Temperaturschwankungen beeinflussen die Lebensdauer von Technologien oft negativ. Materialien dehnen sich durch Hitze aus und ziehen sich bei Kälte zusammen. Dadurch kommt es zu mechanischen Belastungen und Verformungen. Dies ist auch bei Traktionsbatterien für Elektroautos ein Problem, da diese sich bei der Entladung auf Zellebene erwärmen aber nachts bei niedrigen Temperaten abkühlen.
Ein Forscherteam um Professor Markus Czupalla von der Fachhochschule Aachen hat nun offenbar eine Lösung parat: Wachs soll als Wärmespeicher die Temperatur in den Batterien stabilisieren. „Infused Thermal Solutions“ tauften die Wissenschaftler ihre neue Methode.
Czupalla forscht am Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik der FH Aachen und hat diese Methode eigentlich für die Raumfahrt entwickelt. Satelliten im Orbit sind je nach dem ob sie sich gerade im Schatten der Erde oder in direkter Sonneneinstrahlung befinden, Temperaturen von -150 °C bis zu +150 °C ausgesetzt. Das Wachs, welches in Hohlräume der Satellitenbauteile gefüllt wird, nimmt bei richtiger Dosierung und Zusammensetzung überschüssige Wärme auf und schmilzt. Sinkt die Temperatur im Satelliten, erstarrt das Wachs und gibt bei dabei wieder Wärme ab. So kann die Temperatur im Bauteil stabilisiert werden, wie verschiedene Tests der Wissenschaftler zeigen.
Dieses Prinzip kann laut der Forscher aber auch bei Elektroautos zum Einsatz kommen:
„Wachs könnte nicht nur als Temperaturstabilisator in der Raumfahrt Anwendung finden, sondern auch im Automobilsektor. Das Ziel ist, mit Hilfe von Wachs die Lebensdauer eines Akkus im Elektroauto zu verlängern“, so Prof. Czupalla.
Wachse könnten beim Entladen der Batterie überschüssige Wärme speichern und dann wieder an die Batterie abgeben, wenn das Fahrzeug bei niedrigen Temperaturen steht. Zwar übernimmt diese Funktion bisher das Batteriemanagementsystem, jedoch werden für die Temperierung immer auch die Zellen ein wenig entladen, was unter Umständen die Lebensdauer des Akkus vermindern kann. Prof. Czupalla ist sich auf jeden Fall sicher, dass hier Optimierungspotenziale liegen und hat darauf bereits ein Patent angemeldet.
Vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wurden Prof. Czupalla und sein Team für die Infused Thermal Solutions" Methode kürzlich im Rahmen der DLR Raumfahrtmanagement Challenge 2018 ausgezeichnet.
