏或要检测到的最小穿透物体。导体轨道的轮廓也要相应选择。该距离优选总是≤10cm、更优选总是≤5cm、还更优选总是≤2cm、甚至更优选总是≤1cm、并且最优选总是≤0.5cm，但一般≥0.05cm。

73、为了防止对纤维复合材料组件的结构和稳定性没有影响或仅有轻微影响的外部轻量级损坏，传导结构优选几乎完全布置在纤维复合组件内，即≥90vol％，和/或布置为与纤维复合组件内的一个或所有外表面保持一定距离。因此，可以避免因轻微表面损坏而产生的故障信息。优选地，传导结构的所有点被布置为与一个、优选所有外表面的所有点的距离≥0.1*be、优选≥0.2*be，其中，be是纤维复合组件的延伸，即组件两点之间的最大距离。传导结构的所有点优选布置为距离所有外表面至少0.2mm、优选至少0.5mm。“外表面”应理解为是指不与纤维复合组件的另外区域邻接并因此将纤维复合组件向外划定的表面，即其表面。在纤维复合组件的块状或长方体设计、特别是板状设计的情况下，上述间距优选相对于两个以上的外表面存在。

74、电传导结构优选选自于由导电线、导电聚合物(尤其是处于导电纤维的形式)、导电导体轨道(尤其是印制导体轨道)组成的组。举例来说，它可以是用传导性印刷介质(如传导性墨水)印制的导体轨道。特别是由于简单的实施方式，特别优选使用金属线、优选绝缘金属线，其中，金属线特别优选为铜线或铜合金线。优选绝缘线的直径优选在0.1mm至1.0mm，优选0.1mm至0.5mm、最优选0.2mm至0.5mm的范围。

75、在本发明的优选实施方式中，纤维复合组件被设计成具有至少一个电传导结构作为传感器元件，其中，可通过非破坏性机械负荷实现传导结构的传导性的最大变化≤20％、优选≤15％、更优选≤10％、甚至更优选≤5％、并且最优选≤2％。

76、本发明还涉及包含具有传感器元件(如电传导结构)的纤维复合组件和分析单元的系统，通过该分析单元可以确定传感器元件的性能变化(如传导结构的传导性变化)，其中，优选纤维复合组件和分析单元通过接触元件相互连接。纤维复合组件优选如权利要求所定义的进行设计。在板状实施方式中，这种连接优选通过外表面、特别优选通过侧面外表面来进行。由纤维复合组件和分析单元形成的系统可以在空间上分离，并可以通过与传感器元件和分析单元的接触元件连接的接触装置永久或可拆卸地相互连接。

77、传感器元件(如电传导结构)与分析单元的连接通常可以间接实现，例如通过将线作为接触装置。

78、本发明还涉及电池结构，所述电池结构包含具有传感器元件(如电传导结构)的纤维复合组件和电池壳体和/或电池，其中，纤维复合组件优选作为单独元件布置或固定在电池壳体或电池的外侧之一上。在优选的实施方式中，纤维复合组件也可以是电池壳体的一部分。电池壳体适合于容纳一个或多个电池(在这种情况下中也包括蓄电池)、尤其是锂离子蓄电池，保护其不受机械负荷的影响，并在电池受损时永久地防止电池材料的流出和反应。纤维复合组件特别优选是防撞板。特别优选地，尤其是在板状设计的情况下，电池结构被设计为使得当按预期使用时，纤维复合组件被布置在电池壳体或电池的下方或上方。纤维复合组件优选地如权利要求中所定义的进行设计。本发明还涉及防撞板，其适合用作此类电池结构的一部分。本发明还涉及这种防撞板用于保护电池壳体或电池的用途。由此可以检测到物体撞击或穿透进入底部造成的损坏。

79、在优选的实施方式中，纤维复合组件中基体材料与纤维材料的体积比为8:1至1:10、优选为5:1至1:8、尤其优选为2:1至1:5。

80、在优选的实施方式中，纤维复合组件中基体材料与纤维材料的重量比为5:1至1:20、优选为3:1至1:10、尤其优选为1:1至1:8。

81、在优选的实施方式中，纤维复合组件中基体材料与任选的添加剂的体积比为100:1至1:5、优选50:1至1:3、尤其优选2:1至1:2。

82、在优选的实施方式中，纤维复合组件中基体材料与任选的添加剂的重量比为100:1至1:10、优选50:1至1:6、尤其优选4:1至1:4。

83、在优选的实施方式中，在纤维复合组件总质量中纤维材料的重量比例为10wt％至95wt％、优选20wt％至90wt％、更优选30wt％至85wt％、还更优选40wt％至80wt％、最优选50wt％至75wt％。

84、在优选的实施方式中，在纤维复合组件总质量中任选的添加剂的重量比例为0.05wt％至50wt％、优选0.1wt％至25wt％、更优选0.3wt％至15wt％、还更优选1.0wt％至10wt％、最优选2.0wt％至5wt％。

85、在优选的实施方式中，功能区中基体材料与纤维材料的体积比为8:1至1:15、优选2:1至1:10、特别优选1:1至1:10。

86、在优选的实施方式中，功能区中基体材料与纤维材料的重量比为5:1至1:30、优选2:1至1:20、特别优选1:1至1:15。

87、在优选的实施方式中，功能区中基体材料与添加剂的体积比为100:1至1:20、优选50:1至1:6、特别优选2:1至1:4。

88、在优选的实施方式中，功能区中基体材料与添加剂的重量比为100:1至1:20、优选50:1至1:12、特别优选4:1至1:8。

89、在优选的实施方式中，功能区总质量中任选包含的纤维材料的重量比例为20wt％至80wt％、优选25wt％至70wt％、更优选35wt％至65wt％、还更优选30wt％至60wt％、最优选30wt％至55wt％。

90、在优选的实施方式中，功能区总质量中任选的添加剂的重量比例为0.1wt％至40wt％、优选0.2wt％至30wt％、更优选0.5wt％至20wt％、还更优选1.0wt％至10wt％、最优选1.0wt％至5wt％。

91、树脂、纤维和孔隙的比例优选按照iso 14127，第一版，2008中所述进行确定。

92、任选的添加剂优选布置在功能区中。功能区是有具有浓度梯度的添加剂的区域。因此，功能区具有在空间上程度显著不同的功能性。优选地，功能区具有基体材料和/或纤维材料。在另一优选的实施方式中，功能区没有纤维材料。

93、功能区还可以包括孔隙，即空气和/或气体包含物，然而，这些孔隙优选不占超过功能区总体积的5vol％。

94、功能区可以优选地形成整个复合组件，即复合组件仅有一个区域，即功能区，复合组件由其组成。但是，复合组件也可以有另外的区域，特别是另外的功能区。

95、复合组件优选完全由包含纤维材料和基体材料的区域组成。

96、功能区通过提供或影响特定的材料性能，为复合组件提供应用目的所需的功能，如屏蔽或防火。为此，功能区包含添加剂、以及任选的纤维材料和/或任选的基体材料，或由上述组成部分组成。在这种情况下，复合组件的纤维材料不是本发明意义上的添加剂，即，添加剂是不同于纤维材料的添加剂，并且在功能区中引起或影响材料性能，特别是光学、热学、机械和/或电磁材料性能。

97、复合组件可以通过接合不同的工件或对工件进行涂覆来生产。然而，复合组件优选整体形成，即一体式形成。复合组件特别优选在其生产过程中通过整体固化获得。功能区可以通过接合不同的工件或对工件进行涂覆来产生。然而，功能区优选整体设计，即一体式设计。特别优选地，功能区在其生产过程中通过整体固化获得。

98、相对于复合组件的总体积，功能区的体积分数优选≥2vol％、更优选≥5vol％、还更优选≥10vol％、甚至更优选≥20vol％、甚至明显更优选≥40vol％、最优选≥60vol％。

99、如前所述，任选的添加剂是除纤维材料和基体材料外还包含在复合组件中的组成部分，其导致或影响、特别是增强或削弱功能区的材料性能(尤其是光学、热学、机械和/或电磁性能)。这意味着，与没有相应添加剂的区域相比，功能区的一种或多种材料性能是新开发、增强或降低的。添加剂和/或纤维材料至少部分地、优选基本上嵌入基体材料中。在本文中，基本上是指至少70vol％的纤维材料完全被基体材料包围，优选至少75vol％、更优选至少80vol％、还更优选至少85vol％、还更优选至少90vol％、最优选至少95vol％。尤其优选地，添加剂和/或纤维材料完全嵌入基体材料中。

100、功能区具有浓度梯度的添加剂，因此它包括具有不同浓度添加剂的不相交的体积元素(即没有体积交集的体积元素)，因此添加剂导致或影响的性能在功能区中以局部不同的方式得到了强烈体现。不相交的体积元素的体积优选地为功能区和/或复合组件的总体积的≥1％、更优选≥2％、还更优选地≥5％，但还优选≤10％。浓度梯度表示在功能区内、优选在功能区的任选的基体材料内添加剂的浓度的优选连续局部变化。连续被理解为是指浓度函数的连续轮廓，即浓度梯度的浓度值。浓度梯度是优选预先确定的，即具有在生产方法中通过实施的测量方法预先确定的浓度值和/或方向的轮廓。在本发明的上下文中，浓度被理解为是指质量浓度，即每体积单位复合组件中的添加剂的质量(例如g/l)。

101、在本发明的范围内，复合组件的区域和复合组件本身的空间维度不受限制。复合组件可优选是板材，如防火面板。复合组件的区域可优选是层。在这种情况下，复合组件尤其优选为层状复合材料或具有此类复合材料。层应理解为是指优选平坦表面的材料或材料混合物，其优选与复合组件的其它区域有材料边界。

102、术语“功能区的材料性能”包括形成功能区的材料或材料混合物的所有材料性能。该术语包括物理性能(如热导率或膨胀系数)和化学材料性能(如可燃性或抗菌效果)。

103、在本发明的优选实施方式中，添加剂在功能区中产生的或添加剂影响的材料性能是物理材料性能，优选光学、热学、机械、声学、电动力学、热力学和/或电磁性能。特别优选地，物理材料性能选自于由膨胀系数、热容量、热传导/热导率、延展性、弹性、强度、硬度、耐磨性、韧性、渗透性(特别是磁导率)、吸收行为、和发射行为、反射和透明度组成的组。

104、在本发明的优选实施方式中，添加剂在功能区中产生的或者添加剂影响的材料性能是化学性能。化学材料性能优选选自于由抗菌效果、可燃性、耐腐蚀性、溶解性和酸度常数组成的组。

105、在本发明的优选实施方式中，添加剂在功能区中产生的或者添加剂影响的材料性能是生理学材料性能。生理学材料性能优选选自于由气味、味道和毒性(尤其是生态毒性)组成的组。

106、尤其优选的是功能区与其它区域的整体特性，尤其优选的是与复合组件的所有其它区域的整体特性，即复合组件的整体设计。

107、根据本发明，复合组件优选由功能区组成。然而，在本发明的另一优选实施方式中，复合组件具有其它区域，特别是其它的功能区。例如，，复合组件可以有两个以上的根据本发明的带有不同的添加剂的功能区。

108、浓度梯度由多个点组成。浓度梯度的“点”表示在功能区的不相交体积元素中添加剂的浓度值，即在体积元素中居中布置的点被分配到该体积元素的相应浓度值。通过连接不同浓度的点，可以确定和设置浓度梯度的空间轮廓以及由此而来的其长度lk，例如，与组件延伸相关。

109、与浓度梯度的点相关联的体积元素优选以这样的方式获得和定义：将复合组件的体积的部分(如功能区)、优选复合组件的整个体积划分为等体积的体积元素(即体积偏差≤5％，优选≤2％)，并确定各个体积元素中添加剂的浓度。分析不同添加剂的添加剂含量的相应方法是本领域技术人员已知的，并在常规手册中进行了详细描述，例如，在taschenbuch der kunststoff-additive[handbook of plastic additives]，第3版，müller，carl hanser verlag，1989，第20章中。分析可例如通过焚烧和/或溶解组成部分来进行，如在iso 14127，第一版，2008中所述。由此可确定与浓度梯度的点相关的浓度值。通过比较不同的不相交体积元素(例如层或立方体)的添加剂浓度值，可以确定是否存在浓度差，即是否存在具有两个以上的点的浓度梯度。与相应浓度值相关联并因此代表体积元素中浓度的点分别布置在体积元素的体积重心点上。浓度梯度的长度lk由不同浓度的点连接来获得。这些点优选总是从一个点连接到空间上最接近的点，即经最短路线。不相交的体积元素之一的体积优选≥复合组件总体积vkb的1/50、还更优选≥1/20*vkb、还更优选≥1/10*vkb，但同时优选≤1/5*vkb。为了能够进行简单实用的分析，优选将复合组件分成相同体积的不超过200个、优选不超过100个、更优选不超过50个、甚至更优选不超过10个的体积元素，并可以从它们中确定浓度。优选地，浓度梯度被设计为使得沿着浓度梯度的长度连续排列并且代表不同体积元素的两个点的浓度差≥5％、更优选≥10％、还更优选≥15％、甚至更优选≥20％，基于每种情况下较高的浓度值。这优选应用于浓度梯度的所有相邻浓度点。浓度梯度优选仅具有添加剂浓度>0的点，和/或功能区仅包括有添加剂的体积元素。

