Stellantis hat sich in den USA ein Patent sichern lassen, das auf ein zentrales Thema der Elektromobilität zielt: den Umgang mit kritischen Batteriesituationen. Anfang Dezember erteilte das US-Patentamt ein Schutzrecht für ein integriertes System zur Unterdrückung eines sogenannten thermischen Durchgehens in Hochvoltbatterien. Der Antrag war bereits Ende Mai 2024 eingereicht worden und beschreibt eine technische Lösung, die direkt im Batteriepack ansetzt.
Kern des Konzepts ist ein internes Notfall-System, das reagiert, sobald einzelne Batteriezellen unkontrolliert überhitzen. Statt erst von außen einzugreifen, wie es heute oft durch Feuerwehrmaßnahmen geschieht, soll die Technik das Problem frühzeitig innerhalb des Batteriepacks bekämpfen, um größere Schäden zu verhindern. Vorgesehen ist der Einsatz einer speziellen Schaummischung, die Hitze bindet, Oberflächen abdeckt und eine Entzündung brennbarer Gase verhindern kann.
Warum thermisches Durchgehen schwer beherrschbar ist
Der Hintergrund ist bekannt: Moderne Elektroautos nutzen Lithium-Ionen- oder Lithium-Metall-Zellen, die im Normalbetrieb als sicher gelten. Kommt es jedoch durch einen Unfall, interne Kurzschlüsse oder extreme Temperaturen zu einem Defekt, kann eine Kettenreaktion ausgelöst werden. Dabei steigen Temperaturen rasch an, Gase treten aus und Wärme breitet sich auf benachbarte Zellen aus. Entsteht ein Brand, lässt sich dieser nur schwer kontrollieren, mitunter erst nach stundenlangem Kühlen mit großen Wassermengen.
Das nun patentierte System setzt deutlich früher an. Es kombiniert die bestehende Kühltechnik des Batteriepacks mit einer zusätzlichen Löschmittelreserve. Äußerlich bleibt der Aufbau vertraut: ein stabiles Metallgehäuse, darin angeordnete Zellmodule, Kühlleitungen, Wärmesenken und Druckventile. Ergänzt wird diese Struktur um mehrere gezielt platzierte Komponenten.
Eine zentrale Rolle spielt ein flexibler Behälter, der eine feuerhemmende Chemikalie enthält und nahe an den Zellen positioniert ist. Hinzu kommen mechanische Auslöser in Form von Klingen. Ein Teil dieser Klingen ist darauf ausgelegt, den Behälter zu öffnen, andere durchtrennen definierte Stellen in den Kühlleitungen oder Wärmesenken. Diese Leitungen besitzen dafür kleine, im Normalbetrieb abgedichtete Öffnungen, die unter Druck stabil bleiben, sich im Ernstfall aber gezielt öffnen lassen.
Gesteuert wird das Zusammenspiel durch Aktuatoren, die von der Batterieelektronik angesteuert werden. Sensoren überwachen kontinuierlich die Temperatur einzelner Module oder sogar einzelner Zellen. Registriert das System einen kritischen Temperaturanstieg, wechselt es von der regulären Kühlung in einen Notfallmodus. Die Aktuatoren lösen aus, das Löschmittel tritt aus dem Behälter aus und vermischt sich mit dem austretenden Kühlmittel. Unter Pumpendruck entsteht dabei ein Schaum, der sich im Inneren des Batteriepacks verteilt.
Schaumbildung erfüllt mehrere sicherheitsrelevante Funktionen
Dieser Schaum soll mehrere Funktionen erfüllen: Er nimmt Wärme auf, bedeckt heiße Oberflächen, unterdrückt Flammen und verringert die Wahrscheinlichkeit, dass freigesetzte Gase zünden. Parallel kann die Steuerung die Förderleistung der Kühlmittelpumpen erhöhen, um die Verteilung zu beschleunigen. Druckventile im Gehäuse sorgen dafür, dass entstehende Gase kontrolliert entweichen, ohne den Löschvorgang zu beeinträchtigen.
Für künftige Elektroautos und sogenannte Range-Extender-Modelle der Marken Chrysler, Dodge, Jeep, Fiat und Ram könnte diese Technik ein relevantes Sicherheitsmerkmal werden. Gerade Kund:innen, die Berichte über Batteriebrände skeptisch verfolgen, erhalten damit eine konkrete Antwort auf die Frage, wie ein Auto im Ernstfall reagiert. Das System ist darauf ausgelegt, ein kritisches Ereignis intern zu begrenzen, bevor es eskaliert.
Anzumerken ist: Patente bedeuten noch keine Serienumsetzung, doch der beschriebene Ansatz nutzt bekannte Materialien, bestehende Kühlsysteme und erprobte Löschchemie. Das deutet auf eine Lösung hin, die sich vergleichsweise nahtlos in künftige Plattformen integrieren ließe.
Quelle: MoparInsiders – Stellantis Patents New EV Battery Thermal-Runaway Foam Suppression System
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