Whitepaper zur Batteriesicherheit
Wie groß ist die Brandgefahr bei E-Autos wirklich?
Wenn es bei Fahrzeugen zu Bränden kommt, stehen E-Autos häufig unter Generalverdacht. Ein Whitepaper der RWTH Aachen liefert nun Fakten zum Thema Brandgefahr und beschreibt, mit welchen Strategien die Batteriesicherheit weiter erhöht wird.
Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen informiert mit einem neuen englischsprachigen Whitepaper über aktuelle „Herausforderungen und Lösungen in der Batteriesicherheit“. Die Ausfallrate von Elektrofahrzeugen liegt der 16-seitigen Veröffentlichung zufolge zwischen 0,9 und 1,2 pro 10.000 solcher Autos – verglichen mit 7,3 Brandunfällen bei klassischen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. „Beim thermischen Durchgehen von Lithium-Ionen-Akkus wird deutlich weniger Energie freigesetzt als bei einem entsprechenden Benzintank, aber der daraus entstehende Batteriebrand ist viel schwieriger zu löschen“, sagt PEM-Leiter Professor Achim Kampker.
Laut den Autoren des Whitepapers sind aktive und passive Sicherheitsmaßnahmen bereits im Einsatz, um der Gefahr eines „Thermal Runaways“ entgegenzuwirken. Solch ein thermisches Durchgehen tritt auf, wenn eine Batteriezelle mehr Wärme produziert, als sie abführen kann, was durch elektrische, mechanische oder thermische Auslöser sowie Verunreinigungen und Herstellungsfehler bedingt sein kann. Wird eine bestimmte Schwellentemperatur erreicht, ist das Durchgehen nicht mehr aufzuhalten, und die gespeicherte Energie wird in Form von Hitze und brennbaren Gasen freigesetzt.
Konkret liegen die Herausforderung bei der Batteriesicherheit laut der Studie in der Berücksichtigung sämtlicher Ebenen der Zell- und Akkupack-Konstruktion. Auf Systemebene etwa sollen Barrierematerialien die Ausbreitung von Wärme während eines thermischen Ereignisses verhindern. Entstehendes Gas können außerdem durch eine bestimmte Form seiner Führung und Entlüftung sicher abgeleitet werden. Auch auf Zellebene gibt es unterschiedliche Sicherheitsvorkehrungen – unter anderem Stromunterbrechungsvorrichtungen und Materialien mit positivem Temperaturkoeffizienten –, die jedoch nicht für alle Batterietypen gleich geeignet seien.
Das englischsprachige Whitepaper steht hier als kostenfreier Download bereit.
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