110、优选地，具有最高浓度的体积元素的浓度值除以具有最小浓度的体积元件的浓度值为≥2、优选≥5、还更优选≥10、甚至更优选≥20、最优选≥30，和/或其点间距≥0.01*be、优选≥0.05*be。

111、在进一步优选的实施方式中，由厚度为d的层获得并定义体积元素(其由一个点表示)，该层在每种情况下通过例如铣削从复合组件中移除，随后测定其浓度。移除的层的体积基本相同(即体积偏差≤5％、优选≤2％)。通过比较不同移除的层(即不相交的体积元素)的添加剂浓度，可以确定是否存在浓度差异，即是否存在浓度梯度。被测层的厚度d优选≤浓度梯度长度的1/3、更优选≤1/5、还更优选≤1/10、最优选≤1/20，但同时优选d≥浓度梯度长度的1/100。层的体积优选≥复合组件总体积vkb的1/50、还更优选≥1/20*vkb、还更优选≥1/10*vkb，但同时优选≤1/5*vkb。层密度优选≥0.5mm、更优选≥0.1mm、更优选≥3mm、还更优选≥5mm，但同时优选≤5cm。优选地，层密度d≥0.0001*be、优选d≥0.0004*be、更优选d≥0.0006*be、更优选d≥0.0008*be、还更优选d≥0.001*be、甚至更优选d≥0.005*be、最优选d≥0.01*be；然而，同时优选d≤0.01*be。

112、浓度梯度优选设计成使得沿浓度梯度长度连续排列并表示不同体积元素的两个点的浓度差≥5％、更优选≥10％、还更优选≥15％、甚至更优选≥20％，基于每种情况下较高的浓度值。这优选适用于浓度梯度的所有相邻浓度点。

113、例如，浓度梯度可以由10个浓度值形成，其表示具有1mm的对应层厚度的10个移除的层的浓度，其中，代表相应层中浓度的相应点总是具有至少20％的浓度差。上述用于确定浓度梯度的逐层移除特别适用于板状复合组件(例如防火面板)的情况。

114、特别是在复杂结构的情况下或如果功能区相对于复合组件较小的情况下，也可以通过从复合组件中切割出立方体元素来获得和定义梯度，其边长优选≤浓度梯度长度的1/3、更优选≤1/5、还更优选≤1/10、最优选≤1/20，但边长同时优选≥浓度梯度长度的1/100。立方体的体积基本上相同(即体积偏差≤5％、优选≤2％)。立方体的体积优选为≥复合组件总体积vkb的1/50、还更优选≥1/20*vkb、还更优选≥1/10*vkb，但同时优选≤1/5*vkb。相应立方体的边长优选为≥0.5mm、更优选≥1mm、更优选≥3mm、还更优选≥5mm，但同时优选≤5cm。优选地，立方体的边长为≥0.0001*be、优选≥0.0004*be、更优选≥0.0006*be、更优选≥0.0008*be、还更优选≥0.001*be、甚至更优选≥0.005*be、最优选≥0.01*be；但是，边长同时优选为≤0.01*be。浓度梯度可以由例如10个浓度值形成，其代表10个边长为1mm的切出的立方体的浓度，其中，布置在立方体中间的相应点代表相应立方体中的浓度，总是具有至少20％的浓度差。

115、优选将浓度梯度设计成使得沿浓度梯度的长度连续排列且代表不同体积元素的两个点的浓度差≥5％、更优选≥10％、还更优选≥15％、甚至更优选≥20％，基于每种情况下较高的浓度值。这优选应用于浓度梯度的所有相邻浓度点。

116、在本发明的优选实施方式中，浓度梯度的浓度值沿着其空间轮廓(即其长度lk)至少部分地、优选完全地连续增加或下降。在本发明的优选实施方式中，浓度梯度在其长度lk的超过10％、优选超过20％、还更优选超过40％、甚至更优选超过60％、并且更优选超过75％中具有浓度值的连续轮廓。由于浓度梯度的浓度值的连续轮廓，避免了功能区内的偏析效应和预定断点，并由此增加了材料的强度和抗性。

117、在优选的实施方式中，浓度梯度在其长度lk上至少部分地、优选完全地具有浓度值的单调递增轮廓，即每个测量点具有比前一个测量点更高的浓度。在另一优选的实施方式中，浓度梯度在其长度lk上至少部分地、优选完全地具有单调递减轮廓，即每个测量点的浓度具有比前一个测量点更低的浓度。

