Bat­te­rie­brand­ver­su­che

Brän­de mit Bat­te­ri­en

Da der Ein­satz von Bat­te­ri­en in den letz­ten Jah­ren immer stär­ker zuge­nom­men hat, sind Brän­de mit Bat­te­ri­en zu einer der größ­ten Auf­ga­ben im Bereich des Brand­schut­zes gewor­den. Bat­te­ri­en wer­den aktu­ell in einer Viel­zahl ver­schie­de­ner Fahr­zeug­ty­pen ver­wen­det – von Hover­boards bis hin zu LKW. Gleich­zei­tig ist in der Ver­gan­gen­heit deut­lich gewor­den, dass neu­ar­ti­ge Tech­no­lo­gi­en wie Lithi­um-Ionen-Bat­te­ri­en (Li-Ion) neue Anfor­de­run­gen an den Brand­schutz stel­len. Dies gilt ins­be­son­de­re für deren Abbrand­ver­hal­ten und Ver­bren­nungs­pro­duk­te sowie das Zusam­men­wir­ken mit Brand­be­kämp­fungs­tech­no­lo­gi­en und den Ein­fluss auf Ein­satz­stra­te­gi­en des abweh­ren­den Brand­schut­zes.

Der gestei­ger­te Ein­satz von Bat­te­ri­en wirkt sich dar­über hin­aus auf vie­le Bran­chen aus, in denen Bat­te­ri­en einen essen­ti­el­len Teil des Pro­duk­tes aus­ma­chen und dadurch Risi­ken für Berei­che wie Pro­duk­ti­on, Lage­rung und Prü­fun­gen ent­ste­hen. In vie­len Fäl­len wer­den die­se neu­en Gefah­ren, die durch die Lage­rung oder das Laden von Bat­te­ri­en ent­ste­hen, in den ent­spre­chen­den Gebäu­de­richt­li­ni­en nicht aus­rei­chend berück­sich­tigt.

FTIR & Bestim­mung der HRR bei Lithi­um-Ionen-Bat­te­ri­en

IFAB ist eines von weni­gen, akkre­di­tier­ten Prüf­la­bo­ren welt­weit, das ein robus­tes und mobi­les FTIR (Fou­rier-Trans­for­ma­ti­ons-Infra­rot­spek­tro­me­ter) für Feld­an­wen­dun­gen besitzt. Ein sol­ches Gerät ist in der Lage, die Ver­bren­nungs­ga­se und ande­re Pro­duk­te von Brän­den mit Lithi­um-Ionen-Bat­te­ri­en zu mes­sen. Es funk­tio­niert ins­be­son­de­re auch unter Bedin­gun­gen mit erhöh­ter Tem­pe­ra­tur und kann die Gas­kon­zen­tra­tio­nen, die bei einem Bat­te­rie­brand frei­ge­setzt wer­den, bestim­men. Übli­cher­wei­se ist Flu­or­was­ser­stoff (HF) als beson­de­res Risi­ko unter Brand­schutz­ex­per­ten bereits bekannt. Aller­dings sind auch vie­le ande­re der Ver­bren­nungs­pro­duk­te von Bat­te­ri­en kor­ro­siv, toxisch oder gar bei­des.

IFAB ist dar­über hin­aus in der Lage, die Wär­me­frei­set­zungs­ra­te (HRR) von Bat­te­ri­en mit­hil­fe geeig­ne­ter Ver­fah­ren zu bestim­men.

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 kann u.a. den Brand­schutz von F&E-Bereichen oder Anla­gen wie Moto­ren­prüf­stän­de und Lager von Fahr­zeug­bat­te­ri­en betref­fen.

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 das Brand­ri­si­ko und des­sen Aus­wir­kun­gen ver­schie­de­ner Fahr­zeug­ty­pen mit denen von Refe­renz­fahr­zeu­gen zu ver­glei­chen. Auch die Leis­tungs­fä­hig­keit und Eig­nung von Brand­be­kämp­fungs­sys­te­men zum Ein­satz bei Brän­den von Bat­te­ri­en oder Elek­tro­fahr­zeu­gen kann bewer­tet wer­den. Dar­über hin­aus bie­ten wir auch Bera­tun­gen zu Ein­satz­stra­te­gi­en von Feu­er­weh­ren an.

Prüf­ver­fah­ren – Rail

Der­zeit gibt es kei­ne norm­ge­rech­ten Prüf­ver­fah­ren für 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 von per­for­mance-based Design die bes­te Lösung zur Brand­be­kämp­fung für den jewei­li­gen Anwen­dungs­fall zu bestim­men.

Prüf­ver­fah­ren – Ande­re

IFAB führ­te zahl­rei­che Bat­te­rie­brand­ver­su­che als Basis für ande­re Brand­ver­su­che durch. Die Aus­le­gung des Brand­schut­zes basiert zumeist auf dem Ansatz des per­for­mance-based Design, das eng mit den Risi­ken aus den Berei­chen Gebäu­de sowie Tun­nel & Metro ver­knüpft ist. Ver­su­che sind übli­cher­wei­se Teil des Pro­zes­ses, das Brand­ri­si­ko zu ver­ste­hen, es zu quan­ti­fi­zie­ren (Bestim­mung von HRR, Rauch­gas­men­ge & Toxi­zi­tät) und/ oder ent­spre­chen­de Brand­be­kämp­fungs­sys­te­me auf ihre Eig­nung hin zu unter­su­chen.

For­schung

IFAB hat außer­dem aktiv an For­schungs­pro­jek­ten zum Brand­schutz von Lithi­um-Ionen-Bat­te­ri­en teil­ge­nom­men, 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.