Ruhr-Uni Bochum Neue Sensortechnik für Elektrofahrzeug-Batterien

Mit einer neuen Bochumer Technik könnten E-Auto-Batterien leichter und somit günstiger werden. Philip Dost (rechts) hat sie am Lehrstuhl von Prof. Dr. Constantinos Sourkounis (links) entwickelt.
Mit einer neuen Bochumer Technik könnten E-Auto-Batterien leichter und somit günstiger werden. Philip Dost (rechts) hat sie am Lehrstuhl von Prof. Dr. Constantinos Sourkounis (links) entwickelt.

Ingenieure der Ruhr-Uni Bochum haben ein neues Konzept für Strom- und Spannungssensoren für Batterien entwickelt, das vor allem für Elektrofahrzeuge interessant sein könnte. Der Clou: Man braucht nur noch je einen Strom- und Spannungssensor, der alle Blöcke einer Batteriezelle überwacht.

Eine Elektrofahrzeug-Batterie besteht aus einzelnen Blöcken, die jeweils bis zu zwölf Zellen enthalten. Um diese zu überwachen, braucht man üblicherweise einen Stromsensor und mehrere Spannungssensoren – nämlich genau so viele, wie einzelne Zellen enthalten sind. Die Bochumer Entwicklung erlaubt es, mit nur einem Strom- und einem Spannungssensor auszukommen, unabhängig von der Anzahl der Zellen. 

Außerdem übernehmen die beiden Sensoren eine weitere Funktion,…

...die sonst als separate Komponente in die Batterien eingebaut werden muss: das Zell-Balancing. Es sorgt für eine gleichmäßige Energieverteilung in den Zellen. Denn beim Auf- und Entladen reagieren nicht alle Zellen gleich; manche sind am Ende mehr geladen als andere. Ist eine der Zellen voll geladen, werden auch alle übrigen nicht weiter geladen. Umgekehrt, ist eine der Zellen leer, ist auch aus den anderen Zellen keine Energie mehr verfügbar. Je älter die Zellen werden, desto größer das Problem. Dem wirkt das Zell-Balancing entgegen. Mit ihm liefern auch ältere Zellen noch eine maximale Energieausbeute.

Das Bochumer Messsystem ist skalierbar, kann also in Batterien mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zellen Einsatz finden. 

Das Sensorsystem eignet sich nicht nur für Batterien in Elektroautos,…

…sondern funktioniert auch in einer Reihe von anderen Batterietypen, zum Beispiel in mobilen Geräten wie Tablets oder Laptops, kabellosen elektrischen Werkzeugen, der unterbrechungsfreien Stromversorgung, die etwa für Krankenhäuser wichtig ist, oder in Heimspeichern, zum Beispiel für Solaranlagen.

Das Bochumer System ist derzeit noch ein Laborprototyp, im nächsten Schritt wollen die Ingenieure der Ruhr-Universität diesen detailliert charakterisieren und bewerten. »Wir werden auch einzelne Komponenten austauschen, um die Anforderungen der Automobilbranche einzuhalten«, erklärt Philip Dost, der das System entwickelt hat.