Farbstoff meldet Kurzschlussgefahr in E-Autos: Die Motorinspektion wird kinderleicht

Während es in Autos mit Verbrennungsmotor unzählige Diagnosemöglichkeiten gibt, die der Fahrzeugbesitzer signalisieren, dass etwa Öl fehlt oder anderweitig Motorschäden drohen, werden die Motoren von Elektroautos eher nach Bauchgefühl beurteilt. Künftig sollen Farbstoffe anzeigen, wenn Kabel-Isolierungen spröde werden und ein Austausch des Motors nötig ist. Ein entsprechendes Verfahren haben Wissenschaftler der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) zusammen mit Elantas entwickelt, einem Geschäftsbereich des Spezialchemiekonzerns Altana in Wesel am Rhein. Es geht dabei um die Beschaffenheit des Harzfilms, der die Kupferdrähte im Inneren von Elektromotoren umgibt, damit Kurzschlüsse oder gar Brände verhindert werden.

Bild: ELANTAS

Isolation wird mit der Zeit spröde

„Diese Isolierung verändert sich im Laufe der Zeit“, sagt Professor Wolfgang Binder vom Institut für Chemie der MLU. „Sie wird spröde, weil sie durch Wärme und chemische Prozesse abgebaut wird“, Von außen ist jedoch nicht zu erkennen, ob die Isolierung der Drähte im Inneren noch intakt ist oder der Motor komplett ausgetauscht werden muss.

„Bisher haben sich die Entwickler darauf konzentriert, herauszufinden wie viel Isolationsmaterial in welcher Zeit unter bestimmten Bedingungen abgebaut wird“, sagt der MLU-Chemiker Alexander Funtan. Auf der Basis dieser Schätzungen gibt es Empfehlungen, wie lange es dauert, bis ein Austausch nötig ist. Der tatsächliche Verschleiß ist aber abhängig von den Nutzungsbedingungen, besonders von der Temperatur. Funtan entwickelte deshalb eine Testapparatur, mit der er über mehrere Monate für vier verschiedene Harzsysteme analysierte, welche Abbauprodukte bei verschiedenen Temperaturen entstehen.

Alkohol verrät den Zustand des Motors

Er staunte nicht schlecht, als er herausfand, dass die Harze beim Abbau winzige Spuren von Alkohol absondern, der sich verflüchtigt. „Daraufhin haben wir nach einem Sensor gesucht, der diese winzigen Mengen detektiert.“ Er musste temperaturbeständig sein und beim Aufbringen der Harzisolierung nicht hinderlich sein. Die Wahl fiel auf einen Farbstoff, der seine Farbe unter Alkoholeinfluss ändert. Wenn die Isolierung neu ist und mit ultraviolettem Licht angestrahlt wird, leuchtet der Farbstoff rotangorange, hat er Alkohol aufgenommen schimmert er hellgrün. Diesen Wechsel soll ein kleines Farberkennungssystem dem Fahrer melden, das bei der Herstellung in den Motor eingebaut wird. „So kann man erkennen, ob ein Austausch nötig ist, ohne den Motor aufzuschrauben“, so Binder.

via