Dieses neue Labor könnte Elektrofahrzeuge viel sicherer machen

Versteckt im Gebäudelabyrinth der Sandia National Labs befindet sich eine Reihe von Experimenten, die darauf abzielen, Straßen sicherer zu machen. Auch wenn das „BAT Lab“ nichts mit einem bestimmten Superhelden von DC Comics zu tun hat, könnte ihre Arbeit Leben retten.

Tucked away in the maze of buildings at Sandia National Labs is a series of experiments working to make roadways safe. While the ‘BAT Lab” has nothing to do with a certain DC Comics superhero, their work could save lives.

Versteckt im Gebäudelabyrinth der Sandia National Labs befindet sich eine Reihe von Experimenten, die darauf abzielen, Straßen sicherer zu machen. Auch wenn das „BAT Lab“ nichts mit einem bestimmten Superhelden von DC Comics zu tun hat, könnte ihre Arbeit Leben retten.

Lorraine Torres-Castro may not be a caped crusader, but her work is certainly protecting the good citizens of any city that’s home to electric vehicles.

Lorraine Torres-Castro ist vielleicht keine Kämpferin im Umhang, aber ihre Arbeit schützt auf jeden Fall die guten Bürger jeder Stadt, in der es Elektrofahrzeuge gibt.

Torres-Castro and her team don’t work in the catacombs of Gotham City, they’re working in the BAT Lab with Sandia National Laboratories.

Torres-Castro und ihr Team arbeiten nicht in den Katakomben von Gotham City, sondern im BAT-Labor der Sandia National Laboratories.

“BAT” is short for “battery abuse testing” and in this lab, a team of scientists is pushing batteries to their limits in order to make their use safer.

„BAT“ ist die Abkürzung für „Battery Abuse Testing“ und in diesem Labor bringt ein Team von Wissenschaftlern Batterien an ihre Grenzen, um ihre Verwendung sicherer zu machen.

“We work from very small batteries up to what you will have in a watch. Very small coin cells is [sic] what we call them up to, great energy storage batteries. So that also, includes electric vehicle batteries, grid energy storage cell phones, laptops; almost anything that you could imagine,” says Torres-Castro.

„Wir arbeiten von sehr kleinen Batterien bis hin zu dem, was man in einer Uhr haben wird. Wir bezeichnen sie als sehr kleine Knopfzellen, als großartige Energiespeicherbatterien. Dazu gehören also auch Batterien für Elektrofahrzeuge, Mobiltelefone mit Netzenergiespeicherung und Laptops. fast alles, was man sich vorstellen kann“, sagt Torres-Castro.

The lab is currently focused on electric vehicle batteries, which are high-voltage lithium-ion. It’s the same technology that powers most personal electronics, just at a much bigger scale. Their high performance and low self-discharge make them great solutions, especially for EVs, but when they fail, they can cause major damage and injury, and while there are sensors to alert consumers of a threat, there’s very little time they will have if a battery is about to go.

Das Labor konzentriert sich derzeit auf Batterien für Elektrofahrzeuge, bei denen es sich um Hochspannungs-Lithium-Ionen-Batterien handelt. Es handelt sich um dieselbe Technologie, die in den meisten persönlichen elektronischen Geräten zum Einsatz kommt, nur in viel größerem Maßstab. Ihre hohe Leistung und geringe Selbstentladung machen sie zu großartigen Lösungen, insbesondere für Elektrofahrzeuge, aber wenn sie ausfallen, können sie großen Schaden und Verletzungen verursachen, und obwohl es Sensoren gibt, die Verbraucher vor einer Bedrohung warnen, bleibt ihnen für den Fall nur sehr wenig Zeit Eine Batterie ist kurz vor dem Aus.

“The reality is right now, we’re looking on the order of minutes,” says Alex Bates. He is a research scientist in the BAT Lab and he says the goal of their work is to turn those minutes of warning into hours, days, and even weeks.

„Die Realität sieht derzeit so aus, dass wir in der Größenordnung von Minuten rechnen“, sagt Alex Bates. Er ist Forschungswissenschaftler im BAT-Labor und sagt, das Ziel ihrer Arbeit bestehe darin, diese Minuten der Warnung in Stunden, Tage und sogar Wochen umzuwandeln.

