Vernetzte Batterieprüfstände und Quanten-Computerspiele
Uni Ulm präsentiert sich auf der Hannover Messe 2017

Universität Ulm

Vernetzte Systeme werden in den nächsten Jahren und Jahrzehnten die Arbeitsweise der Industrie bestimmen – darüber sind sich Wissenschaftler und Unternehmer einig. Wie so etwas aussehen kann, zeigen Wissenschaftler der Universität Ulm auf der Hannover Messe (24. bis 28. April), die weltweit als wichtigste Industriemesse gilt. Live verbinden die Ingenieure vom Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik (MRM) einen Laptop, der ein Batteriemodell eines Elektrofahrzeugs simuliert, mit einem Prüfstand am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und testen die „Batterie“ auf ihre Leistungsfähigkeit. Auf vernetzte Expertise setzt auch das Zentrum für Integrierte Quantenwissenschaft und -technologie (IQST). Am Stand des Zusammenschlusses von Forschern aus Ulm und Stuttgart können die Messebesucher in die Rolle von Quantenwissenschaftlern schlüpfen und sich – im Computerspiel – an der Manipulation einzelner Atome versuchen. 

Um für die Forschung auf dem Gebiet der Elektromobilität ihre technischen Ressourcen effektiv zu nutzen, haben sich die Universitäten Ulm, Stuttgart, das KIT und die Hochschulen Esslingen und Aalen vergangenes Jahr zum Forschungs- und Labornetzwerk XiL-BW-e zusammengeschlossen. An der Uni Ulm wird das Herzstück eines jeden Elektrofahrzeugs erforscht: die Batterie. Am MRM können die Ingenieure dank einer flexiblen Simulator-Messeinheit neu entwickelte Batteriezellen bereits in frühen Entwicklungsstadien testen. Neben dem MRM ist am Netzwerk auch das Ulmer Institut für Elektrochemie beteiligt, das die Batteriezellen chemisch auf Alterungserscheinungen analysiert.
Auf der Hannover Messe demonstrieren die Wissenschaftler am Stand von Baden-Württemberg International (Halle 27, Stand H71), wie das Labornetzwerk funktioniert. „Hierfür verbinden wir einen Laptop, der ein vom KIT entwickeltes Batteriemodell simuliert, mit einem Prüfstand des Instituts für Produktentwicklung des KIT. Die Messebesucher können also live mitverfolgen, wie Batterien, die an einem Ort entwickelt wurden, mithilfe einer Fahrzeugumgebung an anderer Stelle geprüft werden“, erklärt Dr. Michael Buchholz. Der Wissenschaftler forscht am MRM und wird das Labornetzwerk XiL-BW-e während des Forums „MobiliTec“ (Halle 27, Stand E78) am 27. April um 11:50 Uhr näher vorstellen. Am Stand werden außerdem so genannte Schliffproben zersägter Batterien der Hochschule Aalen gezeigt. Mit diesen lassen sich zum Beispiel Alterungsprozesse anhand von Rissen oder Verformungen nachvollziehen.

An einem weiteren Gemeinschaftsstand von bw-i (Halle 2, Stand A18) wird zum wiederholten Mal auch das Zentrum für Integrierte Quantenwissenschaft und -technologie (IQST) vertreten sein. In diesem Zusammenschluss erforschen Wissenschaftler der Universitäten Stuttgart und Ulm sowie des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung gemeinsam mit Ingenieuren und Industriepartnern, wie sich quantenmechanische Prozesse in Produkte wie hochsensible Biosensoren oder extrem leistungsfähige Quantencomputer umsetzen lassen. Am Stand können sich Messebesucher mittels eines Computerspiels in die Rolle von Quantenforschern versetzen und selbst ausprobieren, wie schwierig es ist, einzelne Atome gezielt zu manipulieren. Außerdem haben die IQST-Wissenschaftler den Prototypen einer Glaszelle dabei, mit dem sich geringste Konzentrationen von Spurengasen messen lassen. Mit einem Laser regen sie hierfür die Atome in der Glaszelle an, die dadurch zu sensitiven Detektoren für Spurengase werden.

Die Hannover Messe führt jedes Jahr im Frühling internationale Aussteller sowie Entscheider aus Industrie und Wirtschaft in die niedersächsische Landeshauptstadt. 2017 soll auf der Messe gezeigt werden, welches Wertschöpfungspotenzial mit einer digitalisierten und vernetzten Industrie, der Industrie 4.0, verbunden ist und welche Technologien schon bereitstehen. Etwa 1700 Vorträge werden dem Leitgedanken der Messe „Integrated Industry – Creating Value“ gewidmet sein und rund 6500 Aussteller präsentieren sich.

Weitere Informationen:
Zur Hannover Messe
Zum Vortrag im Forum "MobiliTec"

Hintergrund zu XiL-BW-e –  Frameworkbasiertes XiL-Labornetzwerk Baden-Württemberg für Elektromobilität
In XiL-BW-e schließen sich ausgewählte Forschungsstellen in Baden-Württemberg (KIT, Universität Ulm, Universität Stuttgart, HS Aalen und HS Esslingen) zu einem neuartigen Forschungs- und Laborverbund zusammen. Expertisen und Testing-Infrastrukturen zum Thema Elektromobilität wurden dafür mit einem ganzheitlichen Ansatz vernetzt. In den vergangenen 1,5 Jahren wurden sowohl Infrastrukturen gezielt erweitert als auch deren Vernetzung und gemeinsame Nutzung konzipiert. Damit können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler räumlich voneinander entfernt arbeiten und von verschiedensten Testing-Infrastrukturen zum Thema Elektromobilität profitieren. Neben der Prüfstandsvernetzung existieren Schnittstellen zum sogenannten Batterieanalysenetzwerk, welches seinen thematischen Schwerpunkt auf die Untersuchung detaillierter Wirkzusammenhänge in Batteriezellen legt. Somit ist es unter anderem möglich Antriebssystemkomponenten im Wechselspiel mit neuartigen Batterien unter realen Bedingungen zu untersuchen. Das Labornetzwerk lässt sich bedarfsorientiert erweitern und steht auch Industriepartnern zur Verfügung. (Text: KIT)

Text und Medienkontakt: Marieke Behnel

Prüfstände im Labornetzwerk XiL-BW-e (Foto: KIT)
Elektromotor, Umrichter und Getriebe eines Elektrofahrzeugs auf dem Antriebsstrangprüfstand des MRM (Foto: Eberhardt/kiz)
Lithium-Ionen-Zelle in der Prüfkammer des Batteriezellprüfstands am MRM (Foto: Eberhardt/kiz)
Glaszelle mit Rubidium Atomen und Elektronik (Foto: Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut)