Batterien richtig prüfen und testen

Häufig von Teilnehmenden gestellte Fragen zum Thema ‚Batterien richtig prüfen und testen‘ 

Welche Bedeutung haben Batterieprüfungen für die Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen, insbesondere in Bezug auf Leistung, Sicherheit und Langlebigkeit?

Batterieprüfungen sind sowohl entwicklungsbegleitend als auch für das finale Produkt von sehr hoher Bedeutung. Durch die Prüfungen kann sichergestellt werden, dass die Anforderungen an die Batterie auch in der Anwendung erfüllt werden und Sicherheitsrisiken so weit wie möglich reduziert werden.

Welche spezifischen Tests und Verfahren sind bei Batterieprüfungen üblich, um die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Traktionsbatterien zu überprüfen?

Wir unterscheiden nach Performance-, Lebensdauer-, Sicherheits- und Umweltsimulationstests. Während bei den Performancetests die Abhängigkeiten der Performance von Betriebsparametern wie Temperatur und elektrischer Leistung untersucht werden, steht bei den Lebensdauertests das Alterungsverhalten im Fokus. Bei den Sicherheitstests werden die Batterien gezielt außerhalb des Betriebsfensters betrieben, um das Verhalten in solchen Situationen beurteilen zu können.

Inwieweit beeinflussen Batterieprüfungen die Entwicklung und Optimierung von Elektrofahrzeugen und deren Batteriesystemen?

Batterieprüfungen sind elementarer Bestandteil der Entwicklung sowie der Zulassung. Sie dienen einerseits zur Verifikation der Datenblattangaben als auch zur Ermittlung von Eigenschaften, die nicht durch Angaben im Datenblatt bestimmt werden können.

Wie können Batterieprüfungen dazu beitragen, mögliche Sicherheitsrisiken zu erkennen und zu minimieren, insbesondere in Bezug auf thermische Eigenschaften und chemische Reaktionen der Batterien?

Durch sogenannte Sicherheitstests an den Prüflingen wird das Verhalten in Extremsituationen untersucht. Die Ergebnisse dieser Prüfungen fließen in die Entwicklung zur Optimierung des Produkts ein.

Welche Herausforderungen und technischen Hürden gibt es bei der Durchführung von Batterieprüfungen an den komplexen Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen?

Einerseits nehmen die Anforderungen an das Prüfequipment stetig zu, so dass Investitionen in solches Prüfequipment immer strategisch und langfristig beurteilt werden müssen. Insbesondere die kommunikative Einbindung der Batterien in den Prüfstand kann sehr komplex sein. Gleichzeitig muss man bei einer Batterieprüfung, besonders wenn das Produkt noch keinen Serienstand aufweist, stets vom worst case, also einem thermischen Event ausgehen. Mit der stetig zunehmenden Energiedichte und Energiemenge der Batterien werden die Risiken für bei solchen Prüfungen ebenfalls größer. Diese müssen betrachtet, analysiert und Maßnahmen definiert werden.

Welche Entwicklungen und Trends gibt es derzeit im Bereich der Batterieprüfungen für Elektrofahrzeuge, und wie könnten diese die zukünftige Forschung und Entwicklung beeinflussen?

Performance- und Lebensdauertests sind von zentraler Bedeutung, um die Batterie während ihrer gesamten Lebensdauer leistungsfähig zu halten. Die Tests werden zunehmend komplexer, beispielsweise wird die Ausdehnung der Prüfkörper und der Kraftaufbau durch die expandierenden Zellen über die gesamte Lebensdauer aufgezeichnet.
Im Bereich der Sicherheitstests ist ein deutlicher Trend zu den sogenannten Thermalpropagationstests erkennbar. Dabei wird in der Regel eine Zelle, die sich meist in der Mitte des Packs befindet, einem Thermal Runaway ausgesetzt und das gesamte Pack beobachtet. Ziel ist es, eine Batterie so zu entwickeln, dass ein Thermal Runaway in einer einzelnen Zelle nicht zum thermischen Durchgehen weiterer Zellen oder der gesamten Batterie führt. Für das Sicherheitsverhalten einer Batterie ist ein solcher Test entscheidend.

Wie wichtig ist die Zusammenarbeit zwischen Automobilherstellern, Batterieherstellern und Forschungseinrichtungen bei der Entwicklung und Umsetzung von Batterieprüfungen?

Die Prüfungen werden kontinuierlich an die aktuellen Erkenntnisse aus Wirtschaft und Wissenschaft angepasst, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Das Ziel der Tests besteht darin, in möglichst kurzer Zeit präzise Informationen über das Verhalten des geprüften Batteriesystems zu erhalten.

Wie schätzen Sie die Zukunft von Batterieprüfungen für Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen ein? Welche Entwicklungen und Fortschritte sind in den kommenden Jahren zu erwarten?

Wir erwarten weiter steigende Komplexität bei den elektrischen Prüfungen sowie einen hohen Bedarf an Sicherheitstests.