So bringt Mahle E-Auto-Batterien an ihre Grenzen

Früher Aerodynamik, heute Thermomanagement. Einst klassischer Windkanal, heute Klimawindkanal inklusive Schnellladesystem. Das 85-jährige Jubiläum der ­Anlage beim Stuttgarter Zulieferer Mahle macht deutlich, wie sich die Autoindus­trie gewandelt hat.

Nach der Eröffnung des ersten Windkanals in der Autoindustrie überhaupt 1937 wurden hier unter anderem die Mercedes-Silber­pfeile windschlüpfiger fürs Rennen gemacht. Heute, mitten in der Transformation zur E-Mobilität, steht das Thema Thermomanagement in der neu errichteten Anlage im Zentrum.

Die thermodynamische Absicherung der Batterie sowie weiterer Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs gehört zu den kniffligsten Aufgaben für Hersteller und Zulieferer. Benötigt werden dazu Klimawindkanäle wie der von Mahle.

In der Anlage können unterschiedlichste Klimazonen mit Temperaturen von minus 30 Grad bis plus 50 Grad Celsius simuliert werden. Dazu – oberhalb von fünf Grad Celsius – auch eine relative Luftfeuchtigkeit von 95 Prozent sowie Windgeschwindigkeiten von bis zu 130 km/h.

Im Februar wurde der Klimawindkanal zusätzlich mit einem Gleichstrom-Schnellladesystem mit einer Leistung von bis zu 350 kW ausgestattet. So kann auch das Thermomanagement beim Schnellladen eines Autoakkus unter unterschiedlichsten Bedingungen getestet und weiterentwickelt werden.

"Gerade die Batterie ist besonders anspruchsvoll. Hier kann Mahle mit seiner Systemexpertise im Temperaturmanagement einen wertvollen Beitrag leisten", sagt Jumana Al-Sibai aus der Mahle-Geschäftsführung.

Ziel ist es, die Batterie in einem möglichst optimalen Temperaturfenster zu halten, um einerseits eine maximale Leistung zu gewährleisten und andererseits die empfindliche Zellchemie nicht zu beeinträchtigen. "Die Wohlfühltemperatur der Lithium-Ionen-Batterie liegt bei 25 Grad Celsius", sagt Markus Hölzle, Professor für Elektrochemische Energiespeicherung an der Universität Ulm und Vorstandsmitglied des Zentrums für Sonnenener­gie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.

Bei höheren Temperaturen funktioniere die Batterie im Prinzip zwar besser, aber sie altere auch schneller. Bei niedrigeren Temperaturen könne sich hochreaktives Lithiummetall in der Batterie bilden. Hölzle: "Beides möchte man unbedingt vermeiden, und deshalb muss die Batterie entweder gekühlt oder geheizt werden." Und deswegen müssen die Grenzen ausgetestet werden.

Aus dem Datencenter:

Vor- und Nachteile von Natrium- gegenüber Lithium-Ionen-Batterien