Schwerpunktthema Batterie und Sicherheit

Mit State-of-Health-Prüfungen für Antriebsbatterien ermitteln der TÜV Süd und Aviloo den aktuellen Zustand einer Antriebsbatterie. Kunden erhalten so etwa beim Gebrauchtwagenkauf einen Hinweis auf den Fahrzeugwert.

Unsere Themenreihe ‚Start-ups im Spotlight‘ geht in die 15. Runde. Heute im Fokus: 5 junge Unternehmen aus dem Bereich Batterie-Lösungen für Elektrofahrzeuge.

Das Forschungsprojekt Circubat will in den nächsten vier Jahren ein zirkuläres Geschäftsmodell für Lithium-Ionen-Batterien aus der Mobilität etablieren. Der Fokus liegt auf besserer Nachhaltigkeit in allen Lebensabschnitten der Batterien.

Mit dem Verkauf des unabhängigen Unternehmensbereich Automotive Lighting Systems konzentriert sich Osram weiter auf strategische Kerntechnologien. Käufer ist der Tier-1-Zulieferer für die Automobilindustrie Plastic Omnium.

Bis Anfang 2025 will Blackstone 3D-gedruckte Natrium-Ionen-Festkörperbatterien in einem Elektrobus getestet haben und anschließend die Serienproduktion starten. Derzeit führt ein Entwicklungsprojekt Testreihen in realer Umgebung durch.

Die Nachhaltigkeit von Li-Ionen-Batterien hängt von ihrem gesamten Lebenszyklus ab, also auch vom Recycling. Der Beitrag zeigt, wie sich der Batterierecycling-Markt entwickelt und gibt einen Überblick über aktuelle Recycling-Methoden.

Mit der Umgestaltung der Führungsstruktur will Ibeo die Kompetenzen insbesondere auch im Finanzierungs- und Investorenbereich erweitern. Strategisches Ziel ist es, sich als Toplieferant für Lidar-Systeme im Automobilbereich zu etablieren.

Um die Entwicklung von Lösungen zur Steigerung der Sicherheit und Effizienz von Elektrofahrzeugen voranzutreiben, hat sich der effektive Schutz von Batterien gegen Durchbrand etabliert. Mit einem neuartigen Teststand lassen sich Schadensereignisse wiederholbar, präzise, umweltfreundlich und kostensparend simulieren.

Die typische Elektromobilitäts-Kette beginnt bei der Netzinfrastruktur und geht über Lade-Equipment bis hin zu Einzelkomponenten im OBC, in den Wandlern und Wechselrichtern. So vielfältig die Anzahl der Komponenten ist, so hoch und komplex sind die Test-Anforderungen und der Bedarf an Test- und Simulationssystemen.

Leichtbaumaterialien können das Batteriegewicht signifikant reduzieren. Umso besser, wenn sie den Brandschutz von vornherein integrieren, wie dies mit einem neuartigen Faserverbundstoff möglich ist. Die Lösung ist sicher, anwenderfreundlich und umfassend getestet.

Besonders für Nutz- und Langstreckenfahrzeuge ist die Brennstoffzelle eine interessante Option. Auf die Komponentenhersteller – von Bipolarplatte bis Wasserstofftank – kommen dabei neue Anforderungen an die Dichtheitsprüfung zur Qualitätssicherung zu.

Angesichts der starken Nachfrage nach E-Autos suchen Hersteller nach Möglichkeiten, um deren Leistungsfähigkeit zu verbessern. Ein besonderes Interesse gilt dabei dem Batteriemanagement-System, das leitungsgebunden oder wireless umsetzbar ist.

Ein speziell entwickeltes Kathodenmaterial und der Verzicht auf Kobalt machen die neuartigen NMX-Batteriezellen nachhaltiger und langlebiger als herkömmliche Hochnickelbatterien. Sie eignen sich besonders gut für den Einsatz in E-Autos im breiten Mittelklasse- und Oberklassemarkt.

Irgendwann kommt jeder Hersteller an den Punkt, an dem Typgenehmigung ein Thema wird. Häufig stellt sich dann die Frage: Ist für das Produkt zur Inverkehrbringung innerhalb und/oder außerhalb der Europäischen Union eine Typgenehmigung notwendig? Wichtig ist dabei auch die Auswahl des richtigen Technischen Dienstes.

Ein durchbrandsicherer Batteriedeckel muss nicht zwingend aus Aluminium oder Stahl sein. Mit einem faserverstärken Verbundwerkstoff mit integriertem Durchbrandschutz aus Glimmer lässt sich ein leichter und robuster Batteriedeckel relativ einfach herstellen.

Die steigende Nachfrage nach E-Autos und damit auch Lademöglichkeiten stellt für die Automobilindustrie und für die Energienetze eine große Herausforderung dar. Es gilt, ein aufeinander abgestimmtes Lösungskonzept für beide Industrien zu entwickeln – angefangen bei den jeweiligen Testverfahren.

