Batterietechnik Hyundai Mobis: Neues Batteriesystem verhindert thermisches Durchgehen

Thermisches Durchgehen ist einer der häufigsten Gründe für Brände und Explosionen von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge. Hyundai Mobis ist es nun gelungen, wie das Unternehmen bekanntgab, eine neue Technologie mit integrierter Feuerlöschfunktion zu entwickeln. So verhindern die Koreaner, dass Hitze auf benachbarte Zellen übertragen wird, wenn eine Batteriezelle Feuer fängt.

Unfälle mit Stromern erregen in der Öffentlichkeit mehr Aufmerksamkeit als der Crash eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor. Insbesondere, wenn das Elektrofahrzeug in Brand gerät. Hier kann eine mögliche Ursache im thermischen Durchgehen der Batterie liegen. Hierbei überhitzt sich die Batteriezelle durch einen sich selbst verstärkenden, wärmeproduzierenden Prozess, der ein Bersten und Brennen der Zelle nach sich ziehen kann. Leicht kommt es dabei zu einem Übergreifen auf benachbarte Batteriezellen. Sauerstoff wird beim thermischen Durchgehen durch Umstrukturierung der Kathode kurzfristig intern freigesetzt und reagiert sofort innerhalb der Batteriezelle mit ihren organischen Bestandteilen. An dieser Stelle setzt Hyundai Mobis an.

Der Zulieferer hat ein neues System vorgestellt. Dieses ist so konzipiert, dass es über die bloße Verzögerung des thermischen Durchgehens mit hitzebeständigen Materialien hinausgeht und es gar nicht erst entstehen lässt. Länder in Europa, China und Indien haben vorgeschrieben, dass ein thermisches Durchgehen mindestens fünf Minuten nach der ersten Zündung der Batteriezelle verzögert werden muss, während einige Länder ihre Vorschriften verschärfen, um zu verhindern, dass es überhaupt zu einer thermischen Übertragung kommt. Dementsprechend wird die Batteriesystembaugruppe (BSA) von Hyundai Mobis mit Feuerlöschfunktion auf Zellebene wohl Interesse finden. Die Koreaner haben diese Funktion zum Patent angemeldet.

Batteriesystembaugruppe im Detail

Die von Hyundai Mobis entwickelte BSA besteht aus einem Batteriemanagementsystem (BMS), einer Hardware, die aus einem Feuerlöschgerät und einem Batteriegehäuse besteht, sowie einer Software-Logik, die diese steuert. Auf Basis der von den Sensoren in Echtzeit erfassten Daten werden Temperatur, die Spannung der Batterie sowie der Druck im Batteriesystem analysiert, um etwaige Anomalien festzustellen. Anschließend wird der Ort festgelegt, an dem das Löschmittel versprüht werden soll.

Die Software ist nach Aussagen der Koreaner so konzipiert, dass sie „schnelle und genaue Entscheidungen trifft, um auf alle physikalischen Veränderungen im Batteriesystem zu reagieren“. Die Entscheidungslogik von Hyundai Mobis verfügt über mehrere Sicherheitsvorrichtungen und eine redundante Algorithmen-Struktur.

Das Batteriesystem ist mit einem „Feuerlöschmittel ausgestattet, das die fünffache Kapazität eines 3,3 Kilogramm schweren Hausfeuerlöschers besitzt. Bei diesem Mittel handelt es sich um eine Substanz mit hervorragenden Kühl-, Isolier- und Durchlässigkeitseigenschaften, die sowohl für die Umwelt als auch für den menschlichen Körper unschädlich ist.“ Um welches Mittel es sich dabei genau handelt, gab der Zulieferer nicht an.

Neues Material verhindert Überhitzung von Batterien

Darüber hinaus hat Hyundai Mobis vor kurzem ein neues Material entwickelt, das die Überhitzung von Batterien verhindert. Dieses Material besteht aus einer Aluminiumlegierung und einem Kühlmittel und kann durch die Platzierung zwischen den Batteriezellen die Innentemperatur des Batteriesystems senken. Es wird erwartet, dass es als Wärmemanagementsystem eingesetzt werden kann, dass die Wärme auch während des Schnellladevorgangs zuverlässig kontrolliert.  (se)

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