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Projekt SafeBattery Batterien von E-Autos unter Crashbelastung

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Die TU Graz untersucht mit Partnern im Projekt „SafeBattery, wie sich Batterien von Elektroautos unter Crashbelastung im Detail verhalten und welchen Einfluss das Vorleben der Batterie auf deren Sicherheit hat.

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Der Versuchsaufbau soll qualitativ hochwertige Messdaten und Erkenntnisse über die gesamten hochkomplexen Vorgänge von Batterienkomponenten unter Crashbelastung gewinnen.
Der Versuchsaufbau soll qualitativ hochwertige Messdaten und Erkenntnisse über die gesamten hochkomplexen Vorgänge von Batterienkomponenten unter Crashbelastung gewinnen.
(Bild: Helmut Lunghammer/TU Graz)

Sicherheit, Reichweite und Kosten: Das sind die drei großen Prämissen der Elektromobilität. An erster Stelle steht eindeutig die Sicherheit: Lithium-basierte Traktionsbatterien werden derzeit meist völlig abgekapselt in Batteriegehäusen in das Fahrzeug integriert, um sie damit vor allen denkbaren Belastungen und äußeren Einflüssen zu schützen. Dieser „Panzer“ wirkt sich auf Bauweise, Gewicht, Größe und Gesamtdesign des Fahrzeugs aus.

„Im Sinne der Sicherheit schützen Fahrzeughersteller Traktionsbatteriekomponenten lieber mehr als eventuell notwendig, um auf alle Fälle auf der sicheren Seite zu sein. Dadurch ergeben sich aber im Gegenzug gewisse Einschränkungen. Ein Grund für diese Vorgehensweise ist, dass das Verhalten der Batteriekomponenten, beispielsweise Batteriezellen, unter Crashbelastungen noch zu wenig erforscht wurde.“, erklärt Wolfgang Sinz vom Institut für Fahrzeugsicherheit der TU Graz.

Gegenwärtige Forschungen beschränkten sich zudem meist auf das Verhalten neuer Fahrzeugtraktionsbatterien, ohne beispielsweise den möglichen Einfluss von Vorbelastungen, etwa durch Alterung, zu berücksichtigen. Genau hier setzt das Team rund um Wolfgang Sinz gemeinsam mit namhaften nationalen wie internationalen Partnern aus Forschung und Industrie im Rahmen des COMET-Projekts „SafeBattery“ an, das im April 2017 Fahrt aufgenommen hat.

Jede Batterie hat ein Vorleben

In dem vierjährigen FFG-geförderten Forschungsprojekt steht das mechanische, elektrochemische und chemisch-thermodynamische Verhalten von Einzelzellen und Einzelmodulen auf Lithiumbasis unter Crashbelastungen im Zentrum.

Dabei untersuchen die Forschenden Komponenten mit unterschiedlichem Vorleben, denn „die Sicherheit muss nicht nur bei neuen Batterien in jedem Fall gewährleistet sein, sondern auch bei Traktionsbatterien in Fahrzeugen, die schon ein bestimmtes Maß an Vibrationen, an eventuellen leichten mechanischen Belastungen infolge leichter Unfälle und an kalendarischer Alterung bzw. zyklischer Alterung hinter sich haben“, so Wolfgang Sinz.

Auch andere Einflussfaktoren auf das Batterieverhalten im Crashfall werden genau unter die Lupe genommen, wie der Ladezustand oder die Temperatur. Das „SafeBattery“-Team will die Grenzen der Batterienzelle ausloten, um in weiterer Folge Parameter zu definieren, die dazu genutzt werden, dass diese Grenzen in der Praxis niemals überschritten werden.

Dafür braucht es eine enge Zusammenarbeit nicht nur mit Industriepartnern von AVL über Steyr Motors bis Audi und Daimler, sondern besonders TU Graz-intern mit den Expertinnen und Experten des Instituts für Chemische Technologie von Materialien und mit dem Kompetenzzentrum Virtual Vehicle.

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