Erfolgreiche Tests des Cell Guard Batteriepack-Sensorsystems

Cell Guard-Sensor (Foto: Metis Engineering)

Der Sensorspezialist Metis Engineering hat die Ergebnisse unabhängiger Tests seines Cell Guard-Systems veröffentlicht, das eine erweiterte Erkennung eines thermischen Durchgehens in Batteriepacks von Elektrofahrzeugen ermöglichen soll.

An den von den Sandia National Laboratories durchgeführten Tests waren das Cell Guard-System von Metis und Produkte zweier Wettbewerber beteiligt; eines davon ist hauptsächlich für den Einsatz mit batterieelektrischen Speichersystemen (BESS) vorgesehen, das andere für Anwendungen in Elektrofahrzeugen.

Die im Journal of the Electrochemical Society veröffentlichten Ergebnisse zeigten, dass Cell Guard mögliche thermische Durchgehensignaturen in weniger als einer Minute und bis zu sieben Minuten schneller als die anderen Testprodukte erkannte.

Die von Metis produzierten Sensoren verfügen über ein breites Spektrum an Sensorfunktionen, die eine frühzeitige Erkennung ermöglichen. Während üblicherweise Temperatur- und Spannungsänderungen zur Erkennung eines möglichen Durchgehens genutzt werden, können die Cell Guard-Sensoren flüchtige organische Verbindungen (VOCs) erkennen, die bei der Zellbelüftung freigesetzt werden – eine Vorstufe des thermischen Durchgehens.

Darüber hinaus können die Sensoren Feuchtigkeit und Taupunkt erkennen (um die Kühlung zu unterstützen), und es besteht die Möglichkeit, einen dreiachsigen Beschleunigungsmesser hinzuzufügen, um Stoßbelastungen zu messen.

Einer der Sensoren im Test ist darauf ausgelegt, Wasserstoff als Signal für ein thermisches Durchgehen zu erkennen. Dieser entsteht jedoch erst bei Temperaturen von etwa 200 °C, wenn die Batteriekathode zu zerfallen beginnt – und nur eine Minute, bevor es zum unkontrollierten thermischen Durchgehen kommt.

Entlüftung der Batteriezelle (links) vor dem thermischen Durchgehen (Foto: Metis Engineering)

Die frühzeitige Erkennung eines thermischen Durchgehens ist entscheidend. Sie ermöglicht es, vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen, um einen damit verbundenen Brand zu stoppen. Gleichzeitig bleibt dem Fahrzeugführer und den Passagieren Zeit, das Fahrzeug zu verlassen, bevor die Situation gefährlicher wird.

Joe Holdsworth, Geschäftsführer des britischen Unternehmens Metis Engineering, sagte: „Wir freuen uns, dass sich unser Cell Guard-Sensor in einem unabhängigen Test gegen zwei Wettbewerber bewährt hat. Unser Sensor hat nicht nur einen thermischen Vorfall in weniger als 60 Sekunden erkannt, sondern die von ihm bereitgestellten CAN-Daten konnten den Fahrer auch zum Anhalten und Verlassen des Fahrzeugs auffordern.“

Die von den Cell Guard-Sensoren erfassten Daten können auch als Ergänzung zu den vom Batteriemanagementsystem erfassten Informationen verwendet werden, um eine genauere Einschätzung des Gesamtzustands des Batteriepacks zu ermöglichen und so die Wiederverwendung von Elektromaschinen zu unterstützen.