118、浓度梯度在其长度lk上具有至少部分地、优选完全地选自于由如下所组成的组的浓度值轮廓：线性增加、逐步增加、逐步减少、非线性增加、线性减少、指数减少、指数增加和非线性减少。

119、在本发明的优选实施方式中，复合组件具有最大组件延伸be，其由组件两点之间的最大距离定义，而浓度梯度具有长度lk，其中lk≥0.05*be、优选lk≥0.2*be、更优选lk≥0.3*be、还更优选lk≥0.4*be、还更优选lk≥0.6*be、最优选lk≥0.75*be。

120、在本发明的优选实施方式中，功能区具有最大功能区延伸fbe，其由功能区两点之间的最大距离定义，并且浓度梯度具有长度lk，其中lk≥0.05*fbe、优选lk≥0.2*fbe、更优选lk≥0.3*fbe、更优选lk≥0.4*fbe、还优选lk≥0.6*fbe、最优选lk≥0.75*fbe。

121、由于优选连续浓度梯度尽可能广泛地扩展，在不同浓度的添加剂区域之间实现了尽可能均匀的过渡。因此，复合组件具有增加的结构完整性和强度。

122、复合组件优选是板，如防火面板。对于这种情况，浓度梯度优选沿板的高度hb延伸。优选地，特别是对于这种情况，浓度梯度具有长度lk，其中lk≥0.05*hb、优选lk≥0.2*hb、更优选lk≥0.3*hb、更优选lk≥0.4*hb、还更优选lk≥0.6*hb、最优选lk≥0.75*hb。在其它优选的实施方式中，浓度梯度沿板的长度lb延伸。优选地，特别是对于这种情况，浓度梯度具有长度lk，其中lk≥0.001*lb、优选lk≥0.004*lb、更优选lk≥0.006*lb、更优选lk≥0.008*lb、还更优选lk≥0.012*lb、最优选lk≥0.015*lb。在其它示例性实施方式中，浓度梯度沿板的宽度bb延伸。优选地，特别是对于这种情况，浓度梯度具有长度lk，其中lk≥0.001*bb、优选lk≥0.004*bb、更优选lk≥0.006*bb、更优选lk≥0.008*bb、还更优选lk≥0.01*bb、最优选lk≥0.012*bb。在上述实施方式中，浓度梯度优选只有添加剂浓度>0的点，即浓度值的轮廓沿着梯度的空间轮廓完全与零不同，和/或功能区和任选的复合组件被设计为一体式，优选被固化为一体式。上述优选实施方式的组合也是可能和优选的，其中浓度梯度在每种情况下都有沿2或3个板轴线(长、宽、高)的组成部分。

123、浓度梯度优选具有浓度值不同的至少三个点、优选至少五个点、还更优选至少十个点、还更优选至少20个点、最优选至少50个点，其中这些点优选均匀地间隔开。然后，浓度梯度优选设计为使得沿着浓度梯度的长度连续排列并表示不同体积元素的两个点的浓度差≥5％、更优选≥10％、还更优选≥15％、甚至更优选≥20％，基于每种情况中较高的浓度值。这优选应用于浓度梯度的所有相邻浓度点。特别优选地，在这种情况下，浓度梯度具有上文关于组件延伸be和/或功能区延伸fbe和/或上述轮廓之一定义的长度lk之一。优选地，形成梯度的任何浓度点都没有布置在任选的纤维材料内。

124、优选地，浓度梯度完全布置在功能区内，尤其优选对应于功能区延伸fbe的浓度梯度。

125、在本发明的优选实施方式中，浓度梯度的浓度值轮廓具有至少两个不同设计的部分区域。例如，浓度梯度的浓度值的轮廓可以先线性减小，然后逐步增加。由此，可以在复合组件中实现复杂的浓度分布。优选地，浓度梯度具有不同倾斜度的部分区域。

126、在本发明的优选实施方式中，浓度梯度具有最高浓度点cmax和最低浓度点cmin，其中cmax/cmin≥2、优选≥5、还更优选≥10、甚至更优选≥20、最优选≥30。由功能层中的添加剂产生或影响的材料性能开发的高局部差异可通过浓度值的相应陡峭梯度来实现。

127、特别优选的实施方式是其中浓度梯度的最高浓度点cmax和最低浓度点cmin具有最小距离lcmax->min，其中lcmax->min≥0.05*be、优选lcmax->min≥0.2*be、更优选lcmax->min≥0.3*be、更优选lcmax->min≥0.4*be、还更优选lcmax->min≥0.5*be。

