Belastungsprobe für Pedelec-Batterien: Forschungsprojekt startete

WÜRZBURG / SENNFELD – Mit der Übergabe von 12 Elektrofahrrädern an die Testfahrer des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg ist der bislang erste bekannte Feldversuch zu Batterielebensdauer und –leistungsfähigkeit gestartet. Bereits eine Woche vorher nahmen Testfahrer der Modellstadt Elektromobilität Bad Neustadt an der Saale das erste Paket speziell ausgerüsteter Pedelecs in Empfang.

Die insgesamt 19 Elektrofahrräder werden in den nächsten beiden Jahren für den Pendlerverkehr in und um die beiden Städte eingesetzt. Dabei werden Fahrtstrecken, Batteriebelastung sowie der Zustand der Batteriezellen genauestens analysiert. Ziel des vom bayerischen Wirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekts ist, eine fundierte Datenbasis für die Verbesserung von Batterien für die Elektromobilität zu schaffen.

Eine Million Elektrofahrzeuge sollen bis zum Jahr 2020 auf den deutschen Straßen unterwegs sein. So sah es ein Strategieplan der vorigen Bundesregierung im Rahmen der Reduzierung der CO 2 -Emissionen vor. Die Zulassungszahlen von Elektroautos blieben bisher allerdings weit hinter den hohen Erwartungen zurück. Ein Grund dafür liegt in den offenen Fragen zur Versorgung der Fahrzeuge mit Energie. Teure Batterien, lange Ladezeiten und vergleichsweise geringe Reichweiten lassen die elektromobile Zukunft auf vier Rädern noch nicht sehr attraktiv erscheinen.

Dagegen boomt jedoch der Markt für Elektrofahrräder. Mittlerweile ist jedes zehnte in Deutschland verkaufte Fahrrad elektrogetrieben, insgesamt waren Anfang 2013 bereits 1,3 Mio der kräfteschonenden Pedelecs (Pedal Electric Cycle) unterwegs in Deutschland. Langzeiterfahrungen und verlässliche Daten hinsichtlich des Einsatzverhaltens der Fahrzeuge wie auch der Batterien unter realen Nutzungsbedingungen fehlen jedoch, ein Manko, dass nicht nur die Nutzer selbst, sondern auch die Fahrradhersteller und die Zulieferer der Batteriepacks umtreibt.

„Für die gezielte Weiterentwicklung von Batterien brauchen wir unbedingt Daten aus dem Alltagsbetrieb“, so Dr. Rolf Ostertag, stellvertretender Leiter des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC, in Würzburg zum Start des Forschungsprojekts „PEDElEc – Pendler-eBike Dauertest mit elektrischen und elektrochemischen Untersuchungen“, das Abhilfe schaffen soll. Die Winora Group im unterfränkischen Sennfeld – einer der führenden Hersteller von Pedelecs – und BMZ in Karlstein, bekannt als Batteriesystemanbieter, werden ihn gemeinsam mit der „Modellstadt Elektromobilität“ Bad Neustadt an der Saale, dem Fraunhofer ISC und dem Technologietransferzentrum Elektromobilität TTZ-EMO der Hochschule Würzburg-Schweinfurt in den nächsten beiden Jahren durchführen.

Im Zentrum des Forschungsansatzes steht der Einsatz des Pedelecs als Pendlerfahrzeug und die Optimierung der Batterie für dieses Fahrerprofil. Insgesamt 19 Testfahrer aus dem Fraunhofer ISC und der Stadtverwaltung Bad Neustadt werden die mit speziellen Datenloggern ausgerüsteten Pedelecs von Winora im Pendleralltag einsetzen. „Die Pedelecs für den Feldversuch sind im Prinzip normale Serienfahrzeuge. Allerdings werden durch Zusatzgeräte kontinuierlich Informationen über die gefahrenen Strecken, die damit verbundenen Belastungen und die Batteriezustände aufgezeichnet“, beschrieben Sven Bernhardt und Knut Wohlgemut von der Winora Group den fahrzeugtechnischen Teil.

Jana Müller vom Fraunhofer ISC erläuterte die Aufgabe im wissenschaftlichen Teilprojekt: „ Wir wollen die Alterung der Batteriepacks und auch der einzelnen Batteriezellen in Verbindung mit ihrem Nutzungsprofil aufklären.“ Dabei geht es zum einen um die Erfassung und Auswertung der Nutzungsprofile, für die eine Gruppe um Frank Halbig vom TTZ-EMO verantwortlich ist, zum anderen um die elektrochemischen Prozesse, die neben der Funktionalität der Batterie auch mögliche Quellen für deren Abnutzung bzw. Ausfall darstellen können. Diese Prozesse wiederum hängen mit der Belastung der Batterien im Alltag, z. B. mit den Lade-und Entladezyklen bei hohen und tiefen Temperaturen zusammen.

„Die Projektpartner bringen nicht nur ihre Expertise aus allen Bereichen der mobilen Energieversorgung mit ein, das ganze Team ist hochengagiert, um Pedelecs in Zukunft noch nutzerfreundlicher zu machen“, fasste Benjamin Hösel, Koordinator der Forschungs- und Verbundprojekte bei BMZ und Gesamtleiter des Forschungsprojekts PEDElEc, die Ziele der Projektpartner zusammen. Nach der offiziellen Übergabe der letzten Pedelecs konnten sich die Testfahrer des Fraunhofer ISC bei einer ersten Probefahrt unter den aufmerksamen Augen von Instruktor Knut Wohlgemuth sofort vom Komfort der elektromobilen Fortbewegung überzeugen.

Auf dem Bild: Die Testfahrer und das Forschungsteam bei der Übergabe der Pedelecs. (© M. Hingerl, Fraunhofer ISC)