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Crashverhalten

Safety first – vor allem bei Batterien für E-Autos

Dass Akkus von E-Autos Unfällen standhalten, ist ein wichtiger Aspekt bei der Verkehrswende.
Auch Batteriegehäuse werden getestet: Im Bild untersuchen zwei wissenschaftliche Mitarbeiterinnen den Werkstoff Vulkanfiber auf dessen Crashtauglichkeit.
© Technische Hochschule Mittelhessen

Bei Unfällen mit Elektroautos stellt die Brandgefahr des Li-Ionen-Akkus immer noch ein großes Sicherheitsrisiko dar. Festkörperbatterien können Abhilfe schaffen. In einem Projekt wird nun das Crashverhalten beider Batterietypen getestet.

Am Kompetenzzentrum für Automotive, Mobilität und Materialforschung der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) konzentriert sich eine Arbeitsgruppe auf das Verhalten von Werkstoffen unter besonderen Belastungen. Geleitet von Prof. Dr. Stefan Kolling vom Fachbereich Maschinenbau und Energietechnik hat sie bereits geförderte Forschungsprojekte zum Crashverhalten von Autoscheiben aus Mineralglas und Plexiglas erfolgreich abgeschlossen. In einem aktuellen Vorhaben untersucht das Team jetzt bestimmte Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge auf ihre Betriebssicherheit bei Unfällen.

Wird die Batterie von Elektrofahrzeugen bei Unfällen mechanisch verformt, drohen Kurzschlüsse und Brände. Das gilt besonders für Lithium-Ionen-Batterien, die brennbare Flüssigelektrolyte enthalten. Als Alternative dazu sollen im Verlauf der Forschungsarbeiten Festkörperbatterien untersucht werden. Im Unterschied zur Flüssig-Variante benötigen sie kein Elektrolyt als Transportmedium und auch keine Trennfolie, die Kurzschlüsse verhindern soll. Dieser Separator hat sich bei bisher verwendeten Fabrikaten als Schwachstelle erwiesen. Denn wird er beschädigt, kann es schlagartig zu Bränden kommen.

Das Projekt zielt darauf ab, das Crashverhalten von Lithium-Ionen- und Festkörperbatterien vergleichend zu testen. Dafür soll ein digitaler Prototyp für eine Festkörperbatterie gebaut werden – also ein Computermodell, das sich für Programme zur Crashsimulation verwenden lässt. Auch auf die Batteriegehäuse und deren Positionierung im Elektrofahrzeug richtet sich das Forschungsinteresse. Übergeordnetes Projekt-Ziel ist es, die Grundlagen für eine nächste Batteriegeneration zu schaffen und damit die Elektromobilität alltagstauglicher zu machen.

Im Rahmen des Projekts ist die THM Partner des Wiesbadener Unternehmens Tecosim, Computerberechnungen und Simulationen zu Crashszenarien und zur Insassensicherheit für die Automobilindustrie liefert. Unterstützt wird das Verbundprojekt bis zum Herbst 2022 durch die Innovationsförderung des Landes Hessen auf dem Gebiet der Elektromobilität mit insgesamt 400.000 Euro.

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