„Sprechende Batterie“: Kieler Ingenieure lassen Zellen von innen über sich selbst berichten
D.Novikov / 32CARS
Ein Team der Uni Kiel hat einen Chip entwickelt, der Temperaturdaten aus dem Inneren einer E-Auto-Zelle ohne zusätzliche Verkabelung sendet — laut Schätzung bis zu 35% günstiger als bisherige Lösungen.
Das Batteriemanagementsystem eines E-Autos liest die Temperatur normalerweise über Sensoren aus, die neben den Zellen oder auf der Oberfläche der Module sitzen. Beginnt die Erwärmung im Inneren einer Zelle, erkennt die Elektronik das oft mit Verspätung. Ein Projekt der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel schlägt vor, den Sensor direkt in die Zelle zu verlegen und die Daten ohne separates Signalkabel zu übertragen.
Ein winziger Chip liest die Werte des internen Sensors aus, wandelt sie in ein digitales Signal um und schickt sie über dieselben elektrischen Anschlüsse, über die die Zelle ohnehin geladen und entladen wird. Das spart Kabel, Steckverbinder und den Platz, den ein Überwachungssystem sonst braucht.
Nach Schätzung des Teams könnte die Lösung rund 35% günstiger sein als eine Schaltung mit separater Verkabelung. Das ist allerdings eine vorläufige Rechnung für die Technologie, keine bestätigte Ersparnis am Serienfahrzeug. Die Hersteller müssen erst noch zeigen, dass die eingebaute Elektronik Vibrationen, Ladezyklen, Temperaturschwankungen und elektromagnetische Störungen über die gesamte Lebensdauer der Batterie übersteht.
Der Hauptvorteil: lokale Überhitzung lässt sich früher erkennen. Künftig ließen sich an das System auch Druck- oder Gassensoren anschließen, die innere Veränderungen erfassen, bevor die Gehäusetemperatur merklich steigt. Das verschafft dem Steuergerät mehr Zeit, die Leistung zu begrenzen, das Laden zu stoppen oder den Fahrer zu warnen.
Eine „sprechende Batterie“ macht eine Zelle deshalb aber nicht feuerfest. Sie erweitert nur den Umfang der Diagnosedaten — die tatsächliche Sicherheit hängt weiterhin von den Steueralgorithmen, der Kühlkonstruktion und der Reaktionsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ab.
Bislang ist die Technologie als wissenschaftliche Arbeit veröffentlicht. Bis zum Einsatz in E-Autos stehen noch Fahrzeugtests und die Anpassung an die Serienproduktion an. Praktischen Nutzen bringt sie erst, wenn der interne Sensor genauso lange zuverlässig arbeitet wie die Zelle selbst, ohne das Ausfallrisiko der Batterie zu erhöhen.
