TÜV SÜD: Erster Crash-Test von Lithium-Ionen-Batterien

Bei der klimaschonenden Mobilität der Zukunft werden Lithium-Ionen-Batterien wohl eine große Rolle spielen. Doch wie verhalten sie sich eigentlich bei einem Crash? Das testete nun der TÜV SÜD. Die Experten sammelten dabei wichtige Erkenntnisse.
Der TÜV SÜD testete nun erstmals Lithium-Ionen-Batterien für PKW. (Foto: TÜV SÜD)
Der TÜV SÜD testete nun erstmals Lithium-Ionen-Batterien für PKW. (Foto: TÜV SÜD)

Erfolgreich verliefen die weltweit ersten dynamischen Crashtests von Lithium-Ionen-Batterien für PKW auf dem TÜV SÜD-Gelände in München-Allach: „Die Resultate sollen dazu dienen, notwendige Sicherheitsstandards für die Sicherheit und die Unterbringung von Li-Ionen-Batterien im Auto zu entwickeln und zu definieren“, kommentiert der TÜV SÜD-Vorstandsvorsitzende Dr. Axel Stepken die Testreihe.

Erkenntnisse über Belastungsgrenzen

Ziel der Versuche mit Lithium-Ionen-Batterien, wie diese im Mercedes S400 Hybrid und 7er BMW eingesetzt werden, war, das Sicherheitsniveau der verbauten Batterie zu ermitteln. Mehr noch dient die Reihe dazu, Erkenntnisse über Belastungsgrenzen zu gewinnen. Zudem wollten die TÜV SÜD-Experten ermitteln, mit welchen Schadenszenarien zu rechnen ist, wenn eine Li-Ionen-Batterie beschädigt wird.

Zu wenig Informationen

Bislang ist weitgehend unbekannt, wie sich Li-Ionen-Batterien im dynamischen Crash verhalten. Weder gibt es Standards für den Verbau der Batterie, noch Anforderungen für den Unfallversuch. Diese sind aber von fundamentaler Wichtigkeit, nicht nur für Fahrzeug und Batteriehersteller, sondern auch für Verbraucher, Feuerwehren und Rettungsdienste.

Experten müssen Grenzbereiche ermitteln

Insofern hat die jetzt von TÜV SÜD durchgeführte Crashreihe primär das Ziel, Basiserkenntnisse zu gewinnen: „Wir loten hier Grenzbereiche aus, schauen was machbar ist, um hieraus zu ermitteln, wie Sicherheitsstandards für Li-Ionen-Batterien gesetzt werden müssen, um ein höchst mögliches Maß an Sicherheit zu erreichen“, unterstreicht Richard Richter, bei TÜV SÜD verantwortlich für die Durchführung der Crashreihe.

Umfangreiche Testreihe

Zur Ermittlung dieses Grenzbereichs wurde für die weltweit ersten dynamischen Tests mit Lithium-Ionen-Batterien ein spezielles hochpräzises Impaktorsystem entwickelt. Dazu wurde die zu testende Hochvolt-Batterie an einem 110 Tonnen-Beton-Block montiert. Mit Hilfe eines Trägerfahrzeugs wurde ein Impaktor mit verschiedenen Stoßkörpern (Zylinder, Gabelzinke) und variabler Masse gegen das Prüfobjekt gefahren. Der aus Kopfstück und Ballast bestehende Impaktor war auf einem Tragarm, befestigt am Trägerfahrzeug, geführt. Kurz vor dem Anprall wurde der Impaktor vom Tragarm entkoppelt, so dass dieser frei fliegend auf die Batterie auftraf.

Batterien hielten

Mit der Versuchsanordnung sind Geschwindigkeiten bis größer 55 km/h, Massen bis 500 kg sowie einer resultierenden Energie von knapp 60 kJ möglich. Die auf die Batterie einwirkenden Kräfte entsprechen damit in etwa dem Niveau eines typischen Crashs, decken aber noch nicht alle vorstellbaren Unfallszenarien ab. Das Resultat fiel positiv aus: Die in einen Stahlmantel gepackten Serien-Batterien hielten den Crashreihen stand. Die auf Basis statischer Tests ermittelte Deformierung war nahezu deckungsgleich mit den im dynamischen Test tatsächlich eingetretenen Werten.

Wichtige Erkenntnisse

Im weiteren Verlauf wurden noch Crashversuche mit anderen Werkstoffen als dem verwendeten Stahl unternommen. Hier zeigten sich bei derselben Versuchsanordnung aber die erwarteten Unterschiede. Auch eine wichtige Erkenntnis: Eine beim Crash gerissene Batterie lief zwar aus, es kam aber nicht zu einer befürchteten Verpuffung bzw. zum Brand.

Weitere Versuche nötig

Die ersten Tests haben nach Ansicht von TÜV SÜD gezeigt, dass bereits jetzt ein hohes Niveau bei der Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien besteht, es andererseits aber weiterer intensiver Versuche bedarf, um gesicherte Erkenntnisse zu gewinnen, auf deren Basis dann verbindliche Sicherheitsstandards entwickelt werden können. Diese müssen dann direkt in Crashtest-Verfahren für Hybrid- und Elektrofahrzeuge münden. „Unser Anspruch als TÜV SÜD ist es hier, im Verbund mit den Herstellern für die Setzung entsprechender Standards zu sorgen“, unterstreicht Dr. Stepken.

Zusatzinformationen

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