Neben den fest installierten «Blitzern» mit permanenter Stromversorgung und den rein mobilen Messgeräten, die nur kurze Zeit im Einsatz sind, gibt es auch semistationäre Geschwindigkeitsmessanlagen. Sie werden temporär an einem bestimmten Ort aufgestellt und verbleiben dort über einen längeren Zeitraum. Solche «Blitzer» werden durch Batterien mit Energie versorgt und arbeiten damit bis zu einer Woche netzunabhängig. 

Geschwindigkeitsmessanlagen müssen vor Vandalismus und Witterungseinflüssen geschützt werden. Deshalb sind sie in einem hermetisch verschlossenen Stahlgehäuse untergebracht, in dem sich auch die Batterien befinden. Im Sommer kann es in diesem Gehäuse sehr heiss werden, was für die Batterien problematisch sein kann. Denn bei Temperaturen über 35 °C bedeutet jeder Temperaturanstieg von 10 °C eine Halbierung der Lebensdauer der Batterie.

Vor diesem Hintergrund hat die Forschungsgruppe Elektrische Batteriespeicher des Instituts für Energiesysteme und Fluid-Engineering (IEFE) der ZHAW School of Engineering zusammen mit der auf Verkehrsmessungen spezialisierten Firma CES complete electronic systems AG aus Wallisellen untersucht, ob sich die Lebensdauern von Batterien in «Blitzern» durch Kühlung verlängern lässt. Im Rahmen einer von Innosuisse finanzierten Vorstudie (Innovationsscheck) wurden Batterie- und Temperaturmessungen unter realen Bedingungen durchgeführt. 

Dazu haben die Forschenden an einem sonnigen Augusttag mit einer Aussentemperatur von bis zu 36.2 °C die Batterietemperaturen im normalen Betrieb der Geschwindigkeitsmessanlage und während des Ladens im Freien gemessen. Zusätzlich wurde die Temperatur in den Batterien während des Ladevorgangs (150 A) in der Garage untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die maximale Batterietemperatur im Normalbetrieb 39.1 °C beträgt und somit deutlich unter den 65 °C liegt, welche vom Lieferanten der Batterien als Betriebsgrenze vorgegeben wird. Während der kurzen Ladephase im Freien steigt die Temperatur auf 45,8 °C und in der Garage auf 43,7 °C. Damit ist auch an heissen Sommertagen die zusätzliche Erwärmung von «Blitzerbatterien» durch die hohe Aussentemperatur vernachlässigbar. Beim Laden ist die Belastung etwas grösser. Doch die Ladezeiten sind kurz und haben daher keinen grossen Einfluss auf die Alterung. 

Alle acht untersuchten Kühlsysteme verursachen zusätzliche Kosten und benötigen Platz. Da die Temperaturen im «Blitzer» niedriger sind als ursprünglich erwartet, kann die Lebensdauer der Batterien durch eine Kühlung weniger stark verlängert werden als angenommen. Insofern macht der Einbau einer zusätzlichen Kühlung aus wirtschaftlicher Sicht wenig Sinn.

Projektname
Kühlsystem für Batteriemodul

Beteiligte
Projektteam: Andreas Jehle,  Andreas Heinzelmann, Andreas Müller, Peter Schmidt
Projektpartner: ces complete electronic systems ag, Wallisellen
Finanzierung: Innosuisse

Projektdauer
Juni 2023 bis Juni 2024