Batterie- und Sensoriktestzentrum (BST)

Das Fraunhofer HHI am Standort Goslar betreibt seit 2014 ein Testzentrum zur Charakterisierung und Validierung des thermischen und elektrischen Verhaltens von Lithium-Ionen Batteriesystemen unter verschiedensten Betriebszuständen. Schwerpunkte sind wissenschaftliche Untersuchungen zu Batteriesicherheit, Löschmittel, feuerfeste Materialien sowie innovative Sensorik und Diagnostik. Zusätzlich bietet das Testzentrum Dienstleistungen für Industriepartner an – beispielsweise Langzeitzyklisierungen von Zellen, Modulen und Systemen in Klimakammern, thermische Abuse-Tests von Batteriesystemen mit Kapazitäten von bis zu 150 kWh oder Löschmitteltests unter definierten Bedingungen. Das Fraunhofer HHI bietet dabei einzigartige Diagnosemöglichkeiten wie z.B. faseroptische Temperatur- und Dehnungsmessung an. Zertifizierungen können bei Bedarf mit entsprechend akkreditierten Partnern durchgeführt werden. Das Testzentrum ist ISO 9001 zertifiziert und TISAX Zertifizierung ist derzeit in Bearbeitung.

Sämtliche Tests und Untersuchungsmethoden von Lithium-Ionen Batterien (NMC oder LFP Chemie) lassen sich problemlos auf neuartige Batterietypen wie Natrium-Ionen Batterien übertragen und werden derzeit bereits erfolgreich am Testzentrum durchgeführt.  

Ein weiterer Schwerpunkt des Fraunhofer HHI liegt in der Entwicklung und anschließenden Bereitstellung von Sensorsystemen für eine zuverlässige Charakterisierung und frühzeitige Identifikation von sicherheitskritischen Zuständen. Ergänzend werden Sicherheitskonzepte wie energiezehrende Trennlagen, Löschsysteme, Gasneutralisationsfilter und Notabschaltsysteme basierend auf aktiven und passiven Komponenten in kontrollierter Umgebung zur Anwendungsreife geführt, um für kritische Infrastrukturen, 2nd Life-Energiespeicher und Prototypenbatterien erforderliche Sicherheitsmerkmale bereitzustellen.

Austattungsüberischt

Scienlab Battery Test System

SL60/600/36kW

  • Modulprüfstand(4 Kanäle; bis 60V und 600 A)
  • Impedanzspektroskopie
  • Parallelisierbarkeit

SL60/200/12BT4C

  • Modulprüfstand (4 Kanäle; bis 60V und 200 A)

SL60/300/18kW

  • Modulprüfstand(4 Kanäle; bis 60V und 300 A)
  • Impedanzspektroskopie
  • Parallelisierbarkeit

AVL - Leistungsprüfstand für elektrische Belastungstests

  • bis zu 1000 V und 1200 A
  • zwei Unterkanäle
  • 320 Zellkanäle
  • BMS Integration
  • (CAN-Bus) möglich
  • Stromanstiegszeiten von 10 auf 90
  • Prozent in unter 3 ms

Electrodynamic Shaker Data Physics V13-33/DSA5-15K

  • Max. Sine Force(pk): 10.930 N
  • Max. Random Force(rms): 10.000 N
  • Max. Shock Force(half sine at 6 mSec): 23.171 N
  • Max. Acceleration(Sine): 845 m/s²
  • Maxi. Velocity: 2,2 m
Fuelcon Evaluator-B
  • Zellprüfstand
  • 17 Kanäle
  • max. 5 V und 25 A
  • 1 Kanal zusammenschaltbar, max. 400 A
  • Impedanzspektroskopie
  • Klimatisierbar

Sécheron Kurzschlusstester
HSCB UR26-81S

  • 115 kA
  • bis 1,6 kV
  • in 30 ms schaltbar

Zyklisierstände

  • Einzelzell-Zyklisierstände
  • Rundzellen (Typ 18650/21700)
  • 600 Kanäle

Modulprüfstand

  • bis 70 V und 100 V
  • 4 KanäleImpedanzspektroskopie
  • Zellprüfstand
  • max. 5 V 10,7 A; 16 Kanäle
  • Zyklisierungsanlage 20 Einzelzellen

Abuse-Testkammern

  • Große Hochtemperatur-prüfkammer (Abmaß: 3 x 2,5 x 3m³)
  • Kleine Hochtemperatur-prüfkammer (Abmaß: 1,5 x 1,2 x2,5 m³)
  • Container-Prüfkammer mit Lösch- und Flutungsfunktion (Abmaß: 5,9 x 2,4 x 2,4 m³)
 

Dienstleistungen

Neben der Durchführung von Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zum Thema Batteriesicherheit und -zustandscharakterisierung werden vom Fraunhofer HHI folgende Dienstleistungen angeboten:

VDE-AR-E 2510-50:2017-05 

  • 6.2.2 Iso-Test**
  • 6.2.3 HV-Test**
  • 6.2.4 Propagationstest
  • 7.3 BMS-Spannungstest
  • 7.4 Test Schaltelemente
  • 7.5 Leitungstest
  • 7.7 Derating
  • 7.8.1 Überladung
  • 7.8.2 Tiefentladung
  • 7.8.3 Stromüberwachung
  • 7.8.4 Übertemperatur
  • 7.8.5 Untertemperatur
  • 7.9.1 Strommessung
  • 7.9.2 Temperaturmessung
  • 7.10.1 Kommunikationsausfall
  • 7.10.2 Komponentenausfall
  • 7.10.3 Zellausfall
  • 8.1 ext. Kurschluss
  • 8.2 Fallprüfung
  • 8.4 Th. Fehlbehandlung
  • 8.4.1 Überladung
  • 8.4.2 Erzwungene Entladung

ECE R100

  • A) Vibrations Test *
  • B) Th. Schock und Zyklen Test **
  • C) Mech. Schock *
  • D) Mech. Integrität **
  • E) Feuerbeständigkeit
  • F) ext. Kurzschluss
  • G) Überladung
  • H) Überentladung
  • I) Übertemperatur

UN 38.3

  • T.1 Höhensimulation **
  • T.2 Thermisch **
  • T.3 Vibration *
  • T.4 Schock *
  • T.5 Ext. Kurschluss
  • T.6 Crush/Impact**
  • T.7 Überladen
  • T.8 Überentladen

* Bis ca. 150 kg bzw. 25 kg

** Kurzfristig nach Rücksprache realisierbar

Referenzen

  • TÜV Rheinland
  • Brandschutz Voß GmbH
  • Power Innovation GmbH
  • Volkswagen Aktiengesellschaft
  • Porsche Engineering Services GmbH
  • FLN Feuerlöschgeräte Neuruppin Vertriebs GmbH / Johnson Controls
  • REMONDIS Industrie Service GmbH & Co. KG
  • Hoppecke Batterien GmbH & Co. KG
  • Intilion GmbH
  • ElringKlinger AG
  • VoltaLabs GmbH
  • FOGTEC Brandschutz GmbH