Beim Laden von Elektrofahrzeugen geschieht mehr als reine Energiezufuhr. Es sind auch die Kommunikation vor und während des Ladevorgangs sowie verschiedenste Anforderungen zu berücksichtigen. Dazu gehören die Ansprüche an Sicherheit, Alltagstauglichkeit und Benutzerfreundlichkeit, welche wiederum eine Basis für die Akzeptanz beim Kunden schaffen. Das FKFS befasst sich daher intensiv mit dem Thema des induktiven Ladens für Elektrofahrzeuge und wählt dabei einen ganzheitlichen Ansatz.

Die Elektromobilität ist ein wichtiger Baustein für ein zukunftsfähiges Mobilitätskonzept. Bei aktuellen Elektrofahrzeugen wird für die Traktionsbatterie auf die Lithium-Ionen Technologie zurückgegriffen, da sich diese als zuverlässig, beständig und effizient herausgestellt hat. Trotz der Möglichkeit, hohe Energie- und Leistungsdichten zu realisieren, stellt diese Technologie mit ihrer Alterung eine große Herausforderung für den Betrieb und die monetäre Bewertung von Elektrofahrzeugen dar.

Im Rahmen der Aktivitäten des FKFS im Bereich der Elektromobilität wird einleitend der Stand der Technik bei Lithium-Ionen Zellen sowie die Diagnosemöglichkeiten allgemein und spezifisch hinsichtlich des Einsatzes bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen intensiv untersucht. Darunter fällt die Darstellung der Messungen am Batterieprüfstand zur Analyse des generellen Verhaltens von Zellen bei unterschiedlichen Randbedingungen. Die Ergebnisse der Messungen am Batterieprüfstand helfen den Gesundheitszustand von Traktionsbatterien in Hybrid- und Elektrofahrzeugen ohne den Einsatz von zusätzlicher Sensorik abzuschätzen.

Auch die Entwicklung eines Batterietesters und einer Remote-Batteriediagnose sind Teil der Aktivitäten am FKFS zur Batteriebewertung, inklusive der Darstellung des zentralen Bindeglieds zwischen der Cloud-IT und dem Fahrzeug. Darüber hinaus fungiert der Batterie-Tester als Nutzerschnittstelle bei der Batteriediagnose sowohl in Werkstätten als auch im Prüfumfeld.

Für Automotive Anwendungen werden große Batteriepacks mit mehreren Zellen in einer Serienreihe aufgebaut, um die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen. Die einzelnen Zellen in einem solchen Batteriestrang unterscheiden sich aufgrund von Herstellungsschwankungen, Temperaturunterschieden und Alterungseffekten. Unterschiedliche aktive und passive Ausgleichsmethoden werden ebenfalls untersucht und entwickelt, um die Vor- und Nachteile der jeweiligen Methode aufzuzeigen.

In Elektro- und Hybridfahrzeugen kommen derzeit vorwiegend Lithium-Ionen-Akkus zum Einsatz, da diese Batterietypen eine hohe Energiedichte besitzen, eine hohe Anzahl an Ladezyklen vertragen und so gut wie keinen Memory-Effekt aufweisen. Prognosen zur Verdoppelung des Energiegehaltes in den kommenden Jahren machen Lithium-Ionen-Akkus zudem zunehmend attraktiver für den Einsatz in der Elektromobilität, da die Reichweite von Elektro-Fahrzeugen direkt mit der Ladekapazität der Batterie zusammenhängt. Doch mit zunehmender Alterung der Batterien lässt auch ihre Leistungsfähigkeit nach, was durch das Verhältnis der aktuellen maximal nutzbaren Kapazität zur Nennkapazität eindeutig bestimmt werden kann. Dieses Verhältnis wird als Gesundheitszustand (State of Health, SoH) bezeichnet und spiegelt den Alterungszustand einer Batterie wieder. Batterien werden in Elektrofahrzeugen in der Regel bis zu einem SoH von 80% eingesetzt und werden dann in sogenannten „second life“ Anwendungen eingesetzt, bei denen weniger Kapazität benötigt wird, wie beispielsweise in Photovoltaikanlagen. Um vorhersagen zu können, wann eine Batterie ihr Lebensende erreicht, ist die Bestimmung der Restkapazität maßgeblich. Diese kann aber nur sehr schwer ermittelt werden, da sie nicht unmittelbar gemessen werden kann und der Alterungsprozess durch viele Faktoren beeinflusst wird.

Zur Bestimmung der Restkapazität von Batterien werden heutzutage oft aufwändige Verfahren eingesetzt, die unzuverlässige Prognosen liefern und für den schnellen Gebrauchtwagencheck zu aufwändig sind. Daher hat das FKFS gemeinsam mit der DEKRA Automobil GmbH ein neues Schnellverfahren entwickelt, um Batterien von gebrauchten Elektrofahrzeugen bewerten zu können.

Mit diesem Diagnoseverfahren kann während einer kurzen Probefahrt, bei der die Batterie belastet wird, der Zustand der Batterie bestimmt werden. Der ermittelte Batteriezustand wird durch den Vergleich mit den Referenzwerten eines neuen Fahrzeuges vom selben Typ ausgewertet. Dadurch ist eine Bewertung des Alterungszustandes möglich. Das von DEKRA und FKFS entwickelte Schnellverfahren liefert somit nach wenigen Minuten eine Einordnung.