“They start off with a lot of gas generation. So there’s going to be a lot of gas that comes out of the compartment or the cell. And that can, of course, make ingress into the cabin or things like that. But the worst type of failures are the abrupt failures that cause fire and flame jets to come out of the battery pack. Passengers are typically usually shielded by the pack itself, but it’s still a concern,” Bates says.

„Sie beginnen mit einer großen Gaserzeugung. Es wird also viel Gas aus dem Fach oder der Zelle austreten. Und das kann natürlich zum Eindringen in die Kabine oder ähnliches führen. Die schlimmste Art von Ausfällen sind jedoch plötzliche Ausfälle, die dazu führen, dass Feuer und Flammen aus dem Batteriepaket austreten. Normalerweise werden Passagiere durch den Rucksack selbst abgeschirmt, aber das gibt trotzdem Anlass zur Sorge“, sagt Bates.

While EV car fires are less frequent than gas-powered vehicles, the threat is still there, especially for first responders called out to a crash. EV batteries aren’t a solid brick of energy. They function more as a network of smaller batteries within a large housing. If one of those cells has a “thermal runaway,” which is a fancy way of saying a cell catches fire, it could trigger a chain reaction that can engulf the vehicle in minutes.

Brände von Elektroautos kommen zwar seltener vor als bei gasbetriebenen Fahrzeugen, doch die Gefahr besteht immer noch, insbesondere für Ersthelfer, die nach einem Unfall gerufen werden. EV-Batterien sind kein solider Energiebaustein. Sie funktionieren eher als Netzwerk kleinerer Batterien innerhalb eines großen Gehäuses. Wenn es in einer dieser Zellen zu einem „thermischen Durchgehen“ kommt, was eine schicke Bezeichnung dafür ist, dass eine Zelle Feuer fängt, könnte das eine Kettenreaktion auslösen, die das Fahrzeug innerhalb von Minuten verschlingen kann.

The BAT Lab is developing sensors that can detect the earliest signs of failure, thereby giving car owners and mechanics a heads-up before disaster strikes. “Our goal is to do a survey of available techniques now that maybe are too large and cumbersome to fit in an EV at this point in time. But the idea is that that technology if it’s proven, will be able to shrink down and fit into an EV,” says Bates.

Das BAT Lab entwickelt Sensoren, die die frühesten Anzeichen eines Ausfalls erkennen können und so Autobesitzern und Mechanikern eine Vorwarnung geben, bevor eine Katastrophe eintritt. „Unser Ziel ist es, eine Übersicht über verfügbare Techniken zu erstellen, die derzeit möglicherweise zu groß und umständlich sind, um in ein Elektrofahrzeug zu passen. Aber die Idee ist, dass diese Technologie, wenn sie sich bewährt hat, kleiner werden und in ein Elektrofahrzeug passen kann“, sagt Bates.

Testing includes heating the batteries to the point that they catch on fire, piercing them with nails, crushing them with hammers, over-charging, discharging, and even submerging them in water and Torres-Castro says all that destructive work is paying off.

Zu den Tests gehört es, die Batterien so weit zu erhitzen, dass sie Feuer fangen, sie mit Nägeln zu durchbohren, sie mit Hämmern zu zerschlagen, sie zu überladen, zu entladen und sogar in Wasser zu tauchen, und Torres-Castro sagt, dass sich all diese zerstörerische Arbeit auszahlt.

“We are improving every day. So we are learning from past, failures, and we are developing strategies to mitigate those for sure. I will say we are moving in the right direction,” Torres-Castro says.

„Wir verbessern uns jeden Tag. Wir lernen also aus den Misserfolgen der Vergangenheit und entwickeln Strategien, um diese sicher zu mildern. Ich werde sagen, wir bewegen uns in die richtige Richtung“, sagt Torres-Castro.

Bates says that, if successful, their testing could find ways into EV batteries within the next few years.

Bates sagt, dass ihre Tests, wenn sie erfolgreich sind, in den nächsten Jahren Einzug in die Batterien von Elektrofahrzeugen finden könnten.