Der europäische Autokonzern Stellantis hat beim US-Patentamt ein neues Patent für ein System zur Unterdrückung des sogenannten thermischen Durchgehens in Elektroauto-Batterien erhalten. Eingereicht wurde es laut dem Portal Mopar Insiders am 28. Mai 2024, erteilt am 4. Dezember 2025. Ziel ist es, Brände in Hochvoltbatterien frühzeitig und direkt im Batteriepack zu bekämpfen.
Kern der Entwicklung ist ein integriertes Notfall-Feuerlöschsystem, das eingreift, sobald eine Batteriezelle unkontrolliert überhitzt. Anstatt abzuwarten, bis sich ein Brand ausbreitet, soll eine spezielle Schaummischung den Prozess unmittelbar stoppen. Die Technologie für künftige Elektro- und Range-Extender-Modelle von Marken wie Chrysler, Fiat, Jeep, Peugeot oder Opel adressiert damit insbesondere Sicherheitsbedenken gegenüber Batteriebränden in E-Autos.
Ausgangspunkt ist das bekannte Risiko von Lithium-Ionen- oder Lithium-Metall-Zellen. Bei Schäden, Kurzschlüssen oder extremer Hitze kann es zum thermischen Durchgehen kommen: Temperaturen steigen rapide, brennbare Gase treten aus und können benachbarte Zellen entzünden. Solche Brände sind schwer zu löschen und erfordern oft große Wassermengen zur Kühlung.
Auch wenn die von einigen befürchteten vielen E-Auto-Brände bisher nicht eingetreten sind: Stellantis setzt darauf, einen solchen Prozess frühzeitig im Inneren des Batteriepacks zu ersticken. Das entwickelte System nutzt die bestehende Batteriekühlung und ergänzt sie um eine eigene Versorgung mit einem feuerhemmenden Mittel.
Der Aufbau des Batteriepacks bleibt laut dem Patent äußerlich konventionell: Metallgehäuse, Zellreihen, Kühlleitungen, Wärmesenken und Druckventile. Ergänzt werden diese Komponenten um eine mit Feuerlöschmittel gefüllte, flexible Blase sowie zwei Messersysteme.
Klingen setzen Löschmittel frei
Ein Satz Klingen durchsticht im Ernstfall die Blase und setzt das Löschmittel frei. Ein zweiter Satz öffnet gezielt vorbereitete Sollstellen in Kühlleitungen oder Wärmesenken. So kann Kühlmittel kontrolliert in das Batterieinnere austreten. Ausgelöst wird der Vorgang durch Aktuatoren, die von einer Steuereinheit angesteuert werden. Diese ist in das bestehende Thermomanagement eingebunden, das normalerweise ein Wasser-Glykol-Gemisch zur Temperaturregelung zirkulieren lässt.
Temperatursensoren überwachen kontinuierlich Module oder einzelne Zellen. Erkennt die Steuerung Anzeichen eines thermischen Durchgehens, schaltet sie in den Notfallmodus und aktiviert die Klingenmechanik. Feuerlöschmittel und Kühlflüssigkeit vermischen sich unter Pumpendruck zu einem Schaum, der Hitze absorbiert, heiße Oberflächen bedeckt, die Entzündung brennbarer Gase verhindert und bestehende Flammen löscht. Zusätzlich kann die Pumpenleistung erhöht werden, um die Schaumbildung zu verstärken.
Druckventile im Batteriegehäuse regeln den entstehenden Innendruck. Laut Patent ist sogar ein pulsierendes Öffnen vorgesehen, um Gase abzuführen und zugleich möglichst viel Schaum im Pack zu halten. Ziel ist es, dass das Fahrzeug seinen Batteriebrand von innen bekämpft, bevor er außer Kontrolle gerät.
Ob das System in Serie geht, ist offen.
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