Die in der Elektromobilität eingesetzten Akkumulatoren stellen ganz neue Ansprüche in puncto Sicherheit: Bislang gibt es keine wirklich ausreichenden Komponententests für moderne Hochvoltenergiespeicher. Der Wunsch nach einem zeitgemäßen Analysemodell zur Qualifizierung neuartiger Hochvoltbatterien kam direkt aus der Automobilindustrie.
Ob Test-Betauung eines System-Dummys oder Untersuchung des Einflusses von Störfaktoren wie Temperaturschwankungen, Staub und Vibration – zur Validierung geeigneter Testverfahren kam eine Vielzahl unterschiedlicher Methoden zum Einsatz. Da das Verhalten herkömmlicher Batteriezellen schon hinlänglich erforscht ist, lag der Fokus in dem mehrstufigen Forschungsprojekt auf den zusätzlichen Komponenten wie Zellstack, Cell Module Controller, Battery Junction Box sowie der üblicherweise verbauten Kabelbäume und Gehäusestecker.
Das neue wissenschaftliche Leitzentrum für Fahrzeugsicherheit CARISSMA ist prädestiniert für komplexe Projekte dieser Art: Im eigens konzipierten, modularen Sicherheitslaborfahrzeug lassen sich Hochvolt-Batterien gefahrlos auf ihre Ausfallmechanismen und Fehlermodi hin untersuchen. Im „Labor sichere Energiespeicher“ stehen Prüfstände für Batteriesysteme und deren Komponenten mit unterschiedlichen Spannungs- und Strombereichen zur Verfügung. Im Test können Batterien mit Spannungen von bis zu 800 Volt bei 300 Ampère, oder mit vier Kanälen mit je 1.000 Ampère bis 60 Volt bis hin zu acht Kanälen mit je 5 Volt zu je 100 Ampère getestet werden. Die Umweltbedingungen werden in diversen Temperatur- und Klimakammern kontrolliert.
Das Resultat der umfangreichen Untersuchungen ist eine passende Testspezifikation für geraffte Tests. Selbst bei geringer Anzahl an Prüflingen können dank der entwickelten Testverfahren künftig belastbare Aussagen über das Verhalten neuer Antriebstechnologien wie Lithiumbatterien getroffen werden. Zunächst profitiert im kommenden Jahr der Industriepartner Audi von den Forschungsergebnissen. Langfristig kommt die Validierung der jeweiligen Umweltbedingungen im reellen System der gesamten Automobilindustrie zugute. Die von CARISSMA entworfenen Testszenarien tragen unter anderem dazu bei, die Entwicklungskosten für Elektrofahrzeuge nachhaltig zu senken. (ah)
