Continental macht E-Autos sicherer – mit neuen Batterie-Sensoren
Elektroautos stellen mit ihren Batterien neue Anforderungen an die Sensoren. Continental hat jetzt für dieses teure Bauteil zwei neue Sensoren entwickelt. Der eine überwacht die Stromversorgung und soll für mehr Sicherheit und Langlebigkeit sorgen, der andere bietet Schutz für den Unterboden.
Das neue Stromsensormodul von Continental liefert wichtige Daten, um die Batterie zu schonen.
Foto: Continental AG
Ein Elektroauto benötigt nicht nur dieselben Sensoren, die auch ein herkömmliches Auto braucht, sondern noch einige mehr. Das hängt vor allem mit der Batterie zusammen. Sie ist das Herzstück des E-Autos und zugleich das teuerste Bauteil. Sie zu schützen und ihre Leistungsfähigkeit zu erhalten, sind zwei wichtige Aufgaben, die künftig neue Sensoren übernehmen. Continental reagiert damit auf die zunehmende Elektrifizierung der Fahrzeuge und hat ein Stromsensormodul entwickelt sowie einen Sensor zur Batterieanprallerkennung.
Neues Ladegerät für E-Autos
„Eine Lithium-Ionen-Batterie hat eine optimale Temperaturspanne, in der sie sehr sicher ist und sehr langsam altert“, erklärt Horst Gering, Programmmanager im Segment Passive Safety and Sensorics bei Continental. Dabei sei jedes schnelle Aufladen eher ein Kompromiss zwischen der Erhaltung der Sicherheit und Gesundheit der Batterie sowie der Begrenzung der Ladedauer. Damit dieser Kompromiss auch gut gelinge, benötige man genaue Daten. Und die liefere das neue Stromsensormodul – sogar mit einer Genauigkeit von kleiner +/-1%.
Continental entwickelt Sensor, der Batterien langlebiger und sicherer machen soll
Das Stromsensormodul ist als zweikanaliger Sensor aufgebaut und kann somit eigenständig und unabhängig den Strom in der Batterie messen. Der Sensor soll die Batterie dabei nicht nur vor Überstrom schützen, sondern auch den Alterungseffekten vorbeugen und die Eigenschaften der Batterie damit möglichst lange auf gleichem Niveau konstant halten. Das ist gar nicht so einfach, denn gerade, wenn ein E-Auto geladen wird, fließt viel Strom in die Batterie. Physikalische Effekte sorgen dafür, dass sie sich dabei erwärmt. Gleiches geschieht vor allem bei Schnellladungen, aber auch bei sportlicher Fahrweise. Damit es nicht zu einer Überlastung der Batterie kommt, muss der Strom geregelt werden. Das dient gleichzeitig auch dazu, die Temperatur zu begrenzen. Noch in diesem Jahr soll die Produktion dieses Sensormoduls beginnen. Es wird nach Angaben von Continental dann auch direkt bei einem globalen Automobilhersteller in ein modernes Elektrofahrzeug integriert.
Sensor von Continental erkennt Kontakt des Unterbodens mit Gegenständen
Eine Lithium-Ionen-Batterie ist in der Regel bei Elektroautos im Unterboden integriert. Das hat zwei Vorteile: Es sorgt für einen niedrigen Schwerpunkt des Fahrzeugs, somit kann das Gewicht der Batterie gut genutzt werden. Zugleich ist die Batterie an dieser Stelle bestmöglich geschützt. Doch es gibt natürlich durchaus Szenarien, bei denen der Unterboden eines Autos beschädigt werden kann. Zum Beispiel, wenn Gegenstände wie Spanngurte oder Ähnliches auf der Fahrbahn liegen und man unkontrolliert mit größerer Geschwindigkeit darüberfährt. Ein weiteres Szenario kann sich sogar bei geringen Geschwindigkeiten ereignen: Man fährt beim Einparken ungeschickt über einen Bordstein oder setzt mit dem Fahrzeugboden auf Kanten auf. Bisher war es so, dass Fahrerin oder Fahrer in einem solchen Fall selbst entscheiden mussten, ob das Fahrzeug in die Werkstatt zur Überprüfung sollte. Genau dafür hat Continental die drucksensorbasierte Batterieanprallerkennung entwickelt. Der Sensor erkennt, in welchem Maße der Unterboden mit anderen Gegenständen in Berührung gekommen ist. Sobald die Batterie in Mitleidenschaft geraten sein könnte, warnt das System. So kann man jede Vorsichtsmaßnahme treffen, um eventuelle Schäden zu erkennen und gegebenenfalls zu beseitigen.
„Darüber hinaus identifiziert die Batterieanprallerkennung den Bereich des Schadens, sodass das Batteriemanagement die Zellen in diesem Bereich entleeren kann, um eine Brandgefahr zu vermeiden“, sagt Johannes Clemm, Geschäftsführer der Continental Safety Engineering International in Alzenau. Der Sensor erkennt beide oben beschrieben Szenarien, also den Kontakt des Unterbodens bei geringer Geschwindigkeit mit einem anderen Gegenstand und bei hoher Geschwindigkeit, wenn aufgewirbelte schwere Gegenstände das Fahrzeug an der Stelle treffen. Im ersten Szenario könne das System sogar ein schnell wirkendes aktives Dämpfersystem auslösen. Dadurch ließe sich die Unterbodenhöhe vorübergehend erhöhen und der Schaden falle vermutlich geringer aus. Diese Technik biete noch einen weiteren Vorteil: Mit ihr könne das Gewicht der Batterieverkleidung, die bisher zum Schutz eingebaut sei, um bis zu 50% reduziert werden. Da die Basis des Sensors aus dem bewährten Fußgängerschutzsystem stamme, das seit mehr als zehn Jahren produziert wird, ergebe sich außerdem die Möglichkeit, dass der Sensor die Fahrerin oder den Fahrer vor dem Anprall warne.
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