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Warum Batterien Feuer fangen

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31. Juli 2023, 11:06 Uhr

mid Groß-Gerau - Der Teufelskreis brennender Batterien kann durch intelligente Absicherungen durchbrochen werde. Twaice

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Das brennende Elektroauto auf dem Schiff nahe dem Wattenmeer erhitzt die Gemüter. Wer der Elektromobilität ablehnend gegenübersteht, könnte sich in seiner Skepsis bestätigt fühlen. Doch gelten Antriebsbatterien unter Experten als sicher.

Wer der Elektromobilität ablehnend gegenübersteht, könnte sich in seiner Skepsis bestätigt fühlen. Doch gelten Antriebsbatterien unter Experten als sicher.

"Grundsätzlich sind Batteriebrände extrem selten", sagt Lennart Hinrichs, VP Strategic Partnerships beim Anbieter von Batterieanalytik-Software "Twaice". Laut diverser Untersuchungen fingen E-Fahrzeuge weit weniger oft Feuer als Verbrenner-PKW, und sie würden auch nicht heftiger brennen als diese. Fakt sei jedoch, dass sich das Löschen von Batterien aufgrund ihrer technischen Beschaffenheit als Herausforderung gestaltet.

Bei Batteriebränden gibt es zwei grundsätzliche Faktoren: Die Batterie selbst und äußere Umstände. "Ein Mangel an der Batterie, der zu einem unsicheren Betrieb führen könnte, wäre beispielsweise eine Fehlfunktion des Batterie-Management-Systems, die zu einem Überladen der Batterie führen könnte", erklärt Hinrichs. Dies verursache übermäßige Hitze im Inneren der Batterie. Die Wärmeentwicklung könne weitere Reaktionen auslösen, die letztlich einen internen Kurzschluss verursachen. Generell könne eine Nutzung im Grenzbereich den Zustand der Batterie im Laufe der Zeit verschlechtern. Das mache sie anfälliger für Brände.

Es gibt viele Faktoren rund um eine Batterie, die versagen können. Hier handele es sich um den "äußeren Risikobereich", sagt Hinrichs. "Um hier nur ein Beispiel zu nennen, ist das Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs oder eines Energiespeichersystems darauf ausgelegt, den optimalen Temperaturbereich der Batterie - in der Regel zwischen 20 und 40 Grad Celsius - aufrechtzuerhalten." Ein Überschreiten der sicheren Betriebstemperatur (über einen längeren Zeitraum) aufgrund eines Ausfalls des Kühlsystems könne zu beschleunigter Alterung, aber auch zu einem Brand führen. Auch Kabelbrände könnten eine Ursache sein. "Denn wenn Kabel innerhalb einer Batterie beschädigt werden, zum Beispiel durch mechanische Beanspruchung, durch extremen Fahrzeugbetrieb oder unsachgemäße Wartung, führt dies zur Überhitzung der Kabel."

Abhilfe schaffen Präventions-Strategien: "Es beginnt mit der Auswahl der besten Batteriezellen, des Batteriemanagementsystems (BMS) und des Systemdesigns, die den unterschiedlichen Betriebsbedingungen und Belastungen standhalten", erklärt der Experte. Das Design solle auch den sicheren Verschluss von Batteriekomponenten, insbesondere des brennbaren Elektrolyts, gewährleisten.

Zweiter Punkt: Qualitätssicherung bei der Herstellung von Batteriesystemen - angefangen bei der Zellproduktion bis hin zum finalen Einbau in das Fahrzeug. Wichtig sei auch eine frühzeitige Erkennung von Defekten. "Alle festgestellten Anomalien sollten eine Warnung auslösen oder, falls erforderlich, das System abschalten, um weitere Schäden zu verhindern", betont Hinrichs. Der Einsatz fortschrittlicher Diagnosetools und -verfahren könne dazu beitragen, potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen.

Wichtig sei auch eine Identifizierung potenzieller Ursachen für den sogenannten "thermal runaway": Dieser beschreibe die Überhitzung einer Zelle, die dazu führen kann, dass sich benachbarte Zellen ebenfalls überhitzen, wodurch eine Kettenreaktion, eine so genannte thermische Ausbreitung, entstünde, erläutert der Experte.

Ein weiterer entscheidender Aspekt bei der Vermeidung von Batteriebränden sei daher die frühzeitige Erkennung potenzieller Ursachen für thermal runaway. Leistungsfähige Batteriemanagementsysteme seien in dieser Hinsicht von entscheidender Bedeutung. Diese Systeme würden die Betriebsbedingungen der Batterie überwachen und steuern und können eingreifen, wenn abnormale Bedingungen festgestellt werden. Fazit: Bei der Absicherung von Batteriesystemen gibt es wohl noch Luft nach oben, dies wäre aber technologisch machbar.

Lars Wallerang / mid

Der Artikel "Warum Batterien Feuer fangen" wurde am 31.07.2023 in der Kategorie News von Lars Wallerang mit den Stichwörtern Batterien, Antriebs-Batterien, Elektromobilität, Unfall, Analyse, Feuerlöscher, News, veröffentlicht.