Lithium-Ionen-Akkus für Elektrofahrzeuge
Gnadenlose Prüftortur
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Brandausbruch lange nach dem Crash-Test
Einige dieser Tests (Kurzschluss, Feuer, mechanische Zerstörung) sind hochgefährlich. Deshalb muss unter allen Umständen verhindert werden, dass die damit befassten Techniker verletzt oder die Messeinrichtungen beschädigt werden oder dass giftige Substanzen in die Umwelt gelangen. Deshalb enthält das Testzentrum einen Bunker mit 50 cm dicken Betonwänden, Fenstern aus Panzerglas und Abgasreinigung. Er ist unterteilt in drei getrennte Prüfräume, einen größeren für die großen Speicher und zwei kleinere für Zellen und Module. Nur die direkt am Objekt notwendigen Prüfmittel (Sensoren, Kameras usw.) befinden sich im Inneren; Beobachtung und Auswertung erfolgen außerhalb. So lassen sich Brände und Verpuffungen ohne Gefahr für Menschen, Geräte und Umwelt studieren. Die bei einem Brand entstehenden Gase werden nicht einfach nach draußen geblasen, sondern durchlaufen eine Gaswäsche. Auch das bei der anschließenden Säuberung anfallende Abwasser wird gereinigt. Bei erfolgreich überstandener Testprozedur erhält die Batterie ein Zertifikat über den Qualitätsnachweis – auf dem hart umkämpften Markt ein wichtiger Wettbewerbsvorteil.
Wichtig auch für Versicherungen
Außer beim TÜV Süd laufen intensive Prüfungen auch beim Allianz-Zentrum für Technik (AZT), AZT Automotive GmbH, in Ismaning bei München, zugehörig zum Allianz-Versicherungskonzern. Dort ist man sehr daran interessiert, abschätzen zu können, wie hoch bei Schäden an Elektroautos die Reparaturkosten werden können. Auch hier werden im Versuchslabor Unfälle simuliert; gleichzeitig werden reale Unfälle auf den Straßen genauestens analysiert. Mittlerweile liegt schon eine große Menge an Erfahrung vor; danach haben die weitaus meisten Vollkaskoschäden – rund 80 % – bei Geschwindigkeiten unter 15 km/h stattgefunden. Hier ist nie ein Schaden am Hochvolt-Teil des Fahrzeugs aufgetreten. Batteriebrände sind bisher nur bei sehr schweren Unfällen vorgekommen, verursacht durch Geschwindigkeiten, bei denen ein Benzinauto höchstwahrscheinlich auch Feuer gefangen hätte – mit sehr viel gefährlicherer Auswirkung. Im Vergleich dazu erscheint eine brennende Batterie eher wie ein Tischfeuerwerk, weit weniger bedrohlich für die Insassen. Wie der Tank hängt sie unten drunter, außerhalb der Fahrgastzelle.
Ist ein verunglücktes Elektroauto wegen Verziehens der Karosserie Totalschaden, die Batterie aber noch intakt, dann ist es wichtig festzustellen, wieviel Kapazität diese noch hat. Auch dies ist ein wesentlicher Teil der Untersuchungen.
Brandausbruch lange nach dem Crash-Test
In den USA führt die National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) derartige Tests durch. Hier hat es 2012 beim Chevrolet Volt einigen Wirbel gegeben [2]. Der Wagen war einem harten Seiten-Crash (Bild 1) ausgesetzt und danach um seine Längsachse gedreht worden, um ein Überschlagen zu simulieren. Die Batterie schien zunächst unversehrt, doch drei Wochen später ging der Wagen urplötzlich in Flammen auf (Bild 2). Es folgte eine akribische Untersuchung; dabei stellte sich heraus, dass beim Rotationsvorgang Kühlflüssigkeit aus der Batterie ausgelaufen und langsam bis in die Elektronik durchgekrochen war. Der hier entstandene Kurzschluss hat dann den Brand ausgelöst. Daraufhin wurde die Vorschrift erlassen, dass bei beschädigten Elektroautos in der Werkstatt unverzüglich die Batterie entladen werden muss.
Batterieschäden durch andere Ursachen als Unfälle sind eher selten. Die derzeitigen Serienautos haben sich als äußerst sicher erwiesen. Riskanter kann es werden, wenn daran herummanipuliert wird. Es gibt Firmen, die Autos frisieren – d.h. auf höhere Geschwindigkeit oder Reichweite trimmen. So passiert in Kalifornien bei einem Toyota Prius: Zur Vergrößerung der Reichweite beim rein elektrischen Fahren wurde zusätzlich zur eingebauten NiMH-Batterie noch eine Lithium-Ionen-Batterie installiert. Bei der Montage war dann ein Fehler passiert, der Wagen brannte ab. Das hätte nicht sein müssen.
Die einzelnen Prüfvorschriften sind mittlerweile weitgehend international standardisiert. Auch für den Transport von Lithium-Ionen-Akkus gibt es bereits spezielle Vorschriften. Detaillierte Informationen darüber sind von der TÜV Süd Battery Testing GmbH zu erhalten.
Literatur
[2] Chevrolet Volt Battery Incident Overview Report. NHTSA.
- Gnadenlose Prüftortur
- Brandausbruch lange nach dem Crash-Test
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