Mikroelektronik 10.08.2007, 19:29 Uhr

Autoakku sendet SMS  

Das Säureschichtungsproblem wurde beseitigt, Überdimensionierungen können abgebaut werden und eine intelligente Mikroelektronik überwacht den Energiestatus. Die ersten weiter entwickelten Batterien kommen jetzt auf den Markt.

Moderne Bordnetze mit ihren vielen elektrischen Stromfressern, bis zu 40 Computer und „Drive-by-Wire“-Elektronikbaugruppen, setzen der Autobatterie immer mehr zu. Die Säureschichtung führt zudem oft zum frühzeitigen Kollaps – viele Wagen fahren daher mit überdimensionierten Energiespeichern durch die Gegend.

Doch das Innovationspotenzial der Blei-Säure-Akkus ist längst noch nicht ausgereizt: Der Schweizer Batteriespezialist iQ Power hat seine bereits vor einigen Jahren erstmals vorgestellte säureschichtungsfreie Batterietechnologie inzwischen kräftig weiter entwickelt und marktreif gemacht. So nutzt das Unternehmen bei seinen neuartigen MagiQ-Energiespeichern unter anderem die Bewegungsenergie des Fahrzeugs, wie sie beim Anfahren oder abrupten Bremsen auftreten, um den Elektrolyt zu durchmischen. Der Clou: Die Umwälzung des Elektrolyten erfolgt durch enge vertikale Strömungskanäle, so genannte Bridges (Öffnungen in den Brückenstegen), und Piers aus Kunststoff in jeder Batteriekammer, welche die Säure vom Boden der Batterie nach oben lenken.

„Ohne diese raffinierten Kunststoffteile würde lediglich eine Oberflächenwelle in der Batterie wirkungslos hin und her schwappen“, sagt Bernd Rose, Sprecher von iQ-Power. So können die Leistungseinbußen durch Säureschichtung von vornherein verhindert und dauerhaft ausgeschaltet werden. Eine Folienheizung temperiert zudem bei Bedarf den Elektrolyten, während eine Isolation für ausgeglichene Temperaturen sorgt. Eine Mikroelektronik ergänzt die Systemlösung.

Doch die Säureschichtung gilt als hoch komplex und lässt sich kaum messen oder gar einfach in einem elektronischen Batteriemodell in eine Software packen. „Das Phänomen verhält sich in jedem Sammler anders und ist sogar in jeder einzelnen Batteriezelle unterschiedlich“, schildert Günther Bauer, Entwicklungs-Chef bei iQ Power. Darüber hinaus beeinflusst das individuelle Nutzungsprofil eines jeden Fahrzeugs die Säureschichtung zusätzlich. Alle Ansätze auf dem Markt, Energiemanagement mit herkömmlichen Autobatterien realisieren zu wollen, „sind daher vom Start weg wenig zielführend“, ergänzt Bauer.

Selbst die doppelt so teuren AGM-Batterien (Absorbent Glass Mat) mit ihrem durch einen Elektrolyt getränkten Glasfaservlies, die erheblich belastbarer als herkömmliche Blei-Säure-Batterien sind, „lösen die Probleme nicht“, weiß Batterieexperte Bauer aus Erfahrung. „Sie reagieren auf Kälte unverändert schlecht und auch die Säureschichtung lässt sich nicht verhindern, wie Untersuchungen deutlich zeigen, auch wenn wiederholt das Gegenteil behauptet wird.“

Nach Angaben des Unternehmens spart die neue Akkutechnologie durch möglich werdendes „Downsizing“ der Energiespeicher durchschnittlich 23 % des Bleis ein. Bei jährlich weltweit über 200 Mio. hergestellten Batterien in Blei-Säure-Technik ergibt sich ein Einsparpotenzial von 1,2 Mio. t Blei pro Jahr, wenn weltweit alle Starterbatterien mit der neuartigen Kraftspeichertechnologie ausgerüstet wären, rechnet man bei iQ Power vor. Der eingesparte Rohstoff entspräche einem aktuellen Marktwert von über 2 Mrd. $.

Auch nach einem fünfjährigen Langzeit-Dauertest zeigen die Testkandidaten selbst in großen Fahrzeugen bis hin zur Kategorie Audi A8, BMW 7er, Mercedes S-Klasse sowie leichten Nutzfahrzeugen kaum Ermüdungserscheinungen. Sie fahren auch mit kleinen Batterien über viele Jahre zuverlässig.

Weiteres Verbesserungspotenzial sieht man bei iQ Power in der Verbindung der üblichen Blei-Säure-Technologie mit moderner Mikroelektronik: So sind selbstdiagnostizierende Batterien künftig in der Lage, ihren Ladezustand (State of Charge, SOC) und ihren Verschleiß- und Fitnessgrad (State of Health, SOH) kontinuierlich selbst zu ermitteln und an den Bordcomputer zu übermitteln. Intelligente Batterien vom Typ MagiQ können dem Autofahrer ihren Energiestatus bzw. den grafisch dargestelltem Energievektor sogar über Handy oder PDA mitteilen, nach dem Motto: „Meine Autobatterie spricht mit mir.“

So hat der Fahrer die Möglichkeit, frühzeitig etwas gegen kritische Energiesituationen zu unternehmen – etwa unnötige Verbraucher abschalten, die Batterie frühzeitig nachladen oder wechseln.

Nach den Erfolgen der Vorserie will iQ Power jetzt eine Produktionsanlage für die innovativen Energiespeicher mit einer Kapazität von 500 000 Einheiten jährlich errichten. Auch das Schweizer Unternehmen Levo plant die Produktion der ersten Energiespeichersysteme MagiQ 220 für Nutzfahrzeuge, die sich derzeit noch in abschließenden Labortests bei iQ Power befinden. Doch für Newcomer ist die Vermarktung nicht ganz unproblematisch. „Denn der europäische Batteriemarkt ist stark monopolgeprägt“, schildert Bernd Rose. „Durch den Druck der Automobilbauer auf die Zulieferer sind die Margen nur papierdünn.“ Das ändere sich aber jetzt langsam. Innovationen führen dazu, dass die Erlöse wieder zunehmen. Bei iQ Power rechnet man sich daher gute Chancen aus, in zwei bis drei Jahren mit den neuen Speichern in den Massenmarkt zu kommen. EDGAR LANGE

Ein Beitrag von:

  • Edgar Lange

    Freier Fachjournalist in Düsseldorf. Schreibt vor allem über IT-Themen.

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