Grenzbereiche von Li-Ion-Batterien ausloten
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Grenzbereiche von Li-Ion-Batterien ausloten
Zur Ermittlung dieses Grenzbereichs mit Hilfe der weltweit ersten dynamischen Tests mit Lithium-Ionen-Batterien haben die Experten des TÜV SÜD ein hochpräzises Impaktorsystem entwickelt. Hierfür haben sie die zu testende Hochvolt-Batterie an einem 110-Tonnen-Beton-Block montiert und mit Hilfe eines ECV -Trägerfahrzeugs einen Impaktor mit verschiedenen Stoßkörpern (Zylinder, Gabelzinke) und variabler Masse gegen das Prüfobjekt gefahren. Der aus Kopfstück und Ballast bestehende Impaktor war dabei auf einem Tragarm, befestigt am Trägerfahrzeug, geführt. Kurz vor dem Anprall haben die Testingenieure der Impaktor vom Tragarm entkoppelt, so dass dieser frei fliegend auf die Batterie auftraf.
Mit dieser Versuchsanordnung sind Geschwindigkeiten bis größer 55 km/h, Massen bis 500 kg sowie einer resultierenden Energie von knapp 60 kJ möglich. Die Testingenieure fuhren die erste Versuchsreihe mit Geschwindigkeiten von 18 bis 29 km/h. Die auf die Batterie einwirkenden Kräfte entsprachen damit in etwa dem Niveau eines typischen Crashs, decken aber noch nicht alle vorstellbaren Unfallszenarien ab. Das Resultat fiel positiv aus: Die in einen Stahlmantel gepackten Serien-Batterien hielten den Crash-Reihen stand. Die auf Basis statischer Tests ermittelte Deformierung war nahezu deckungsgleich mit den im dynamischen Test tatsächlich eingetretenen Werten.
Im weiteren Verlauf fuhren die Experten noch weitere Crash-Versuche mit anderen Werkstoffen als dem verwendeten Stahl. Hier zeigten sich bei derselben Versuchsanordnung die erwarteten Unterschiede: Eine beim Crash gerissene Batterie lief zwar aus, es kam aber nicht zu einer befürchteten Verpuffung bzw. zum Brand – eine nicht ganz unerhebliche Erkenntnis für die Prüfingenieure.
Die ersten Tests haben nach Ansicht von TÜV SÜD gezeigt, dass bereits jetzt ein hohes Niveau bei der Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien besteht, es andererseits aber weiterer intensiver Versuche bedarf, um gesicherte Erkenntnisse zu gewinnen. Erst auf deren Basis lassen sich verbindliche Sicherheitsstandards entwickeln, die dann direkt in Crash-Test-Verfahren für Hybrid- und Elektrofahrzeuge münden. »Unser Anspruch als TÜV SÜD ist es, im Verbund mit den Herstellern für die Setzung entsprechender Standards zu sorgen«, so Dr. Stepken weiter.
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