Fitnesstest für E-Autos 13.08.2014, 13:02 Uhr

Messgerät ermöglicht erstmals Akkudiagnose während der Fahrt

Akkus der Elektroautos könnten sich zukünftig erstmals noch während der Fahrt einer Diagnose unterziehen lassen. Möglich macht das ein kleines Gerät der TU Chemnitz, das die sogenannte Impedanzspektroskopie mobil macht. Bislang benötigen Hersteller der E-Autos dafür ganze Schränke voller Apparaturen. 

Das i3 Concept Elektroauto von BMW: Eine Diagnose der Akkus war während der Fahrt bislang nicht möglich, weil dafür aufwendige Labortechnik notwendig ist. Mit der mobilen Impedanzspektroskopie könnten E-Autohersteller wichtige Erkenntnisse für leistungsfähigere Batterien gewinnen. 

Das i3 Concept Elektroauto von BMW: Eine Diagnose der Akkus war während der Fahrt bislang nicht möglich, weil dafür aufwendige Labortechnik notwendig ist. Mit der mobilen Impedanzspektroskopie könnten E-Autohersteller wichtige Erkenntnisse für leistungsfähigere Batterien gewinnen. 

Foto: dpa

Die Impedanzspektroskopie ist ein Verfahren, das unter anderem den Wechselstromwiderstand in einer Batterie messen kann. So findet man heraus, wie lange Batterien leistungsfähig sind. Bislang haben die entsprechenden Anlagen Schränke gefüllt – die neue Entwicklung an der TU Chemnitz passt hingegen auf eine Leiterplatte von der Größe einer Zigarettenschachtel, und die gesamte Hardware soll nur zehn Euro kosten. Die Forscher versprechen sich davon einen deutlichen Sprung in der Qualität der Elektroautos.

Bisherige Akku-Prognosen sind wenig zuverlässig

Wie fit ein Akku in einem Elektroauto noch ist, kann bisher nur aufgrund genereller Merkmale geschätzt werden. Eine Diagnose des tatsächlichen Zustands findet nicht statt, weil dazu eben die aufwendige Labortechnik notwendig ist. Die allgemeinen Prognosen seien aber „ungenau und wenig zuverlässig“, sagt TU-Forscher Thomas Günther. Fahrweise, äußere Bedingungen und auch die individuellen Unterschiede in jeder einzelnen Batterie blieben bei dieser Methode zwangsläufig unbeachtet. Deshalb bauten die Hersteller derzeit noch mehr Batteriezellen ins Auto ein als eigentlich nötig.

TU-Forscher Thomas Günther testet das neue Messsystem, mit dem sich Akkus der Elektroautos erstmals während der Fahrt testen lassen. Der Autoindustrie sollen die Messwerte dabei behilflich sein, effizientere Akkus zu entwickeln.

TU-Forscher Thomas Günther testet das neue Messsystem, mit dem sich Akkus der Elektroautos erstmals während der Fahrt testen lassen. Der Autoindustrie sollen die Messwerte dabei behilflich sein, effizientere Akkus zu entwickeln.

Foto: TU Chemnitz/Steve Conrad

Der Clou der neuen Entwicklung ist nun, dass eine Diagnose während des Betriebs möglich wird. „Sie soll im Rahmen des Ladevorgangs ablaufen und dauert nur fünf Minuten“, erklärt Günther. Damit könne die Ausnutzung der Leistung deutlich gesteigert werden. In welchem Ausmaß, darauf wollen sich die Wissenschaftler aber nicht festlegen. „Die Autoindustrie wünscht sich Lösungen, die klein und preisgünstig, aber gleichzeitig robust sind und möglichst wenig Komponenten benötigen“, sagt Prof. Olfa Kanoun, Inhaberin der Professur für Mess- und Sensortechnik.

Messsystem soll Systemdesignern wichtige Erkenntnisse für bessere Akkus liefern

Die Experten vom Institut für Mess- und Sensortechnik standen vor der Herausforderung, die Datenspeicher gegenüber den bislang üblichen Geräten extrem zu verkleinern und trotz begrenzter Rechenleistung präzise Werte zu erhalten. Sie optimierten die Methode zur Erzeugung des notwendigen Signals und konnten die Technik so auf einem kleinen Chip unterbringen. Als Stromquelle für das Messgerät dient die Batterie selbst.

Die Industrie könne diese Entwicklung auf unterschiedliche Arten nutzen, sagt Günther: „Die Lebensdauer der Batterie kann verlängert werden oder die Reichweite des Elektroautos erhöht. Oder die Batteriesysteme werden kleiner und preiswerter. Wie die Ergebnisse des Messsystems genutzt werden, ist die Entscheidung des Systemdesigners – wir liefern ihm mit unserer Lösung mehr Gestaltungsspielraum.“

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