Untersuchungen an der TU Graz zeigen: Je älter eine Elektroauto-Batterie, desto geringer die Gefahr, die von ihr ausgeht. Nun wollen die Forschenden und Industriepartner Parameter für die Nachnutzung ausrangierter Batterien definieren.
Im Rahmen des Projekts „SafeBattery“ hat ein Team der TU Graz in den vergangenen vier Jahren das Verhalten von Lithium-Batterien von E-Autos bei Crashbelastungen untersucht. „Die Performance neuer Batteriezellen ist weitgehend bekannt, daher beschäftigten wir uns mit dem gesamten Lebenszyklus“, erklärt Projektleiter Christian Ellersdorfer vom Institut für Fahrzeugsicherheit. Gemeinsam mit Industriepartnern wie AVL, Audi oder Daimler wurden Szenarien untersucht, die eine Batterie im Laufe ihres Lebens erleben kann – etwa Vibrationen und starke Beschleunigungen durch Parkrempler, schwere Unfälle und das ständige Laden und Entladen der Batterien.
Mithilfe von Crashtests, Simulationsmodellen und Berechnungsverfahren stellten die Forschenden fest, dass Vibrationen und Beschleunigungen das Verhalten von Batterien kaum beeinflussen. Deutlichere mechanische und elektrische Veränderungen zeigten sich dagegen durch das ständige Laden und Entladen. Derart gealterte Batteriezellen besitzen bei mechanischer Belastung eine höhere Steifigkeit. „Die Veränderungen bedeuten aber nicht zwingend, dass Batterien mit dem Alter gefährlicher werden. Im Gegenteil: Die Summe der Einflüsse macht sie über die Zeit sicherer, weil sie auch elektrische Energie verlieren“, so Ellersdorfer.
Die Untersuchungen von Ellersdorfer und anderen zeigen, dass Zellen mit stark-reduziertem Kapazitätsgehalt nach einem internen Kurzschluss einen abgeschwächten Verlauf des sogenannten Thermal Runaways haben. Durch das reduzierte Energiepotential von gealterten Batterien sinkt also die Wahrscheinlichkeit von unfallverursachten Batteriebränden.
Dank der Forschungsergebnisse wissen die Hersteller laut Ellersdorfer jetzt, was sie einer Batteriezelle zutrauen können. Das ermögliche materialsparende Designs und mehr Effizienz. „Bislang wurde die Batterie so verbaut, dass Deformationen bei jedem erdenklichen Szenario ausgeschlossen werden konnten. Jetzt können die Hersteller den Bauraum besser nutzen. Und Sicherheits-Checks einer neuen Zelle besitzen Gültigkeit für die gesamte Lebensdauer der Batterie“, erklärt Ellersdorfer.
Das SafeBattery-Konsortium geht mit Blick auf das Batterieleben nun einen Schritt weiter: Im jüngst gestarteten Projekt „SafeLIB“ werden die Veränderungen in E-Batterien gemeinsam mit weiteren Partnern, darunter Mercedes und Infineon, noch genauer beleuchtet, um Sicherheitsfaktoren für die Nachnutzung abzuleiten. „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“, beschreibt Ellersdorfer das Vorhaben.
Kasch meint
Klar sind NMC622- oder gar NMC811-Zellen kritischer als luftgekühlte, lahme NMC333-Zellen. Im Pouchformat mit hanebüchener Flüssigkühlung brauchts dann nicht immer einen Crash für ein Feuerwerk.
Ausnahmsweise mal einen Tip:
Auch wenns schwer fällt – die ersten Monate nicht das Strompedal durchtreten und den Ausgleichsbehälter beobachten. Sollte der Kühlflüssigkeitstand plötzlich deutlich gesunken sein, kann man davon ausgehen, dass sich eine Luftblase aus dem Akkupack verabschiedet hat und auch die Zellen darüber jetzt ausreichend themperiert werden. Per Unterdruck sind starre Leitungen unterm/im Akku nicht zu entlüften. Was beim Verbrenner vollig schnurz ist, kann beim BEV verheerend sein.
Möchte ich jedem ans Herz legen, der keinen Tesla, oder BYD mit LFP-Bladeakku kauft !
Sebastian meint
Die meisten „Brände“ am Akku entstanden durch Unfälle im Vorfeld… z.b. der Tesla der einfach so am Straßenrand abfackelt… weil er ne halbe Stunde vorher versehentlich eine abgefallene Anhängerkupplung am highway überfahren hat… kannst auf youtube anschauen. Im TV kommt dann: „Wieder ein Tesla brennt“… live auf 20 US Kanälen und die dt. Schreiberlinge lecken sich die Finger und erzählen wie unsicher E-Autos sind (das in Europa täglich 500 Verbrenner… achtung Vorspiel. abbrenner, juckt nicht).
Dabei zeigen div. Crashtests das man ein E-Auto selbst mit 120 km/h gegen die Betonwand fahren und nix brennt. Aber erzähl das mal am Stammtisch… glaubt keiner.. auch nicht nach 5 Bier.