Werbung
Werbung

Wenn die E-Auto-Batterie geröntgt wird

Das „AIR“-Röntgensystem des Fraunhofer-Entwicklungszentrums Röntgentechnik kann Elektroautobatterien per Strahlung einer Inspektion unterziehen. So lassen sich Aussagen über den mechanischen Zustand einzelner Batteriezellen, des Batterierahmens und weiterer Merkmale treffen.

Der Messaufbau des AIR-Röntgensystems erinnert an eine klassische Waschanlage: Die über dem Fahrzeug positionierte Röntgenquelle emittiert einen feinen Röntgenstrahl, der das Fahrzeug einschließlich der Batterie passiert und von einem am Boden positionierten Detektor aufgefangen und verarbeitet wird. (Foto: Fraunhofer IIS/Christina Müller)
Der Messaufbau des AIR-Röntgensystems erinnert an eine klassische Waschanlage: Die über dem Fahrzeug positionierte Röntgenquelle emittiert einen feinen Röntgenstrahl, der das Fahrzeug einschließlich der Batterie passiert und von einem am Boden positionierten Detektor aufgefangen und verarbeitet wird. (Foto: Fraunhofer IIS/Christina Müller)
Werbung
Werbung
Claus Bünnagel

Das Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik, ein Bereich des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS, hat eine neuartige Prüfmöglichkeit für Batterien von E-Autos vorgestellt. In Zusammenarbeit mit der Hochschule München haben die Wissenschaftler das Forschungsprojekt „AIR“ (Antriebsbatterieinspektion mittels Röntgen) präsentiert.

Wichtiger Schritt

Das vollständige Röntgen endmontierter Fahrzeuge lässt sich aktuell nur an wenigen Orten weltweit unter Laborbedingungen realisieren – u.a. am Entwicklungszentrum Röntgentechnik des Fraunhofer IIS in Fürth. Die Prozedur ist allerdings aufwendig und kostspielig, so dass deren Einsatz gegenwärtig Unternehmen vorbehalten bleibt, die insbesondere sicherheitsrelevante Bauteile im Entwicklungsprozess überprüfen. Mit dem neu entwickelten AIR-System ändert sich das: Das System ermöglicht es, die mechanische Integrität von Batteriemodulen visuell zu bewerten, indem ein Röntgenbild des Fahrzeugs und der im Unterboden montierten Antriebsbatterie aufgenommen wird.

Hierfür wird das Fahrzeug in das Messsystem hineingefahren – der Messaufbau erinnert an eine klassische Waschanlage. Die Röntgenaufnahmen werden aus der Vogelperspektive erstellt. Die über dem Fahrzeug positionierte Röntgenquelle emittiert einen feinen Röntgenstrahl, der das Fahrzeug einschließlich der Batterie passiert und von einem am Boden positionierten Detektor aufgefangen und verarbeitet wird. Selbst in voll gekapselten Batteriemodulen ist eine Detailbetrachtung der Batterie möglich, um Aussagen über den mechanischen Zustand einzelner Batteriezellen, des Rahmens und weiterer Merkmale treffen zu können. Das neue System ist dabei speziell auf die Anforderungen einer möglichst schnellen und kostengünstigen Prüfung ausgelegt.

Objektive Bewertungsmöglichkeiten

Bislang ist die fundierte Begutachtung und Zustandsbewertung der Batterie eines Elektrofahrzeugs nur sehr rudimentär möglich. Gutachter wie Prof. Klaus Böhm der Hochschule München müssen sich weitestgehend auf Diagnosetools der Hersteller verlassen.

„Es läuft in der Praxis im Wesentlichen genauso ab, wie man es von der Fehlerdiagnose halbwegs moderner Fahrzeuge kennt. Stecker rein, und eine Diagnosesoftware liest eventuelle Probleme aus. Teilweise wird dies bei manchen Konzepten über mehrere Tage während der Fahrt praktiziert. Bei schwerwiegenderen Unfällen, beispielsweise dann, wenn der Airbag im Fahrzeug ausgelöst hat, gibt es sehr klare Handlungsanweisungen der Hersteller. Hier muss in der Regel verpflichtend der Austausch der Traktionsbatterie vorgenommen werden, auch wenn diese unter Umständen keinen Schaden genommen hat“, so Prof. Böhm.

Einerseits sind solch strikte Sicherheitsvorkehrungen gegenwärtig unumgänglich, um die Betriebssicherheit der Fahrzeuge – und damit auch die Sicherheit der Insassen und anderer Verkehrsteilnehmer – gewährleisten zu können. Andererseits ist es unter Gesichtspunkten der Nachhaltigkeit und Ressourcensparsamkeit fragwürdig, unbedenkliche, funktionsfähige Batterien zu recyclen.

„Hier gibt es einen großen Bedarf des Markts nach einer zusätzlichen objektiven Bewertungsmöglichkeit von Fahrzeugbatterien. Deshalb forschen wir bereits seit vielen Jahren an Röntgensystemen, die bei der Begutachtung von Hochleistungsakkus eine zentrale Rolle einnehmen könnten“, so Michael Salamon, Gruppenleiter am Entwicklungszentrum Röntgentechnik des Fraunhofer IIS.

Aufruf zur Studienteilnahme

Prof. Böhm sieht noch weitere Vorteile des neuen Systems: „AIR hat das Potential, die Gutachtenerstellung im Kontext der Elektromobilität – und darüber hinaus – zu revolutionieren. Die beschriebenen Grenzen der bisher angewandten Methoden können unter Einbeziehung von AIR in einen multidisziplinären Ansatz signifikant erweitert werden. Dies wird zu einer Reduzierung der Reparaturkosten bei Elektrofahrzeugen beitragen. Genauere und belastbarere Gutachten können zudem zu kalkulierbareren Gebrauchtwagenprozessen und zu günstigeren Versicherungsprämien führen.“

Das System wird in Zukunft für Anwendungen der Schadensbegutachtung, Wertermittlung und Lebenszyklusanalyse im Feld erprobt und weiterentwickelt. Um die Entwicklung und schnelle Automatisierung der neuen Technologie zu beschleunigen, ist das Fraunhofer IIS aktuell auf der Suche nach Probanden, die ihr Fahrzeug für die Erhebung von Röntgendaten zu Verfügung stellen. Interessenten können sich über info-ezrt@iis.fraunhofer.de für die Teilnahme an der Studie anmelden.

Werbung
Werbung