Wie funktioniert der AIR-Scanner?

Das Fraunhofer-Institut in Deutschland hat ein Scansystem entwickelt, mit dem sich komplette Akkupakete von Elektroautos durchleuchten lassen, während sie noch im Fahrzeug verbaut sind. Die Hardware unter dem Namen AIR wurde bereits 2024 vorgestellt, der eigentliche Durchbruch liegt jedoch in der neuen Software, die die Röntgenbilder automatisch auswertet. Das Prinzip erinnert an ein Waschstraßenportal: Eine Röntgenquelle hängt über dem Auto, und ein Detektor auf dem Boden fängt die Strahlung auf, nachdem sie das Fahrzeug und den Akku durchdrungen hat. Einzelne Akkupakete können zudem separat geprüft werden.

Die Software erkennt automatisch die drei wichtigsten Zelltypen, die derzeit auf dem Markt sind: zylindrische Zellen (etwa bei Tesla und BMW verwendet), prismatische Zellen (häufig bei Volkswagen und koreanischen Marken) und Pouchzellen (unter anderem bei Hyundai und einigen europäischen Herstellern). Anschließend sucht der Algorithmus nach geometrischen Abweichungen wie verschobenen Zellen, Verformungen oder Aufquellungen. Unter Testbedingungen dauert eine vollständige automatisierte Analyse eines Akkupakets etwa fünf Minuten, abhängig von der Größe des Pakets und der benötigten Anzahl an Aufnahmen.

Getestet an einem unfallbeschädigten Volkswagen ID.3

Zur Validierung des Systems untersuchten die Forscher einen Volkswagen ID.3, der frontal verunglückt war. Das Fahrzeug war mit 79 km/h auf das Heck eines Volkswagen Tiguan aufgefahren. Trotz erheblicher Frontschäden zeigten die Röntgenbilder keine kritischen strukturellen Auffälligkeiten am Akku. Das allein reichte jedoch nicht aus, um das Paket zur Wiederverwendung freizugeben. Fraunhofer kombinierte die Scanergebnisse mit Daten aus dem Batteriemanagementsystem (BMS), dem Ereignisdatenspeicher des Fahrzeugs, elektrischen Prüfungen und einer Sicherheitsbewertung. Schließlich erhielt der Akku die niedrigste Gefahrenkategorie EUCAR 0, was bedeutet, dass das Paket für die weitere Verarbeitung unbedenklich ist.

In einem zweiten Test mit einem beschädigten Akku mit zylindrischen Zellen fand der Scanner dagegen ernsthafte Probleme: eine stark verformte Zone mit mehreren verschobenen Zellen. Fraunhofer riet in diesem Fall von einer Wiederverwendung ab. Das zeigt, dass die Technologie zwischen oberflächlichen Schäden und tatsächlichen strukturellen Risiken unterscheiden kann.

Warum das für den E-Auto-Markt relevant ist

Nach einem Unfall mit einem Elektroauto stehen Versicherer und Werkstattbetreiber oft vor einem schwierigen Dilemma. Die Außenhülle eines Akkus kann unversehrt wirken, während im Inneren Zellen verschoben oder beschädigt sind. Bislang erforderte eine verlässliche Prüfung häufig den Ausbau des Pakets: arbeitsintensiv, teuer und nicht ohne Risiko. Die Folge ist, dass viele Akkus vorsorglich als Abfall eingestuft werden, was die Kosten von E-Auto-Schäden in die Höhe treibt und zum Vorurteil beiträgt, Elektroautos seien nach einem Unfall schnell wirtschaftlicher Totalschaden.

Der Fraunhofer-Scanner ergänzt die bestehende Messung des State of Health (SOH) um eine mechanische Dimension. Während der SOH vor allem die elektrische und elektrochemische Leistungsfähigkeit eines Akkus beschreibt, gibt dieses System Aufschluss über die physische Integrität. Das ist besonders wertvoll für:

  • Schadengutachten nach Unfällen
  • Den Gebrauchtwagenmarkt, in dem Käufer Sicherheit über mehr als nur die Kapazität wünschen
  • Künftige periodische Prüfungen von Elektrofahrzeugen

Fraunhofer hält es für möglich, dass die Technologie langfristig in routinemäßige Kontrollen für Elektrofahrzeuge aufgenommen wird. Einen konkreten Zeitplan für die Markteinführung gibt es bislang nicht.

Hintergrund: die Kosten von Akkuschäden bei E-Autos

Aus Deutschland und anderen europäischen Ländern sind Fälle bekannt, in denen Elektroautos nach vergleichsweise leichten Unfällen als Totalschaden eingestuft wurden, weil der Akkutausch oder die Akkuprüfung die Grenze der wirtschaftlichen Reparatur überschritt. Ein Akku für ein Mittelklasse-E-Auto wie den Volkswagen ID.3 macht schnell 30 bis 40 Prozent des Neupreises aus. Können Scanner wie der von Fraunhofer die Einschätzung der Reparierbarkeit verbessern, könnte das langfristig Versicherungsprämien und Restwerte von Elektroautos positiv beeinflussen.

Die Entwicklung fügt sich in einen breiteren Trend diagnostischer Technologien für Batterien ein. Neben Röntgenscans arbeiten verschiedene Akteure an Ultraschalluntersuchungen, Impedanzspektroskopie und KI-gestützten BMS-Analysen, um Lebensdauer und Sicherheit von Akkupaketen besser vorherzusagen. Für den Markt insgesamt, in dem das Durchschnittsalter von Elektro-Leasingfahrzeugen Richtung Gebrauchtwagenmarkt wandert, kommt verlässliche Akkudiagnostik zu einem entscheidenden Zeitpunkt.