Methode zur Bewertung der Crashsicherheit von Traktionsbatterien elektrisch betriebener Motorräder

Von elektrischen Energiespeichersystemen können im Falle einer Beschädigung große Gefahren für Mensch und Umwelt ausgehen. Im Bereich der Personenkraftwagen beschäftigt man sich mit dieser Fragestellung schon einige Jahre, blickt man jedoch auf elektrifizierte Motorräder, stecken die Forschungsaktivitäten in diesem Bereich noch im Anfangsstadium.
Ziel der Studie ist daher die Generierung von allgemeingültigen Bewertungsvorschriften, welche auch zur Optimierung hinsichtlich der Crashsicherheit eingesetzt werden können. Dabei soll vor allem die Sicherheit bei gleichbleibender Funktionalität des Systems gesteigert werden. Zur Erreichung dieser Ziele wurden mehrere Disziplinen der modernen Fahrzeugsicherheitsforschung angewandt.
Ausgangspunkt stellten Unfalldatenanalysen dar. Diese erfolgten mit Hilfe von deskriptiver Statistik, statistischen Auswertungen, Tiefenanalysen und rechnergestützten Unfallrekonstruktionen von Realunfällen. Ziel der Analysen war es Auftretenswahrscheinlichkeiten repräsentativer Motorradunfälle für das Realunfallgeschehen in Österreich zu finden. Aufbauend darauf lag der Fokus weiterer Untersuchungen auf kritischen Belastungen des elektrischen Energiespeichers und nicht auf Verletzungsrisiken von Aufsassen.
Um die Belastungen auf die Traktionsbatterie aus den kritischen Szenarien abzuleiten, wurde eine Reihe von Gesamtfahrzeugversuchen durchgeführt. Daraus konnten für detaillierte, weiterführende Untersuchungen Ersatzversuche auf Batteriepackebene und sogar Zellebene entwickelt werden, die das reale Unfallgeschehen gut abbilden konnten und somit Gesamtfahrzeugversuche teilweise ersetzen können.
Anhand der Ergebnisse von durchgeführten Versuchen wurden nicht lineare explizite Finite Elemente Modelle aufgebaut und validiert, um eine vertiefende Analyse von weiteren Lastfällen zu ermöglichen. Anhand dieser Simulationen wurde das real geprüfte Lastkollektiv ausgeweitet und die Auslegung eines batteriebetriebenen Motorrads abgesichert.
Diese Studie liefert wichtige bisher international nicht bekannte Ergebnisse und Erkenntnisse über die Crashsicherheit von elektrischen Energiespeichersystemen in Elektromotorrädern. Anhand der Ergebnisse können elektrisch betriebene Motorräder einer sicheren Auslegung hinsichtlich auftretender Belastungen des Batteriespeichers für den realen Crashlastfall unterzogen werden. Die Studie zeigt auch Vorschläge und Möglichkeiten wie sowohl Batteriesysteme, als auch gesamte elektrisch betriebene Motorräder einer Optimierung unterzogen werden können, um so in weiterer Zukunft die Funktionalität (Reichweite, Gewicht, …) weiter steigern zu können.