Im Schnitt passiert es in Österreich bis zu mehrmals täglich, dass ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor in Flammen aufgeht, so Zahlen des Kuratoriums für Verkehrssicherheit (KFV). Jedes Auto trägt ein Brandrisiko in sich. Experten für Fahrzeugsicherheit an der TU Graz forschen daran, damit es bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen gar nicht so weit kommt.
Batterien mit hohen Energiedichten, wie etwa Lithium-Ionen-Batterien und neuere Zelltechnologien, sind Schlüsselkomponenten für den breiten Durchbruch von elektrisch betriebenen Fahrzeugen. Der Forschungseinsatz zur qualitativen Weiterentwicklung ist enorm. Eine wichtige Anforderung an elektrochemische Energiespeicher neben der Leistungsfähigkeit und Lebensdauer sei die Sicherheit im normalen Betrieb und im Falle eines Crashs, schilderte Wolfgang Sinz, Leiter des COMET-K-Projektes "SafeBattery" (Safe Lithium-Based Traction Batteries) im Gespräch mit der APA.
Batterie vor Schäden schützen
Um Reaktionen mit explosionsartigem Verlauf zu vermeiden, müssen die Batteriezellen so gut es geht vor spezifischen mechanischen Beschädigungen geschützt werden. "Wenn man wissen will, wie eine Batterie am besten vor Schäden geschützt wird, dann ist detailliertes Wissen über die mechanischen, elektrochemischen und chemisch-thermodynamischen Abläufe in den Traktionsbatteriezellen und Modulen bei unterschiedlichen Belastungen wichtig. Das streben wir - ausgehend von der Einzelzelle - in dem kürzlich angelaufenen K-Projekt an", erklärte Sinz.
"Wir", das ist ein Konsortium von drei wissenschaftlichen Partnern und acht Industriepartnern. Experten des TU-Instituts für Fahrzeugsicherheit, des "Virtual Vehicle Research Center" (ViF) und des Instituts für Chemische Technologie von Materialien (ICTM) an der TU Graz arbeiten in dem Projekt mit Industriepartnern Audi, AVL List, Daimler, Porsche, Steyr Motors, Kreisel, SFL Technology und einem weiteren international tätigen deutschen Großkonzern zusammen. "Das sind ganz große Player, die auf Nummer sicher gehen. Wir können es noch gar nicht glauben, dass wir für dieses Projekt alle an einem Tisch vereinen konnten", freut sich der Projektleiter. Das Konsortium verfügt in den kommenden vier Jahren über ein Budget von rund sechs Millionen Euro. Etwa die Hälfte wird von den Industriepartnern beigesteuert.
Unterschiedliche Prüfungsmethoden
Zur experimentellen Untersuchung stehen am Institut für Fahrzeugsicherheit unterschiedliche Prüfmethoden, -stände und -aufbauten zur Verfügung. Auf der Full-Scale-Crashanlage können Schlittenversuche durchgeführt werden. Zur Aufnahme der Crashereignisse werden Kameras mit bis zu 100.000 Bildern pro Sekunde eingesetzt. "Bei einem Crash tut sich enorm viel in unglaublich kurzer Zeit. Das Wichtigste passiert in 150 Millisekunden, das interessiert uns", schilderte Christian Ellersdorfer, Experte für die sichere Integration von elektrischen Energiespeichern am Institut für Fahrzeugsicherheit.
Aus den Daten der umfangreichen Versuchsreihen wollen die Grazer Forscher das Verhalten der Li-Ionen-Zellen auch in Simulationsmodellen nachstellen und letztlich auch prognostizieren können. Das Wissen soll von den beteiligten Partnern genutzt werden, um Traktionsbatterien so sicher wie möglich unter minimalster Einschränkung der Raumnutzung in ihre Fahrzeugkonzepte integrieren zu können. Ein weiterer Projektschwerpunkt beschäftigt sich mit der Analyse des Einflusses von normalen Abnutzungserscheinungen der lithium-basierten Akkus durch u.a. Beschleunigungsbelastungen oder Vibrationen auf das Verhalten unter Crashbelastungen.
Service: http://www.vsi.tugraz.at
(APA/red, Foto: APA/TU Graz/Lunghammer)
