Fraunhofer-Institut in Kassel hat System zur Simulation von Batterien entwickelt

Virtueller Akku für E-Auto

Stellten das neue System vor: Prof. Jürgen Schmid (links) und Iwes-Bereichsleiter Peter Caselitz. Foto: Pinto

Kassel. Die Fahrt beginnt in Göttingen. Das Elektroauto setzt sich in der Innenstadt in Bewegung und fährt auf die A7 in Richtung Kassel auf. Die Ladung des leistungsfähigen Lithium-Ionen-Pakets beträgt 50 Prozent, reicht bei umsichtiger Fahrweise also für 50 bis 60 Kilometer.

Zunächst verbraucht das Fahrzeug auf ebener Strecke relativ wenig Strom. Doch hinter der Werratalbrücke geht die Batteriestandsanzeige rapide in den Keller. Die Steigung in Richtung Kassel hat es in sich. Oben angekommen, sind die Akkus fast leer, laden aber bis Kassel wieder etwas nach, weil der Fahrer das Auto weit gehend bergab rollen lässt und gelegentlich bremst. Dabei produziert das Auto Strom und speist ihn in die Batterie. Rekuperation – zu deutsch Erholung – nennt der Fachmann diesen Teil der modernen Antriebstechnologie.

In Kassel tankt der Fahrer sein Fahrzeug an einer Stromzapfsäule voll, so dass er nach einigen Stunden problemlos nach Hause fahren kann.

Diese Fahrt hat allerdings nie stattgefunden. Sie wurde komplett simuliert. Und zwar im Entwicklungs- und Prüfzentrum für Elektromobilität des Fraunhofer-Instituts Iwes in Kassel. Gestern stellten Projektleiter Peter Caselitz und Institutschef Prof. Jürgen Schmid die Anlage erstmals der Öffentlichkeit vor. „Der Prüfstand ist weltweit einzigartig“, sagte Schmid.

Herzstück der Anlage ist eine virtuelle Batterie. Sie besteht aus einem Programm, das das Verhalten von echten Stromspeichern in jeder erdenklichen Situation eins zu eins nachbildet. Der Anwender kann Ladezustand und Beanspruchung, Hitze und extreme Kälte oder auch einen Defekt vorgeben. Das Programm zeigt, wie sich echte Akku-Pakete verhalten, gaukelt dem Nutzer also vor, es sei ein realer Speicher. Derzeit ist das Entwickler-Team dabei, eine Datenbank aufzubauen, um möglichst schnell alle am Markt befindlichen Typen nachstellen zu können.

Dann soll das System vermarktet werden. Caselitz und Schmid sind sicher, die Anlagen oder Teile davon an Autobauer und Zulieferer verkaufen zu können. Denn auch die vor Jahren bereits entwickelte virtuelle Starterbatterie, die das Verhalten von echten Batterien in herkömmlichen Fahrzeugen abbildet, ist gut gelaufen. 15 der rund 150 000 Euro teuren Systeme hat das Iwes laut Caselitz verkauft. Mit ihnen berechnen die Hersteller die Auslegung der Batterien und prüfen ihr Verhalten. „Das System funktioniert nur, wenn es sehr gute Modelle gibt. Und die haben wir. Das ist unsere Stärke“, so Caselitz.

Zeit- und kostensparend

Wie bei den Starterbatterien soll die Simulation von Antriebs-Akkus Kosten und Zeit sparen. Lithium-Ionen-Pakete schlagen mit 10 000 bis 15 000 Euro zu Buche. Und mit den Iwes-Anlagen können teure Tests etwa in Hitze- und Kältekammern sowie aufwändige Ein- und Ausbauten von echten Akkus entfallen. Darüber hinaus kann es Stunden dauern, bestimmte Ladezustände am realen Objekt herzustellen. Im Simulator reichen dafür einige Mausklicks.

Von José Pinto

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