Fahrzeugbatterien bewerten Zerstörungsfreie Prüfung von Batteriemodulen im eingebauten Zustand

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Wie in einer Waschstraße lassen sich Batterien im Fahrzeug durch Röntgenstrahlen untersuchen. Selbst gekapselte Batteriemodule können mit Röntgenstrahlen im Detail untersucht werden.

Das vollständige Röntgen endmontierter Fahrzeuge lässt sich aktuell nur an wenigen Orten weltweit unter Laborbedingungen realisieren. Das sind unter anderem am Entwicklungszentrum Röntgentechnik des Fraunhofer IIS in Fürth. Die Prozedur ist allerdings aufwendig und kostspielig, sodass deren Einsatz gegenwärtig Unternehmen vorbehalten bleibt, die insbesondere sicherheitsrelevante Bauteile im Entwicklungsprozess überprüfen.

Mit dem neu entwickelten AIR-System (Antriebsbatterieinspektion mittels Röntgen) ändert sich das: Das System ermöglicht es, die mechanische Integrität von Batteriemodulen visuell zu bewerten, indem ein Röntgenbild des Fahrzeugs und der im Unterboden montierten Antriebsbatterie aufgenommen wird. Hierfür wird das Fahrzeug in das Messsystem hineingefahren – der Messaufbau erinnert an eine klassische Waschanlage.

Röntgenquelle über dem Fahrzeug

Die Röntgenaufnahmen werden aus der Vogelperspektive erstellt. Die über dem Fahrzeug positionierte Röntgenquelle emittiert einen feinen Röntgenstrahl, der das Fahrzeug einschließlich der Batterie passiert und von einem am Boden positionierten Detektor aufgefangen und verarbeitet wird. Selbst in voll gekapselten Batteriemodulen ist eine Detailbetrachtung der Batterie möglich, um Aussagen über den mechanischen Zustand einzelner Batteriezellen, des Batterierahmens und weiterer Merkmale treffen zu können.

Das neue System ist dabei speziell auf die Anforderungen einer möglichst schnellen und kostengünstigen Prüfung ausgelegt.

Bislang ist eine fundierte Begutachtung und Zustandsbewertung der Batterie eines Elektrofahrzeugs nur sehr rudimentär möglich. Gutachter wie Prof. Klaus Böhm von der Hochschule München müssen sich weitgehend auf die Diagnosetools der Hersteller verlassen.

Fahrzeugbatterien objektiv bewerten

„In der Praxis läuft das im Wesentlichen so ab, wie man es von der Fehlerdiagnose bei halbwegs modernen Fahrzeugen kennt. Stecker rein und eine Diagnosesoftware liest mögliche Probleme aus. Bei manchen Konzepten geschieht das über mehrere Tage während der Fahrt. Bei schwereren Unfällen, beispielsweise wenn der Airbag im Fahrzeug ausgelöst hat, gibt es ganz klare Handlungsanweisungen der Hersteller. Dann muss in der Regel zwingend die Traktionsbatterie ausgetauscht werden, auch wenn sie unter Umständen gar keinen Schaden genommen hat“, sagt Prof. Böhm.

Einerseits sind solch strenge Sicherheitsvorkehrungen derzeit unumgänglich, um die Betriebssicherheit der Fahrzeuge und damit die Sicherheit der Insassen und anderer Verkehrsteilnehmer gewährleisten zu können. Andererseits ist es aus Sicht der Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung fragwürdig, unbedenkliche und funktionsfähige Batterien zu recyceln.

„Hier besteht ein großer Bedarf des Marktes nach einer zusätzlichen objektiven Bewertungsmöglichkeit von Fahrzeugbatterien. Wir forschen deshalb seit vielen Jahren an Röntgensystemen, die bei der Begutachtung von Hochleistungsbatterien eine zentrale Rolle spielen könnten“, sagt Michael Salamon, Gruppenleiter am Entwicklungszentrum Röntgentechnik des Fraunhofer IIS.

Freiwillige gesucht

Zukünftig soll das System für Anwendungen in der Schadensbegutachtung, Wertermittlung und Lebenszyklusanalyse im Feld erprobt und weiterentwickelt werden. Um die Entwicklung und zügige Automatisierung der neuen Technologie voranzutreiben, sucht das Fraunhofer IIS derzeit Testpersonen, die ihr Fahrzeug für die Röntgendatenerfassung zur Verfügung stellen.

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