"Gigantische Daten" erarbeitet

Manuel Schäffler testet Lithium-Ionen-Batterie in einem E-Auto

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Manuel Schäffler zeigt die beiden Batterieblocks, in denen er insgesamt 84 Lithium-Ionen-Zellen verbaut hat. Eingebaut wurden sie im Kofferraum des Testautos, damit sie leichter zugänglich sind.

Betzigau – „Es ist schön, wenn man als Bachelorarbeit ein Thema hat, bei dem es auch etwas zum Anfassen gibt, vor allem in solch einem Zukunftsbereich“, sagte Manuel Schäffler, als er vergangene Woche mit dem Kreisboten eine Testfahrt in einem chinesischen Elektroauto unternahm.

Für seine Bachelorarbeit hatte er darin die ursprünglich eingebaute Bleibatterie durch eine Lithium-Ionen-Batterie ausgetauscht.

Seine Aufgabe war die Entwicklung, Konstruktion und Produktion einer Lithium-Ionen-Batterie für ein Nutzkraftfahrzeug inklusive Einbau und Testing. Das alles sollte in einer Zeitspanne von 78 Tagen erledigt werden. Dafür fertigte der 22-jährige Maschinenbaustudent zusammen mit Roland Weixler, Geschäftsführer der Firma KE-TEC in Betzigau, die Schäffler alles Nötige für seine Arbeit zur Verfügung stellte, einen Projektplan an, der auf vier Teilphasen aufgeteilt war. Dabei bildeten die Ist-Stand-Analyse und die Einarbeitung in den Umgang mit Lithium-Ionen-Zellen den ersten Abschnitt.

Nachdem Weixler für Schäffler von einem chinesischen Autohändler einen gebrauchten Elektrokleinbus mit Bleibatterien gekauft hatte, konnte der Student mit der Bestandsaufnahme beginnen und maß im Zustand der eingebauten Bleibatterie die Reichweite und Beschleunigung des Autos. Ergebnis: 27 Kilometer Reichweite bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 18 km/h. Die Beschleunigung lag bei 16 Sekunden von null auf 50 km/h. „Als die Leistung der Bleibatterie nachließ, kam ich mir vor, als ob ich ein Mofa fahre“, so Schäffler schmunzelnd.

Wichtige Informationen

Nachdem die Messungen abgeschlossen waren, begann der Student mit der Konstruktion einer Batterie auf Basis eine Lithium-Ionen-Zelle. Diese sollte funktionsfähiger sein als die Bleibatterie. Für den Ausbau der alten Batterie, Konstruktion, Bau und Inbetriebnahme der neuen, um eine Vergleichsmessung zu starten, hatte er sechs Wochen Zeit. Da es sich um ein reines Testauto handelt, setzte er die neue Batterie, für die er 84 Zellen verbaute, im Kofferraum ein; die alte war unter dem Auto eingebaut. Mit installiert wurde auch ein kleiner Computer, der über einen WLAN-Router die Daten (GPS, Stromverbrauch, Spannungslage) an eine extra eingerichtete Internetseite schickt. „So konnten wir herausfinden, wie sich die Batterie im Test verhält und bekamen auch für die Firma einen wichtigen Informationsfluss zwischen Batterie und Auto.“ So könne man beobachten, wie stark die Batterie während der Fahrt belastet oder ob sie sogar überlastet werde. „Das Extreme ist das, was eine Batterie kaputt macht“, erklärt Weixler. Aus dieser Bachelorarbeit habe man „gigantische Daten“ erhalten, die für künftige Projekte wichtig seien. Außerdem wurde so für die Software-Entwickler der Firma eine Testplattform geschaffen.

Mit dem Ergebnis der Vergleichsmessung war Schäffler hochzufrieden. „Insgesamt kann man sagen, dass der Umbau einen vollen Erfolg darstellt. Die Reichweite wurde bei Volllast um 23 Kilometer auf 50 Kilometer gesteigert, bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 48 statt 18 km/h. Das Auto kann jetzt gut im Straßenverkehr mithalten.“ Bei der Vergleichsmessung bei reduzierter Geschwindigkeit stieg die Reichweite auf insgesamt 84 Kilometer. Die Beschleunigung von null auf 50 km/h wurde um sieben Sekunden von 16 auf neun Sekunden reduziert. „Nach dem Umbau habe ich mit dem Auto über 100 km/h Höchstgeschwindigkeit geschafft, mit Bleibatterie war es auf 60 km/h ausgelegt“, macht Schäffler die Steigerung deutlich.

Für die Arbeit heimste Schäffler auch von seinem betreuenden Professor der Hochschule Kempten, Prof. Dr. Günter Eberl, über den der Kontakt zur Firma KE-TEC zustande kam, ein großes Lob ein: „Das ist eine sehr gute praxisorientierte Ingenieurarbeit.“ Die Hochschule Kempten versuche, dass die Bachelorarbeiten der Studenten möglichst praxisorientiert seien und „keine Arbeiten für den Papierkorb“. Eine solide Theorie sei natürlich auch wichtig, ebenso wie zu lernen, wie ein Thema angegangen wird. „Herr Schäffler hat bei null angefangen, Stück für Stück weitergearbeitet und auch mal die Strategie geändert oder improvisiert, wenn es nötig war.“ So wurde beispielsweise kurzerhand eine Fräsmaschine zur Schweißmaschine umgebaut, um den zeitlichen Ablauf nicht zu gefährden. Auch der Geschäftsführer war sehr zufrieden mit Schäfflers Arbeit und übernahm ihn gleich als Mitarbeiter. Das ist übrigens kein Einzelfall: „Wir arbeiten gerne mit Ingenieur-Absolventen der Fakultät Maschinenbau der Hochschule für angewandte Wissenschaften Kempten zusammen und einige von ihnen haben bei uns bereits einen interessanten Arbeitsplatz gefunden“, so Weixler, der auch die „super Betreuung“ von Prof. Eberl hervorhob.

Bei Schäfflers Arbeit freute es Weixler besonders, dass die Erkenntnisse, die aus dieser Bachelorarbeit hervorgingen, auch öffentlich präsentiert werden können. „Das ist ein reines KE-TEC-Thema. Wir haben das Auto gekauft und eine von uns kons-

truierte Batterie eingebaut. Dieses Thema wird nun ein neuer Geschäftsbereich, den wir ausbauen.“ Hersteller von Elektrofahrzeugen wolle man nicht werden, aber im Bereich Prototypen könne man einiges machen. Normalerweise kooperiert die Betzigauer Firma vor allem mit deutschen Automobilunternehmen sowie deren Zulieferern und arbeitet an vertraulichen Projekten, über die natürlich nichts an die Öffentlichkeit gelangen darf. 

Melanie Weidle

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