128、然而，对于其它应用，虽然在功能区中存在梯度，但局部浓度差有限也是有利的。因此，在本发明的另一优选实施方式中，cmax/cmin为≤2、优选≤5、还更优选≤10、甚至更优选≤20、最优选≤30。

129、在本发明的优选实施方式中，cmax/cmin在1.5-50、优选3-30、还更优选5-25、甚至更优选5-20、最优选7-15的范围。

130、在上述优选实施方式中，复合组件特别优选具有最大组件延伸be，其由组件两点之间的最大距离定义，并且浓度梯度优选具有长度lk，其中lk≥0.05*be，优选lk≥0.2*be，更优选lk≥0.3*be，更优选lk≥0.4*be，还更优选lk≥0.6*be，最优选lk≥0.75*be。

131、优选地，浓度梯度被设计为使得在复合组件的多个或所有表面之一存在增加的添加剂浓度，并朝向内部降低，反之亦然。

132、因此，在本发明的优选实施方式中，浓度梯度至少部分平行于或延伸至功能区的外表面之一的正交投影运行；特别优选地，在这种情况下，添加剂的浓度至少部分地、优选连续地朝向外表面之一增加。根据本发明的含义，正交投影是点在平面上的图像，该平面形成复合组件的外表面之一，因此该点与其图像之间的连接线与该平面形成直角。这样，图像到平面上所有点的起点距离最短。

133、优选将浓度梯度设计为使得梯度cmax的最高浓度点布置在最接近的外表面上或其附近，即，与最接近的外表面的所有点的间隔不超过0.1*be。“外表面”应理解为是指不与复合组件的其它区域邻接并由此将复合组件向外划定的表面。在本发明的优选实施方式中，功能区具有两个以上的浓度梯度，其中两个以上的浓度梯度优选设计为使得添加剂的浓度朝相同的外表面增加。

134、由于添加剂通常用于控制与外表面具有特定功能关系的材料性能，因此特别优选这种布置。例如，添加剂可用于提高抗冲击性，并因此特别优选积聚在外表面之一处或其附近。该实施方式特别优选，特别是当添加剂在引入复合组件后要进行进一步的热处理(如碳化)时。

135、在另一优选的实施方式中，浓度梯度被设计为使得最高浓度点布置在组件的中心，即距离最近的外表面或所有外表面的距离≥0.1*be、优选≥0.2*be。在组件为块状或立方体设计的情况下，上述间距优选相对于两个以上的外表面存在。

136、在本发明的优选实施方式中，功能区为防火区，并为此具有阻燃剂作为添加剂，其降低功能层的可燃性。

137、一般来说，在这种情况下，阻燃剂特别优选选自于由卤代和/或氮基阻燃剂，无机阻燃剂，如石墨盐、铝氢氧化物、三氧化锑、聚磷酸铵、二乙基次膦酸铝、云母、白云母、胍、三嗪、硫酸盐、硼酸盐、氰尿酸盐，它们的盐和它们的混合物组成的组。

138、与任选的其它区域一样，功能区可以具有进一步的添加剂。特别地，功能区可以有多种不同的添加剂，其具有不同的、优选连续的浓度梯度。

139、在其它优选实施方式中，任选的添加剂一般选自于由抗氧化剂、光稳定剂(尤其是uv稳定剂)、增塑剂、发泡剂、电导体、热导体、染料、用于改善机械性能(如冲击改性)的填料、或橡胶或热塑性颗粒，以及上述物质的混合物组成的组。

140、添加剂可以以溶解或分散的形式存在于基体材料中。如果它是分散的，它优选以粉末、片状、管状或上述形式的混合物的形式被包含。

141、如果添加剂是阻燃剂，其优选选自于主动型(即冷却型)阻燃剂的组或被动型(即隔绝型)阻燃剂的组。特别优选地，阻燃剂为膨胀型阻燃剂。

142、在本发明的优选实施方式中，位于纤维复合组件中的所有添加剂基本上存在于功能区中，即≥70wt％、优选≥80wt％、甚至更优选≥90wt％、最优选完全地存在于空间上界定的功能区的第一分区中。该第一分区优选至少部分地、优选完全地包围纤维复合组件的至少一个外表面。如果纤维复合组件具有多于一个的功能区，则上述重量比例和下述体积部分优选与一个以上的功能区有关。

