Lagerung von Batterien:
Sensoren mit System.

Illustration Sensor
Was gilt es bei der Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien für E-Autos zu beachten? Ein Forschendenteam des Innovationslabors für Batterie-Logistik in der E-Mobilität hat sich damit beschäftigt, wie die Mitarbeitenden auf das Handling des sensiblen Produkts vorbereitet werden können – und dabei auch die Rolle von Sensoren beleuchtet, die frühzeitig auf kritische Batteriezustände hinweisen könnten.

Für die Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien gibt es bislang keine gesetzlichen Vorschriften, nur Empfehlungen. Geeignete, versicherbare Schutzmaßnahmen liegen in den Händen des Unternehmens, das die Batterien lagert. Für Pia Schreynemackers vom Fraunhofer IML, im Innovationslabor für dieses Thema zuständig, gehört dazu auch die frühzeitige Warnung der Lagermitarbeitenden, falls eine Batterie kritisch wird. Sensoren am Produkt bzw. der Verpackung könnten hier Abhilfe schaffen: Sie könnten bestimmte Parameter wie etwa einen Temperaturanstieg erfassen, im Fall der Fälle einen Alarm auslösen und den Lagermitarbeitenden so zum proaktiven Handeln veranlassen. »Ziel ist es, dass eine kritische Batterie rechtzeitig identifiziert und in einem entsprechenden Behälter gesichert wird«, so Pia Schreynemackers, »also schon, bevor sie beginnt zu brennen oder bevor sich Rauch entwickelt.«

Um diese Situation zu veranschaulichen, haben die Forschenden einen entsprechenden Use-Case für das virtuelle Gabelstapler-Training LiftNick aufgesetzt. LiftNick ist eine Entwicklung des Fraunhofer IML. Der Simulator unterstützt Gabelstaplerfahrer in einer virtuellen Welt beim Trainieren von Prozessen. Das Prinzip ist das des »Serious Gaming«. Die Mitarbeitenden lernen spielerisch, sammeln Punkte und werden mit ihren Highscores in eine Bestenliste eingetragen. LiftNick wird bereits bei verschiedenen Unternehmen eingesetzt wird. Der Batterie-Use-Case dient zunächst einmal dazu, die Problematik zu veranschaulichen. Gleichzeitig testeten die Forschenden im virtuellen Umfeld aber auch, wie den Mitarbeitenden eine mögliche Gefahrensituation – und ihre Lösung – am einfachsten veranschaulichen lässt.

Hier kommt der Sensor ins Spiel, den es bislang nur bei LiftNick gibt: »Nachdem wir die virtuelle Lagerwelt um ein Regal mit Lithium-Ionen-Batterien erweitert haben, haben wir an jeder Palette mit Batterien bzw. an der Verpackung einen Sensor hinzugefügt«, so Lennart Leander Haase, einer der Lift-Nick-Entwickler. »Ist mit den Batterien alles ok, leuchtet er grün. Haben sich vom Sensor erfasste Parameter verändert, springt er auf Rot. Der Lagermitarbeitende erhält nicht nur ein optisches, sondern direkt am Gabelstapler auch ein akustisches Signal.«

Die einfachen Warnhinweise haben ihren Zweck erfüllt: 2022 luden die Forschenden auf der GGS – Fachmesse Gefahrgut // Gefahrstoff in Leipzig Besucherinnen und Besucher zum Live-Test des Use-Cases mit dem Simulator ein. Alle lösten die Aufgabe in der virtuellen Welt intuitiv – ohne erklärende, schriftliche Hinweise. Fast noch wichtiger ist den Forschenden allerdings, dass sie Unternehmen, die mit Lithium-Ionen-Batterien umgehen, mit dem Use-Case für die Bedeutung eines Sensors sensibilisieren konnten. »Vor allem der Zeitgewinn durch die frühzeitige Warnung ist für alle Unternehmen von besonderer Bedeutung: Denn so lässt sich möglicherweise Schlimmeres wirkungsvoll verhindern«, erklärt Pia Schreynemackers.

Zurzeit arbeiten die Forschenden daran, ihre Idee für einen Sensor in die Tat umzusetzen: In einem ersten Schritt wird dazu geprüft, welche Parameter ein solcher Sensor überhaupt sinnvollerweise erfassen kann und muss – von der Temperatur bis hin zu elektronischen Strömen. Weitere Überlegungen gehen in Richtung der Technologie, die zur Datenerfassung und -speicherung genutzt werden soll.