Schutz durch Frühwarnsystem

(mih) Brennende Lithium-Akkus in Autos können schnell zur Gefahr werden. Bisherige Warnsysteme reagieren erst wenige Minuten vor der Selbstentzündung einer Batterie, dem sog. thermischen Durchgehen. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) entwickelt zusammen mit Vitesco Technologies, einem internationalen Anbieter von modernen Antriebstechnologien und Elektrifizierungslösungen, ein Frühwarnsystem, das schon Wochen vorher auf mögliche gefährliche Schädigungen des Akkus hinweist.

EU-Vorschriften regeln, dass ein Elektroauto mindestens fünf Minuten vor dem thermischen Durchgehen des Akkus ein Warnsignal an die Personen in der Fahrgastzelle abgeben muss. Dies geschieht meist über das Batteriemanagementsystem (BMS), welches die Leistung und den Zustand einzelner Batteriezellen und Zellverbünde überwacht.

Bisherige Warnsysteme registrieren schadhafte Veränderungen des Akkus über Sensoren, die auf verdächtige Temperatur- oder Druckveränderungen innerhalb der Batterie reagieren. Der Nachteil dabei: Ein Alarm wird erst ausgelöst, wenn die Batterie bereits gravierend geschädigt ist. Ein thermisches Durchgehen und damit wahrscheinlich auch die vollständige Zerstörung der Batterie sind dann meist unvermeidlich.

In Kooperation mit Vitesco Technologies forscht die BAM an einem Warnsystem, das kritische Veränderungen in einzelnen Batteriezellen früher anzeigt und so hilft, einen Totalverlust zu vermeiden. Grundlage ist ein Verfahren, das fortwährend den elektrischen Wechselstromwiderstand (Impedanz) in der Zelle misst und analysiert.

Bislang sind für aussagekräftige Impedanzanalysen lange Messzeiten notwendig, die es verhindern, derartige Analysen in ein BMS zu implementieren. Der innovative Ansatz des Projekt-Teams: Es modifiziert die Messmethodik, sodass eine hohe Beschleunigung in Aufzeichnung und Verarbeitung der Impedanzdaten möglich ist.