Batteriesicherheit: Expertise für die sichere Integration von Batterien

Test aller üblicher Bauformen gegenüber Intrusion mit unterschiedlichen Stempel-geometrien. Bestimmung kritischer Kräfte welche zum internen Kurzschluss führen. Zusätzlich kann auch bei hohen Geschwindigkeiten mit definierter Intrusionstiefe getestet werden, auch an geladenen Zellen.

Mit selbst entwickelter Hochgeschwindigkeits-Röntgentechnik kann die zellinterne Dynamik während des thermischen Durchgehens erfasst werden. Diese Vorgänge blieben bisher verborgen. Durch die Röntgentechnik können Hersteller jetzt Zellen und Batterien mit höherer Sicherheit entwickeln.

In einem feuer- und explosionsfesten Bunker führt das Institut Propagationstests an Batteriemodulen und Systemen durch. Beispielsweise kann dadurch bei neuen Gehäusekonzepten die Widerstandsfähigkeit gegenüber Batterie-internem Brand sowie die Wirksamkeit propaga­tionshemmender Maßnahmen bewertet werden.

Zur Bewertung der Crashsicherheit von geladenen Modulen und HV-Speichern besitzt das Institut einen Batterie-Crashbeschleuniger. In Verbindung mit Simulationen können Batteriesysteme umfassend beschrieben und erforscht werden.

Detaillierte strukturmechanische Modelle bilden mechanische Deformationen von Batterien, wie sie bei Crashs auftreten, realistisch ab. Dies umfasst einzelne Zellen bis hin zu Batteriemodulen und -gehäusen.

Strömungssimulationen ermöglichen die Nachbildung der Gasausbreitung und der chemischen Reaktionen beim thermischen Durchgehen. Grundlage dafür sind sorgfältige Tests und Kenntnisse zur vorliegenden Zellchemie. Zu einer fundierten Modellierung des thermischen Durchgehens gehört auch eine Berücksichtigung der freigesetzten Partikel, da diese einen beträchtlichen Anteil der Wärme transportieren.

Um die Ausbreitung des thermischen Durchgehens zu verhindern, ist es wichtig, dass angrenzende Bauteile ihre Strukturintegrität behalten. Eine umfassende Bewertung der Sicherheit erfordert daher nicht nur die Simulation des Brandes, sondern auch eine fundierte Modellierung des thermomechanischen Materialverhaltens der umgebenden Strukturen.