143、在本发明的优选实施方式中，功能区的添加剂基本上位于第一分区的体积vt1中，它占功能区vfb总体积的相当大一部分。优选vt1≥0.1*vfb，更优选vt1≥0.3*vfb，还更优选vt1≥0.5*vfb，还更优选vt1≥0.7*vfb，最优选vt1≥0.9*vfb。

144、在优选与上述优选实施方式结合的本发明的优选实施方式中，功能区具有其中不存在添加剂的第二分区。该第二分区的体积vt2优选为vt2≤0.7*vfb，更优选vt2≤0.5*vfb，更优选vt2≤0.3*vfb，还更优选vt2≤0.2*vfb，最优选vt2≤0.1*vfb。

145、在另一特别优选的实施方式中，位于纤维复合组件中的所有添加剂基本上、优选完全地布置在功能区中。

146、在本发明的优选实施方式中，功能区的添加剂基本上位于其中的分区的体积vt1相对于纤维复合组件的总体积vfb较低。优选vt1≤0.7*vfb，更优选vt1≤0.5*vfb，更优选vt1≤0.3*vfb，还更优选vt1≤0.2*vfb，最优选vt1≤0.1*vfb。

147、在优选与上述优选实施方式结合的本发明的优选实施方式中，所述功能区具有其中不存在添加剂的第二分区。该第二分区的体积vt2优选为vt2≥0.1*vfb，更优选vt2≥0.2*vfb，更优选vt2≥0.3*vfb，还更优选vt2≥0.5*vfb，最优选为vt2≥0.7*vfb。

148、优选地，功能区的体积形成超过纤维复合组件体积的50％，更优选超过65％以上，还更优选超过75％，甚至更优选超过90％，最优选超过95％或甚至100％。在这些情况下，纤维复合组件特别优选设计为一体式，优选固化为一体式。

149、在本发明的优选实施方式中，功能区的添加剂基本上位于其中的第一分区的体积vt1占纤维复合组件vkb总体积的相当大的一部分。优选vt1≥0.1*vkb，更优选vt1≥0.3*vkb，还更优选vt1≥0.5*vkb，还更优选vt1≥0.7*vkb，最优选vt1≥0.9*vkb。

150、在优选与上述优选实施方式结合的本发明的优选实施方式中，功能区具有其中不存在添加剂的第二分区。该第二分区的体积vt2优选vt2≤0.7*vkb，更优选vt2≤0.5*vkb，更优选vt2≤0.3*vkb，还更优选vt2≤0.2*vkb，最优选vt2≤0.1*vkb。

151、在本发明的优选实施方式中，功能区的添加剂基本上位于其中的分区的体积vt1相对于纤维复合组件的总体积vkb较低。优选vt1≤0.7*vkb，更优选vt1≤0.5*vkb，更优选vt1≤0.3*vkb，还更优选vt1≤0.2*vkb，最优选vt1≤0.1*vkb。

152、在优选与上述优选实施方式相结合的本发明的优选实施方式中，功能区具有不存在添加剂的第二分区。该第二分区的体积vt2优选vt2≥0.1*vkb，更优选vt2≥0.2*vkb，更优选vt2≥0.3*vkb，还更优选vt2≥0.5*vkb，最优选vt2≥0.7*vkb。

153、优选地，功能区的体积形成超过纤维复合组件体积的50％，更优选超过65％，还更优选超过75％，甚至更优选超过90％，最优选超过95％。对于这种情况，纤维复合组件特别优选涉及为一体式，优选固化为一体式。

154、在特别优选的实施方式中，功能区只有具有添加剂的体积部分，即vt1＝vfb，和/或纤维复合组件由功能区组成，即vfb＝vkb。

155、特别优选地，添加剂以≥70wt％、优选≥80wt％、还更优选≥90wt％、还更优选≥95wt％、最优选完全的体积vfb存在。

156、本发明还涉及生产上述纤维复合组件之一的方法，所述方法包括以下步骤：

157、i)提供用于在成型工具(如压制模具)中形成纤维复合组件的组合物，所述组合物包含以下成分或由以下成分组成

158、a)纤维材料，优选处于一个或多个纤维结构层的形式，特别是处于纺织层的形式，

159、b)基体材料，以及

160、c)传感器元件，例如电传导结构、

161、d)任选的添加剂

162、ii)对组合物施加预定的压力(优选通过压制)和预定的温度，以获得所述纤维复合组件。

163、传感器元件优选以应用于基材(例如纤维结构层)的电传导结构的形式存在(例如导体轨道或导电线)，其中，特别优选所述导体轨道或所述线完全被基材覆盖，即在所有侧面上覆盖。在另一优选的实施方式中，传导结构也可以作为部分或完全具有电绝缘护套的线来存在，该线优选连接到基材。优选地，至少传导结构的一部分在生产过程中被布置于保护壳(如硅胶袋)中，该保护壳可在生产过程之后被再次移除。

