27.10.2023 – Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) entwickelt mit Vitesco Technologies ein Frühwarnsystem zur besseren Prävention von Bränden in E-Auto-Batterien.
Das Frühwarnsystem misst und analysiert den Wechselstromwiderstand und kann so deutlich früher gefährliche Veränderungen in einer Batteriezelle registrieren. Foto: BAM
Die bisherigen Warnsysteme registrierten schädliche Veränderungen des Akkus mittels druck- und temperaturempfindlicher Sensoren. In der Regel überwacht und steuert das Batteriemanagement-System (BMS) die leistung und den Zustand einzelner Batteriezellen sowie von Zellverbünden. Das große Problem bestand darin, dass ein Alarm erst bei einer gravierend fortgeschrittenen Beschädigung auslöste. Somit drohte mindestens das sogenannte thermischen Durchgehen (Entzündung oder Explosion durch eigens verstärkten Aufheizungsprozess) oder gar eine vollständige Zerstörung der Batterie. Nach einer EU-Vorschrift muss ein Elektroauto mindestens fünf Minuten vor dem Zustand des thermischen Durchgehens ein Warnsignal an die Personen in der Fahrgastzelle senden.
Das Problem der kurzfristigen Warnung geht die BAM gemeinsam mit Vitesco Technologies, einem international führenden Anbieter von modernen Antriebstechnologien und Elektrifizierungslösungen, an. Das Duo forscht derzeit an einem Frühwarnsystem, das kritische Veränderungen in einzelnen Batteriezellen schneller wahrnimmt und somit einen Totalausfall der Batterie vermeiden könne. Basis dieses Systems ist ein Mess- und Analyseverfahren des elektrischen Wechselstromwiderstands – der Impedanz – innerhalb der Batteriezelle. „Eine Veränderung der Impedanz kann auf verschiedene Defekte oder unerwünschte Zustände hinweisen“, erklärt Tim Tichter, der im Rahmen des Projekts an der BAM forscht. „Diese können z.B. durch Vibrationen, Stöße, thermische Belastungen, Materialversagen oder auch Herstellungsfehler hervorgerufen werden. Unabhängig von der jeweiligen Ursache ist jedoch in jedem Fall eine Änderung der Impedanz zu erwarten.“ Bislang sind für aussagekräftige Impedanzanalysen lange Messzeiten notwendig. Das Projektteam hat allerdings die Messmethodik angepasst. Dadurch ist eine deutlich beschleunigte Aufzeichnung und Verarbeitung der Impedanzdaten möglich. (cst)