TU Graz und AVL stellen Zentrum für Batteriesicherheit vor

Das heute in Graz präsentierte Zentrum der TU Graz und des Antriebs- und Prüfspezialisten AVL List macht sich zur Aufgabe, Batterien für E-Fahrzeuge gezielt an ihre Belastungsgrenzen zu führen und dabei Daten zur Sicherheit von künftigen elektrischen Energiespeichersystemen zu generieren.

Im Fokus der neuen Forschungseinrichtung namens „Battery Safety Center Graz“ an der TU Graz stehen zwei Themenbereiche: das definierte Altern von Batterien zur Analyse des Langzeitverhaltens sowie das Verhalten von geladenen Batterien unter mechanischer Belastung allgemein und bei Unfällen im Speziellen. Entsprechend bezeichnen die Initiatoren des Zentrums die Klimakammern zur gezielten Batterienalterung und die mechanischen Testanlagen, darunter eine Crash-Anlage für geladene Batterien, als Herzstücke der Einrichtung.

In der elektro-thermischen Testumgebung können Batteriesysteme bei Temperaturen von minus 40 bis 90 Grad Celsius geladen und entladen werden. Dabei sind TU Graz und AVL List in der Lage, Batterien durch individuell programmierbare Zyklen gezielt altern zu lassen. Als Beitrag zu einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Forschung ist es möglich, die Klimakammern parallel zu betreiben und so die Energie aus einem Entladevorgang gleichzeitig zum Laden einer Batterie in einer anderen Kammer zu verwenden.

Im Bereich für mechanische Tests sticht eine eigens bei der TU entwickelte Crash-Anlage heraus. Auf einer Länge von knapp 20 Metern können – mit einer Maximalgeschwindigkeit von mehr als 100 km/h – zwei Versuchsvarianten gefahren werden: „Erstens mit einer auf dem Prüfschlitten montierten Batterie, die extrem beschleunigt und abgebremst wird und damit Kräften bis zum Dreihundertfachen des Batteriegewichts ausgesetzt ist. Und zweitens mit einer am Crashblock befestigten Batterie, die von einem am Prüfschlitten montierten Impakto – das ist eine feste geometrische Form wie ein Zylinder oder eine Kugel – gezielt getroffen wird“, führen die Initiatoren aus. Für weitere mechanische Belastungstests steht unter anderem ein hydraulischer Prüfstand zur Verfügung, auf dem geladene und ungeladene Batteriemodule, Batteriezellen und Zell-Stapel mit einer maximalen Druckkraft von 420 Kilonewton belastet werden.

Auch die Sicherheitseinrichtung des gesamten Crashbereichs hat die TU selbst entwickelt. Sie besteht aus einem 150 Tonnen schweren und vom Gebäude entkoppelten Crashblock mit integriertem Ventilationssystem. „Sensoren erfassen sämtliche relevante Daten über den Zustand der Batterie während einer Versuchsdauer, die teilweise nur wenige Millisekunden ist. Mehrere Highspeed-Kameras sowie eine eigens konzipierte Lichttechnik liefern hochaufgelöstes Bild- und Videomaterial zur detaillierten Analyse des Batteriesystems während des Versuchs“, heißt es aus Graz.

Offiziell eröffnet wird das Forschungszentrum am Campus Inffeldgasse im kommenden Jahr, wenn alle Prüfstände fertiggestellt und einsatzbereit sind. Der wesentliche Teil der Test- sowie die komplette Gebäudeinfrastruktur kommen von der TU Graz, die von der neuen Prüfstandstechnik allen voran für Forschungsprojekte und ihre Lehre im Bereich Batteriensicherheit profitieren will. AVL bringt sich mit drei Klimakammern für elektro-thermische Tests in die Kooperation ein. „Rund die Hälfte der Kapazitäten der Klimakammern ist für gemeinsame Projekte von TU Graz und AVL vorgesehen. Die andere Hälfte steht der TU Graz für Eigenforschungszwecke, Lehre und Forschungsprojekte mit anderen Kooperationspartnern zur Verfügung“, äußern die Partner.

Das neue Zentrum fußt auf einer langjährigen Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Fahrzeugsicherheit der TU Graz und AVL List. Die Forschungskooperation wurde auf unbestimmte Zeit geschlossen und wird jährlich evaluiert. In Art und Umfang ist die neue Kooperation ähnlich dem „AVL-TU Graz Transmission Center“, das 2017 als Getriebe-Kompetenzzentren seinen Betrieb aufgenommen hat und ebenfalls am Campus Inffeldgasse angesiedelt ist. In das neue Batteriezentrum haben beide Partner knapp neun Millionen Euro investiert, davon alleine fünf Millionen Euro in den Bau und die Grundinfrastruktur. Das Ergebnis sei eine „europaweit einmalige Forschungseinrichtung“.
tugraz.at