164、优选地，传导结构具有接触点，所述接触点在步骤ii)之前受到保护，例如通过虚设接触，并在ii)之后再次暴露出来。

165、步骤i)优选包括以下子步骤中的一个、多个或全部：

166、a)将一层或多层纤维材料与传导结构连接，例如通过缝合或印制，

167、b)例如使用机械臂，在成形工具中提供(特别是堆叠)一层或多层纤维材料，

168、c)提供基体材料的一种或多种前体化合物，

169、d)提供一种或多种添加剂，所述添加剂优选溶解在所述一种或多种前体化合物中，

170、e)优选通过施加，使基体材料的一种或多种前体化合物与所述纤维材料接触，

171、f)一种或多种前体化合物的至少部分反应(例如树脂、硬化剂和任选的脱模剂的体系)，以获得基质材料(＝固化)。

172、在根据本发明的方法中，传感器元件通常可以被引入纤维复合组件，特别是被引入功能区，例如通过以下方法措施：

173、i)在一层或多层纤维材料上缝合、印制或粘接传感器元件(如电传导线)，

174、ii)将传导性聚合物施加至一层或多层纤维材料或施加至固化的基体上，

175、iii)通过沉积工艺(特别是cvd或pvd)，将电传导结构沉积到纤维材料的其中一层上或沉积到固化的基体上

176、iii)通过激光束(激光直接结构化)界定导体轨道。

177、在根据本发明的方法中，任选的添加剂一般可通过以下方法措施被引入纤维复合组件(特别是功能区)：

178、i)可以例如通过施加添加剂的溶液或施加添加剂粉末向所用的纤维材料提供添加剂，所述添加剂可以任选地与粘合剂一起提供以更好地粘附于所述纤维材料，

179、ii)添加剂优选以溶解和/或分散的形式被引入至一种或多种前体化合物中，

180、iii)将添加剂引入未填充或部分填充或全部填充一种或多种前体化合物的成型工具中。

181、例如可以通过以下方式来生产通过改变基体材料中任选的添加剂的添加剂分布而获得的材料性能的局部改变

182、i)添加剂在纤维材料上或引入成型工具中的预浸料坯上的不同局部积聚，

183、ii)在引入成形工具期间，改变一种或多种前体化合物中以溶解和/或分散形式存在的添加剂的浓度，

184、iii)在一种或多种前体化合物反应之前、期间或之后，将添加剂逐渐局部地引入至少部分填充的成型工具中。

185、上述方法的步骤ii)中的预定压力优选在1bar至1000bar、特别优选在5bar至500bar、还更优选在10bar至100bar、最优选在20bar至50bar的范围。

186、上述方法的步骤ii)中的预定温度优选在10℃至900℃、特别优选在15℃至700℃、还更优选在20℃至500℃、最优选在25℃至200℃的范围。

187、特别优选地，生产根据本发明的纤维复合组件的方法是湿压法。在这种方法中，液态反应树脂作为前体化合物与增强纤维一起在两部分模具中进行加工。上模部分和下模部分通过压力方式闭合。

188、在湿压工艺中，树脂通常集中或按照固定的浇注时间表倒在纤维毡上。在这一步骤中，添加剂可以在不同的时间点以优选变化的浓度加入。

189、在大多数情况下，使用由两种以上的前体化合物形成的聚氨酯、环氧树脂或聚酰胺体系，所述前体化合物在特定的混合头中混合以形成反应性液态塑料材料。平片模头或其它分配器系统优选用于纤维毡上的平面应用。

190、纤维毡优选铺成纤维毯。这种方法的特点是效率特别高。

191、塑料在压力机的压力下通过工具的闭合过程分布在整个模具中，并浸湿增强纤维。同时或之后，塑料/树脂固化，通常在高温下。如果塑料被固化，这提供了组件的尺寸稳定性，其可以在工具打开后进行脱模。

192、任选的添加剂优选通过与基体材料的一种或多种前体化合物混合而被引入功能层中。通过改变添加剂的比例，可以在将基体材料送入成型工具时产生浓度梯度。

193、在生产根据本发明的纤维复合组件的方法中，纤维毡可以预先成型以形成所谓的预成型件，特别是当几何复杂性增加时。