Artikel aus dem Handelsblatt Journal „Die Zukunft der Automobilindustrie“ vom 05.12.2022
von Dr. Georg Angenendt
Jeden Tag nutzen Millionen Menschen Elektrofahrzeuge, um zuverlässig ans Ziel zu kommen. Dazu sind Elektroautos, -busse und E-Scooter auf leistungsfähige Batterien angewiesen. Sogar die häusliche Stromversorgung hängt von Akkus ab, wenn Heimspeicher-Systeme die Energie aus den Solarpanelen auf dem Dach speichern. Batterien sind ein wichtiger Baustein in der Energiewende und integraler Bestandteil unseres Lebens. Deswegen ist es wichtig, viel über sie zu wissen.
Die Lithium-Ionen-Technologie dominiert den Markt der aufladbaren Energiespeicher. Laut einer Studie von Roland Berger wird der Markt bis 2030 um jährlich 30 Prozent wachsen. Ihre Bedeutung nimmt rasant zu und somit unser Interesse, Lithium-Ionen-Batterien sicher und zuverlässig zu machen.
Fehlerhafte Batterien sorgen für milliardenschwere Risiken
Obwohl Elektrofahrzeuge im Vergleich zu Verbrennern als sicher gelten, mehren sich Risiken mit Alter und Gebrauch. Der Großbrand vor einem Jahr in einem Stuttgarter Busdepot wurde laut Feuerwehr wahrscheinlich durch das Laden eines Elektrobusses ausgelöst. 25 Busse für 10 Millionen Euro sind verbrannt. In Paris wurden dieses Jahr 149 Busse aus dem Verkehr gezogen, da sich zwei Elektrobusse im laufenden Betrieb entzündeten. Ähnlich war es in London, wo 90 Doppeldecker Busse wegen Batterieproblemen außer Betrieb gesetzt wurden. Mehr als 25 Elektroautobrände von Herstellen GM und Hyundai haben eine Rückrufaktion im Wert von 2,8 Milliarden US-Dollar ausgelöst. Und nicht nur E-Fahrzeuge sind betroffen. Durch die Detonation des Batteriespeichers einer Photovoltaikanlage wurde im Kreis Ravensburg der Dachstuhl eines Doppelhauses angehoben. Glücklicherweise war niemand zu Hause.
Der Weg zu sichereren Batterien
Es gibt vor allem drei Möglichkeiten, um Batterien sicherer zu machen: Qualität in der Produktion, Systemauslegung und Batterie-Analytik.
Um die Qualität in der Zellproduktion zu gewährleisten, bedarf es eines strengen Qualitätsmanagements. Hierzu werden Qualitätssicherungsverfahren verwendet, die jeden Produktionsschritt überwachen. Trotz strenger Kontrollen kann es selbst innerhalb einer Charge zu Qualitätsunterschieden kommen.
Batteriesysteme sind durch passive und aktive Sicherheitskomponenten geschützt. Mehrere Schutzschichten bewahren sie vor äußeren Schäden und minimieren die Auswirkungen eines Ausfalls. Das Batteriemanagementsystem (BMS) als “Gehirn” eines jeden Lithium-Ionen- Batteriesystems (LIB) stellt sicher, dass eine Zelle nicht über- oder tiefenentladen wird. Allerdings kann das BMS nur bedingt historische Daten speichern und auswerten oder Informationen von anderen Batteriesystemen nutzen. Dem BMS fehlen die nötige Rechenleistung sowie Daten, um umfassende Kalkulationen, Vergleiche und Prognosen über die Gesundheit der Batterien vorzunehmen.
Eine bewährte Strategie zur Vorbeugung kritischer Ausfälle und zur Verbesserung der Sicherheit ist der Einsatz von Cloud-basierten Batterie-Analysen. Diese hochmodernen Verfahren werden bereits von Heimspeicherherstellern als Differenzierungsmerkmal eingesetzt und von öffentlichen Verkehrsbetrieben genutzt, denn kritische Fehler können mit modernerer Batteriediagnostik erkannt und vorhergesagt werden.
So können Fahrzeug- und Heimspeicherhersteller oder Elektroautobesitzer handeln, bevor ein Schaden entsteht. Diagnosen, die auf bestehenden Betriebsdaten basieren, können ohne Produktänderung auf jedes LIB-System angewendet werden. Dadurch kann eine solche Batterie-Analyse-Software auch das Sicherheitsrisiko bereits im Verkehr befindlicher Fahrzeuge beurteilen.
Der Anwender hat auch Einfluss auf den Zustand der Batterie
Jeder Besitzer eines Elektrofahrzeuges oder Heimspeichers kann die Zuverlässigkeit und Sicherheit beeinflussen. Da volle Akkus im ruhenden Zustand schneller altern, sollte man sie nicht dauerhaft vollgeladen halten. Ebenso sollte eine Tiefentladung des Akkus vermieden werden. Bei sehr heißen oder sehr kalten UmgebungsUmgebungstemperaturen von 15 bis 25 Grad sollte man bei Elektroautos extreme Belastungen – wie Schnellladungen – vermeiden. Bei mobilen Akkus gilt: immer die Anweisungen des Herstellers zum Aufladen und Aufbewahren befolgen und nicht dem direkten Sonnenlicht aussetzen.
Batterien sind ein entscheidender Faktor für die Mobilitäts- und Energiewende
Batterien sind wichtig für unsere Zukunft. Sie gewährleisten saubere Mobilität und versorgen unser Heim mit Energie. Funktionieren sie nicht wie geplant, entstehen oft Sicherheitsprobleme. Die neue Technologie der Batterie- Analyse hilft, dieses Problem zu lösen. Dabei kann auch jeder einzelne seinen Umgang mit Batterien verbessern. So sorgen wir gemeinsam dafür, dass mit Batterien die Energiewende sicher, zuverlässig und nachhaltig gelingt.
Eine bewährte Strategie zur Vorbeugung kritischer Ausfälle und zur Verbesserung der Sicherheit ist der Einsatz von Cloud-basierten Batterie-Analysen.
Dr. Georg Angenendt, CTO, ACCURE Battery Intelligence
Dieser Artikel ist im aktuellen Handelsblatt Journal „Restrukturierung“ erschienen.
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