E-Auto-Reichweite um zehn Prozent steigerbar

Ingenieure des Tokyo Institute of Technology haben einen Diamant-Quantensensor für hochpräzise Angaben in Bezug auf den Ladestand bei Akkus entwickelt.

Heute lassen sich mit einem einzigen Sensor nur große Ströme messen, wie sie die Motoren der Fahrzeuge benötigen. Bei kleinen Strömen sind sie überfordert. Die neuen Sensoren erfassen dagegen sowohl die größten als auch die kleinsten Ströme, sodass der Nutzer des Fahrzeugs genau weiß, wann er die nächste Ladestation ansteuern muss.

Bisher hängen Nutzer ihre Fahrzeuge oft schon deutlich früher ans Netz, um nicht aufgrund der ungenauen Reichweitenangaben plötzlich ohne Strom dazustehen. Der neue Sensor, der unter der Leitung von Mutsuko Hatano entwickelt worden ist, hat eine Genauigkeit von einem einzigen Prozent. „Unser Sensor reagiert auch auf Milliampereströme und ist kompakt genug, um in Automobilen eingesetzt zu werden“, sagt Hatano. Genauer gesagt, handelt es sich um zwei Diamantsensoren, die am Ein- und Ausgang der Batterie platziert werden.

„Differenzielle Erkennung“

Das Team setzt eine Technik namens „differenzielle Erkennung“ ein, um die von beiden Sensoren erkannten Netzstörungen (Rauschen) zu eliminieren und nur das tatsächliche Signal beizubehalten. Das macht es möglich, selbst winzige Ströme zuverlässig messen zu können. Das Team hat seinen Prototyp im Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle, einem Standardtest für den Energieverbrauch von E-Fahrzeugen, erfolgreich erprobt. Der Sensor verfolgte den Lade- und Entladestrom genau von minus 50 Ampere – kann beim Bremsen fließen, wenn die Motoren auf Generatorbetrieb umschalten – bis plus 130 Ampere.

Dabei haben die japanischen Wissenschaftler die Genauigkeit der Messung innerhalb einer Spanne von einem Prozent belegen können. „Bei einer Steigerung der Batterienutzungseffizienz um zehn Prozent könnte das Batteriegewicht um mehr als zehn Prozent reduziert werden“, verdeutlicht Hanato die Vorteile des neuen Konzepts. Das würde die Schadstoff- und Kohlenstoffdioxid-Emissionen, die bei der Batterieproduktion anfallen, deutlich senken. Denn es müssten letztlich weniger Stromspeicher gebaut werden.

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