Was passiert mit den durchschnittlich eine halbe Tonne wiegenden Batterien von E-Autos, wenn sie nicht mehr genügend Ladung für den Antrieb speichern können? Eine Antwort darauf ist Second Life, also Wiederverwendung.

Ein ZVEI-Leitfaden beschreibt ein standardisiertes, herstellerübergreifendes Format zum Austausch von Parametern elektro-thermischer Modelle für die Simulation des Bordnetzes. Diese Methodik trägt dazu bei, dass sich Größe und Gewicht des Steckverbinders, der Leitungsquerschnitt sowie die Entwicklungszeiten stark reduzieren lassen.

Es gibt mehrere Prüfmethoden, mit denen sich insbesondere Batterien für die E-Mobilität in einem End-of-Line-Test auf Dichtheit prüfen lassen. Aber welche Prüfmethode ist die richtige und welche Kriterien sind bei der Auswahl zu berücksichtigen?

Mit der anstehenden Generation von Elektrofahrzeugen gingen die OEMs hinsichtlich der Batterie auf das Skateboard-Design über. Auch diese Batterien benötigen eine zuverlässige Abdichtung gegenüber der Umwelt.

Damit Lithium-Ionen-Batterien künftig noch mehr Leistung bringen, eine längere Lebensdauer haben und größere Reichweiten ermöglichen, sind neue Prüftechnik, Prüfverfahren und Prüfnormen erforderlich. Ein zentraler Punkt: die Umweltsimulation.

Über- und Unterspannungen (OV und UV) können im Antriebsstrang signifikante Werte annehmen und damit Schaltungen schädigen. Deshalb wurden dafür spezielle Schutzschaltungen entwickelt.

Mit einem neuen Prüfgerät lassen sich Elektrolyt-Lösungsmittel direkt nachweisen, wenn sie aus der Lithium-Ionen-Batteriezelle austreten. Es detektiert laut Hersteller tausendfach kleinere Lecks als herkömmliche Druckverfahren und liefert zuverlässigere Ergebnisse als das Helium-Bombing.

Die Dünnschichttechnologie ist eine Technologie für passive Bauelemente, die sich über Jahrzehnte bewährt und weiterentwickelt hat. Chip-Widerstände haben neben der Funktion des langzeitstabilen Präzisionswiderstandes als zweites eine Sicherungsfunktion, um Schaltkreise wirkungsvoll gegen Überspannungen zu schützen.

Für die Verwendung von Batterien in Second-Life-Anwendungen muss zuerst die Kapazität und der State of Health der Batteriezellen erfasst werden. Ein Prozess der normalerweise Stunden dauern kann. MIt der Elektrochemischen Impedanzspektroskopie lässt sich dieser Vorgang aber in Minuten erledigen.

Bei Lithium-Ionen-Batteriesystemen für Elektrofahrzeuge muss ein Thermal Runaway ausgeschlossen werden, um die Sicherheit zu erhöhen. Eine Simulations-Software hilft dabei, Schadensprozesse abzuschätzen.

Nur wenn die Fahrzeugbatterie optimal temperiert ist, lässt sie sich mit der maximalen Leistung aufladen. Ein vorausschauendes Thermomanagement sagt den Fahrverlauf voraus und stellt so sicher, dass sich der Energiespeicher an der Ladesäule im bestmöglichen Temperaturbereich befindet.

Bei der Umsetzung der Wasserstoff-Technologie im Fahrzeug ist sicherzustellen, dass kein Wasserstoff aus der Brennstoffzelle austritt. Hier helfen spezielle Prüfgeräte für das Auffinden von Lecks.

Brennstoffzellen-Fahrzeuge sind mit Überwachungssystemen ausgestattet, die die Spannungen der Zellen im Stack messen. Wesentlicher Bestandteil ist hierbei die Zellkontaktierung.

In Elektrofahrzeugen ist die thermische Überwachung aller Leistungskomponenten Grundvoraussetzung für die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des gesamten Systems. Thermistoren sind hierfür Schlüsselbauelemente.

Da Elektrofahrzeuge bei geringer Geschwindigkeit kaum Fahrlärm erzeugen, muss dieser künstlich erzeugt werden. Das schreiben gesetzliche Vorschriften vor, um andere Verkehrsteilnehmer auf die nahezu lautlosen Fahrzeuge hinzuweisen. Eine Lösung lässt sich mit den passenden Prozessoren umsetzen.

Ingenieure sehen sich beim Batterietest mit hoher Komplexität, langen Testzeiten und Sicherheitsanforderungen konfrontiert. Deshalb ist es wichtig, die richtigen Lösungen für die Prüfung zu wählen.