VDE testet Batterien für Elektrofahrzeuge
Mehr Sicherheit und damit letztlich mehr Akzeptanz für Elektrofahrzeuge – dies ist ein Ziel des neuen Batterie- und Umwelttestzentrums des VDE in Offenbach. Die Fahrzeugbranche stehe vor einem Systemwechsel, bei dem die Batterie ein Kernelement darstellt. Die verlässliche Prüfung dieser „Energiebomben“ sei denn auch eine wichtige Voraussetzung, um bis zum Jahr 2020 rund 1 Mio. Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen zu bringen.
„Wir produzieren Vertrauen“, unterstrich Wilfried Jäger, Vorsitzender der Geschäftsführung des VDE Prüf- und Zertifizierungsinstituts, anlässlich der Eröffnung eines neuen Batterie- und Umwelttestzentrums Anfang Juli in Offenbach. Vertrauen sei generell bei Innovationen wichtig. Aber für den technologischen Durchbruch und die Kundenakzeptanz der Elektromobilität sei es sogar von zentraler Bedeutung.
Elektrotechnik-Anteil: Für Elektrofahrzeuge mehr als doppelt so hoch
Mit dem Systemwechsel im Fahrzeugbau wächst der Anteil von Elektrotechnik/Elektronik von etwa 30 % bei konventionellen Fahrzeugen auf über 70 % bei Elektrofahrzeugen, betonte der VDE-Vorstandsvorsitzende Hans Heinz Zimmer. „Gleichzeitig steigen damit auch die Anforderungen an Robustheit und Sicherheit aller Komponenten und Systeme.“
„Im Bereich der Elektromobilität gewinnen die Sicherheitsanforderungen eine neue Qualität“, hob auch Jäger hervor. „Funktionale und elektrische Sicherheit sind hier kritische Erfolgsfaktoren. Das Batterie-, Lade- und Steuerungsmanagement sowie die einzelnen Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs im Hochvolt-Bordnetz müssen die Sicherheit im Fahrzeug jederzeit gewährleisten.“ Dies gelte sowohl im Betrieb als auch bei einem Unfall, bei der Reparatur oder beim Ladevorgang.
Ein Kernelement sei die Batterie, bekräftigte Jäger. „Es ist eine Energiebombe, die da im Auto sitzt. Und auf die konzentrieren wir uns.“ Aufgrund ihrer sehr hohen Energiedichte müssten beispielsweise Lithium-Ionen-Akkus in einem bestimmten Temperaturbereich betrieben werden. Versagt die Kühlung in einer Batterie, drohe Überhitzung. Mit vielfältigen Prüfanforderungen wolle der VDE nun dafür Sorge tragen, dass es in der Praxis nicht zur Explosion einer Batterie kommt.
Die Prüfungen reichten bis hin zur Zerstörung in einem Fallturm. Hier wird die Batterie in bis zu 10 m Höhe aufgehängt und ausgeklinkt. So kann z. B. der Aufprall an einen Laternenpfahl simuliert werden.
Batterien für Elektrofahrzeuge müssen über lange Zeit einwandfrei funktionieren
In dem Testzentrum wird auch die Langzeitstabilität untersucht. Dazu zählen u. a. der Schutz gegen Spritzwasser, Staub oder Korrosion bei einem hohen Salz- und Feuchtigkeitsgehalt sowie das Verhalten bei extremen Temperaturen und schnellen Temperaturänderungen. Mechanische Belastungen werden mit einem Schwingungsprüfstand simuliert.
Da sich das Verhalten der elektrochemischen Energiespeicher je nach Ladezyklus im Lauf der Zeit verändern kann, sind einige Prüfeinrichtungen so gestaltet, dass die Batterie während der Tests aufgeladen und entladen werden kann. Geprüft werden sowohl mobile Batterien für Hybrid- und Elektroautos oder Zweiräder als auch stationäre Speicher für erneuerbare Energien. Bis zu 400 kg kann das Gewicht der Prüflinge betragen, bei einer maximalen Größe von 1,2 m x 1,2 m. Die Prüfspannung beträgt bis zu 1000 V bei maximalen Strömen von 800 A, bei Zellprüfungen sogar bis zu 1080 A.
Deutschland solle Leitmarkt und Leitanbieter für Elektrofahrzeuge werden, bekräftigte Rainer Bomba, Staatssekretär im Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), das Ziel der Bundesregierung. „Wir sind ein Autoland.“ Aktuell befänden sich etwa 4500 Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen, in acht Jahren sollen es 1 Mio. sein und 6 Mio. in 2025. Hochleistungsfähige und sichere Akkus, Board-, Lade- und Batteriemanagementsysteme sind wichtige Voraussetzungen, um dieses Ziel zu erreichen.
Bomba sprach von großen Herausforderungen, aber auch großen Chancen. „Es ist wichtig, dass wir weiter mit der gebotenen Qualität und entsprechenden Sicherheit arbeiten.“ Das neue Testzentrum sei ein Schritt in die richtige Richtung. Die Bundesregierung konzentriere ihre Förderung in diesem Bereich zunächst auf Forschung und Entwicklung. „Wir müssen technologische Fortschritte machen. Wir müssen Dinge aufholen, gerade im Bereich der Batterieforschung. Denn hier haben wir in den letzten Jahren viel Land verloren.“
Testzentrum für Elektrofahrzeuge untermauert und erweitert Expertise des VDE
Der VDE erweitere sein Dienstleistungsspektrum im Bereich Elektromobilität und untermauere seine Expertise in einer Zukunftstechnologie mit großen Exportpotenzialen für die deutsche Industrie, bekräftigte Zimmer. „Unsere Zielrichtung ist klar: Wir wollen mit Deutschland wieder in das Thema Batterie hineinkommen.“
Derzeit werde der Batteriemarkt von drei Nationen bestimmt. Weit über 90 % der Weltproduktion stammen aus Japan, Korea und China. Jetzt gehe es darum, was Deutschland in Zukunft erreichen wolle.
Das neue Testzentrum hat die Arbeit schon aufgenommen. „Volle Prüffähigkeit“ soll ab Anfang September gewährleistet sein. Zu den Hauptkunden zählen Batteriehersteller und Automobilfirmen.
Trotz wachsender Ernüchterung: Elektrofahrzeugen gehört die Zukunft
Die Eröffnung erfolge zu einem Zeitpunkt, wo „mancherorts die Begeisterung schon der Ernüchterung gewichen ist“, räumte Zimmer ein. Doch gebe es zur Elektromobilität langfristig keine Alternative – sowohl ökonomisch als auch ökologisch. Nötig sei ein neuer Push. „Wir hoffen, dass unser Engagement der Elektromobilität in Deutschland einen tüchtigen Schub gibt“, konstatierte Jäger.
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