Batteriebrandversuche
Brände mit Batterien
Da der Einsatz von Batterien in allen Bereichen des gesellschaftlichen Lebens zuletzt zugenommen hat und in Zukunft noch zunehmen wird, stellen sich viele Brände mit Batterien als eine schwer zu bewertende Herausforderung dar. Konkrete Risikoanalysen fallen auf Grund nicht vorhandener Werte zu Eintrittswahrscheinlichkeiten schwer, zudem lässt sich deren Entwicklung nicht vorhersagen.
Auswirkungsanalysen, die häufig durch Brandversuche gestützt werden müssen, schaffen zumindest Abhilfe zur Bewertung konkreter, eventuell erhöhter Gefährdungen. Energiefreisetzungsraten und die Emission von bisher nicht im selben Umfang zu beobachtenden toxischen und korrosiven Gasen stehen dabei im Vordergrund. Gleichzeitig lassen sich Erkenntnisse zur Wirkung von Maßnahmen des anlagentechnischen Brandschutzes, hier vor allem Lösch- und Brandmeldeanlagen, auf die neuen Brandprozesse ermitteln. IFAB plant und führt diese Versuche durch.
IFAB verwendet akkreditierte Verfahren zur Untersuchung von Bemessungsbränden und ist damit unter anderem in der Lage, die Wärmefreisetzungsrate (HRR) von Batteriebränden zu bestimmen.
Der gesteigerte Einsatz von Batterien wirkt sich auf viele Branchen aus, in denen Batterien einen essentiellen Teil des Produktes ausmachen und dadurch neue Brandgefährdungen für Bereiche wie Produktion, Transport, Lagerung und Prüfung entstehen können. In vielen Fällen werden die neuen Gefahren, die durch Lagerung, Handhabung oder das Laden von Batterien entstehen, in den entsprechenden Gesetzen, Verordnungen, Richtlinien und Standards oftmals (noch) nicht ausreichend berücksichtigt. Auch hier bilden auf Brandversuchen basierende Auswirkungsanalysen die Basis für notwendige Veränderungen.
FTIR bei Lithium-Ionen-Batterien
IFAB ist eines von wenigen Prüflaboren, das ein robustes und mobiles FTIR (Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer) für Feldanwendungen besitzt und in Batteriebrandversuchen einsetzt. Dafür hat IFAB eigens eine Messmethode entwickelt, wofür es akkreditiert wurde. Ein FTIR ist in der Lage, die Verbrennungsgase von Bränden mit Lithium-Ionen-Batterien zu analysieren. Es funktioniert insbesondere auch unter den rauen Bedingungen in einer Brandversuchsumgebung. Üblicherweise ist Fluorwasserstoff (HF) als besondere Gefährdung bereits bekannt. Allerdings sind auch viele andere der Verbrennungsprodukte von Batterien korrosiv, toxisch oder gar beides.
Prüfverfahren – Fahrzeuge
IFAB führt Versuche für die Automobilindustrie gemäß geltender Normen durch, bspw. nach GB/T 31467.3, Lithium-ion traction battery pack and system for electric vehicles – Part 3: Safety requirements and test methods • E/ECE/324/Rev.2/Add.99/Rev.2, Annex 8E, Fire Resistance.
Zusätzlich zu normenkonformen Brandversuchen führt IFAB auf spezielle Anwendungen zugeschnittene Versuche durch. Dies betrifft aktuelle Forschungsfelder aber auch den konkreten Brandschutz für Anlagen wie Motorenprüfstände; Parkgaragen, Klimakammern und Lager von Fahrzeugbatterien.
Üblicherweise gilt eine Hauptsorge im Falle eines Brands der Gesundheit und der Sicherheit von Personal, das in der Nähe von oder mit Batterien arbeitet. IFAB steht für diese Fälle beratend zur Seite.
Wir führen auch analytische Untersuchungen durch, um die Auswirkungen von Bränden mit Fahrzeugtypen verschiedenster Antriebstechnologien mit denen von konventionellen Referenzfahrzeugen zu vergleichen. Auch die Leistungsfähigkeit und Eignung von Brandbekämpfungssystemen zum Einsatz bei Bränden von Batterien oder Elektrofahrzeugen kann bewertet werden. Darüber hinaus können wir auch Beratungen zu Einsatzstrategien von Feuerwehren anbieten.
Prüfverfahren – Rail
Derzeit gibt es keine normierten Prüfverfahren zur Auswirkungsanalyse von Batteriebränden in Rail-Anwendungen. Dennoch nimmt auch in diesem Bereich der Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien zu, bspw. für Hybrid-Antriebe, als Traktionsbatterien oder in Kombination mit Brennstoffzellen.
IFAB besitzt inzwischen ausreichend Erfahrung darin, mithilfe von Brandversuchen auf Basis des „performance based design“ die beste Lösung für den jeweiligen Anwendungsfall zu bestimmen. Alle Maßnahmen des baulichen und anlagentechnischen Brandschutzes können dabei berücksichtigt und sinnvoll kombiniert werden.
Prüfverfahren – Andere
IFAB hat zahlreiche Batteriebrandversuche in anderen Anwendungsfeldern durchgeführt. Die Auslegung der Brandschutzmaßnahmen basiert hier zumeist auch auf dem Ansatz des „performance based design“. Brandversuche sind oft notwendiger Teil des Prozesses, die Auswirkungen von Batteriebränden zu verstehen, zu quantifizieren (Bestimmung von HRR, Rauchgasmenge & Toxizität) und/ oder entsprechende Maßnahmen des baulichen und anlagentechnischen Brandschutzes auf ihre Eignung und Wirksamkeit hin zu untersuchen.
Forschung
IFAB hat aktiv an Forschungsprojekten teilgenommen, die die Untersuchung von Bränden mit Lithium-Ionen-Batterien zum Gegenstand hatten, z.B. wurden verschiedene Messmethoden für die vielfältige Vermessung von Batteriebränden umgesetzt.
Aktuell arbeitet IFAB am Forschungsprojekt SUVEREN mit, in dem es um die Sicherheit in unterirdischen Verkehrsanlagen beim Einsatz neuer Energieträger geht.
