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Enerige & Management > Elektrofahrzeuge - Ältere Batterien nicht gefährlicher
Bild: Jonas Rosenberger
ELEKTROFAHRZEUGE:
Ältere Batterien nicht gefährlicher
Forschende an der Technischen Universität Graz haben unter anderem analysiert, wie sich Lithium-Ionen-Batterien von Elektroautos bei Unfällen verhalten.
 
Im Rahmen eines Forschungsprogramms mit dem Namen „Safe Battery“ haben Wissenschaftler am Institut für Fahrzeugtechnik der TU Graz unter anderem mit Daimler und Audi deren Batterien auf eine Reihe von Einflussfaktoren hin untersucht. „Die Performance neuer Batteriezellen ist weitgehend bekannt, daher beschäftigten wir uns mit dem gesamten Lebenszyklus“, erklärt Projektleiter Christian Ellersdorfer.

In Crashtests, Simulationen und Modellrechnungen hat Ellersdorfers Team das Verhalten der Speicher beim ständigen Laden und Entladen sowie die Auswirkungen von Vibrationen und starken Beschleunigungen durch Parkrempler oder schwere Unfälle analysiert. Dabei habe sich gezeigt, dass Vibrationen und Beschleunigungen das Verhalten kaum beeinflussen, heißt es in einer Mitteilung der Universität.

Dank der Forschungsergebnisse wüssten die Hersteller jetzt, was sie einer Batterie zutrauen können. „Bislang wurde die Batterie so verbaut, dass Deformationen bei jedem erdenklichen Szenario ausgeschlossen werden konnten“, sagt Ellersdorfer. Entsprechend könnten die Hersteller künftig den Bauraum besser nutzen. Gleichzeitig weist der Wissenschaftler darauf hin, dass die Sicherheitstests einer neuen Zelle für die gesamte Lebenszeit der Batterie gültig sind.

Wahrscheinlichkeit von unfallverursachten Batteriebränden sinkt

Deutlichere Veränderungen, sowohl mechanischer als auch elektrischer Natur, zeigen die Akkus dagegen als Folge von ständigem Laden und Entladen. Auf diese Weise gealterte Batterien besitzen nach Erkenntnissen der Wissenschaftler eine höhere Steifigkeit bei mechanischer Belastung. Die Veränderungen bedeuteten aber ganz und gar nicht, dass Batterien mit dem Alter gefährlicher werden. „Die Summe der Einflüsse macht sie über die Zeit sicherer, weil sie auch elektrische Energie verlieren“, betont Ellersdorfer. Es habe sich gezeigt, dass Zellen mit stark reduziertem Kapazitätsgehalt nach einem internen Kurzschluss einen abgeschwächten Verlauf des sogenannten "Thermal Runaway" haben. Damit bezeichnet man einen selbstverstärkenden, Hitze verursachenden chemischen Prozess. Demnach sinke durch die reduzierte Kapazität gealterter Batterien die Wahrscheinlichkeit von unfallverursachten Batteriebränden.

Im nächsten Schritt wollen die Forschenden ihre Analysen noch vertiefen und daraus dann zusammen mit Partnern wie Infineon, Fronius und Mercedes Sicherheitsfaktoren für das „zweite Leben“ von Batterien ableiten. „Für E-Autos sind gebrauchte Batterien mit einer Leistungskapazität von 80 Prozent nicht mehr geeignet, sehr wohl aber für stationäre Energiespeicher oder für Werkzeugmaschinen.

„Dafür ermitteln wir erstmals allgemeingültige Messgrößen im Bereich der Sicherheit“, erläutert Ellersdorfer das Folgeprojekt, das die Bezeichnung „Safe LIB“ trägt. Dabei werden der vorherige Einsatz der Speicher und die rechtlichen Rahmenbedingungen für die Wiederverwendbarkeit, etwa Haftungsfragen bei Folgeschäden, berücksichtigt werden. Ziel ist es letztlich, einen „State of Safety“ für Batterien über den gesamten Lebenszyklus hinweg zu definieren.
 

Fritz Wilhelm
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Montag, 03.05.2021, 15:17 Uhr

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