Brandsicherheit von Batterien in Elektrofahrzeugen
Die Verwendung von Elektrofahrzeugen wird in den kommenden Jahren steigen, hauptsächlich wegen der steigenden Kosten für traditionelle Treibstoffe und zunehmender Umweltbedenken. Weltweit werden Milliarden investiert, um diese Technik zu entwickeln und zu fördern, wobei fast 3 Milliarden USD aus dem US amerikanischen Reinvestment and Recovery Act von 2009 stammen.
Marktanalysen* sagen voraus, dass im nächsten Jahrzehnt die Anzahl an Plug-in- und batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen auf unseren Straßen jährlich 1 bis 5 Millionen Fahrzeuge ausmachen wird. Damit einher steigt das Risiko von Bränden, Stromschlägen und anderer Sicherheitsrisiken.
Elektrische Batterien können Brand- und Stromrisiken steigern. Daher wurden Normen zur Begrenzung dieser Risiken in den vergangenen Jahren erarbeitet. Ein besonderer Schwerpunkt ist die Verwendung großer Lithium-Batterieverbunde in Plug-in- und batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen.
Hierfür wurde eine Reihe von Anforderungen für große Batterien in Elektrofahrzeugen von Underwriters Laboratories (UL) als UL Subject 2580 erarbeitet**. Bis zur Verabschiedung als Norm werden diese Anforderungen durch ein globales technisches Normungsgremium (STP) überarbeitet.
Subject 2580 umfasst Nickel-, Lithium-Ionen-, Lithium-Ionen sowie Polymer-Zellen, Zellmodule und Batterieverbunde. Die Batterieverbunde sind wiederaufladbar und für verschiedene Elektro- (EV), Hybrid-Elektro- (HEV)und Plug-in Hybrid-Elektrofahrzeuganwendungen (PHEV) geeignet. Eingeschlossen sind unterschiedliche chemische Batterieprozesse auf Basis von Lithium-Ionen, Nickel-Metallhydriden, Blei/Säure, usw. Alle diese Batteriesysteme sind auf Stromschlag, Brand- und Explosionsgefahr untersucht worden.
Für polymere Materialien, die als Batteriekästen verwendet werden, muss die Mindestanforderung V-1 nach der UL 94 Norm „Tests zur Entflammbarkeit von Kunststoffmaterialien und -teile in Elektro- und Haushaltsgeräten" erfüllt werden. Darüber hinaus müssen die Kunststoffe den Relative Thermal Index (RTI) nach UL 746B mit einer anwendungsgemäßen Temperaturbeaufschlagung, jedoch bei mindestens 80°C, erfüllen. Schließlich müssen die in der Endanwendung dem Sonnenlicht ausgesetzten Materialien für Batteriekästen den UV-Widerstands-, Wasser- und Immersionstests nach UL 746C genügen.
* http://www.oliverwyman.com/ow/index.html
** http://ulstandardsinfonet.ul.com/outscope/outscope.asp?fn=2580.html