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Per-Ola Malmquist in a screen shot from his video about extinguishing EV fires.
24 May 2023

Clone of Neue revolutionäre Methode, die getestet wurde, löscht Brände von Lithium-Ionen-EVs in zehn Minuten mit minimalem Wasserverbrauch

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Flooding an EV battery cell with water using a cold cutting tool.
Parts of the tests involved flooding an isolated EV battery cell with water several tools, on this picture an E-Extinguishing lance was used.

Ein Bericht über Tests, der diese Woche von der schwedischen Katastrophenschutzbehörde (MSB) veröffentlicht wurde, zeigt, dass ein Schneidbrenner einen Batteriebrand in kürzester Zeit, mit minimalem Wassereinsatz und ohne das Risiko einer erneuten Entzündung sicher löschen kann.

Der Bericht stützt sich auf die Ergebnisse einer Reihe von Tests, die im Rahmen eines Gemeinschaftsprojekts durchgeführt wurden, an dem mehrere Interessengruppen beteiligt waren, darunter die CTIF-Kommission für Rettung und neue Technologien und das CTIF Schweden, wo Tore Eriksson, Tom van Esbroeck und Michel Gentilleau der Referenzgruppe angehörten. Yvonne Näsman und Per-OlaMalmquist vom CTIF waren Projektmitglieder im Namen von MSB.se.

Mit den Tests sollte untersucht werden, ob das Einspritzen von Wasser in eine Li-Ionen-Batterie, die thermisch durchgebrannt war, das Feuer wirksam unterdrücken und löschen kann, ohne dass es zu einer erneuten Entzündung kommt.

Es wurden verschiedene Arten von Geräten getestet, darunter Nebelnägel, Spitzhacken, herkömmliche Düsen und verschiedene durchdringende Feuerlöscher (die mit Wassernebel Löcher in die Schutzhülle der Batterie schneiden).

Bitte beachten Sie, dass die Verwendung von Nebelnägeln oder Spitzhacken (zum Aufbrechen der Batteriehülle vor dem Auftragen von Wasser) in dem Bericht aus Sicherheitsgründen nicht empfohlen wird.

Verschiedene Werkzeuge und Methoden getestet

Unser assoziiertes CTIF-Mitglied Cobra Cold Cut Systems stellte als Projektbeteiligter seine Cobra Ultra High Pressure Lance zur Verfügung.

Ebenfalls getestet wurde die Murer-Löschlanze. Beide Geräte löschen Brände aus sicherer Entfernung mit Hilfe einesWassernebels, der Wände und andere harte Oberflächen durchdringen kann.

Im Falle des Großversuchs wurde der Cobra Cutting Extinguisher verwendet, um die Schutzhülle der EV-Lithiumbatterie zu durchdringen , ohne dassSauerstoff in die Zelle eindringen konnte.

Vermeidung von Stichflammen und anderen Risiken durch Verwendung geeigneter Durchdringungswerkzeuge

Es wurden mehrere Methoden und Werkzeuge getestet, wobei die Hochdrucklöschgeräte die besten Ergebnisse lieferten. Sie boten auch die sichersten Methoden für den Bediener, mit dem geringsten Risiko einer Wiederentzündung oder gefährlicher Stichflammen.

Der Grund für die erfolgreichere Löschung mit den Schneidlöschern im Gegensatz zu anderen Methoden liegt darin, dass diese Werkzeuge Wasser unter hohem Druck (manchmal gemischt mit einem Abrasivmittel) verwenden, um die Batteriehülle zu durchtrennen, wodurch der Eintritt von Sauerstoff in die Zelle minimiert wird.

Die verwendeten Löschmittel waren:

  • Cobra Ultra High Pressure Lance (UHPL)-Löschgeräte - diese Geräte verwenden mit Wasser vermischte Schleifmittel zum Durchstechen und anschließend Wassernebel zum Löschen. Dies alles wird in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt. Der Wasserverbrauch liegt bei 58 l/min.
  • Isolierte Eindringlanzen - diese Geräte verwenden eine Niederdruck-Wasserversorgung, um Wasser aufzutragen, jedoch ohne Schleifmittel; der Wasserverbrauch liegt bei 25 l/min.
  • Wasserinjektion mit einer Axt und einem an die Wasserversorgung angeschlossenen Rohr. Dabei wird mit der Axt ein Loch in die Batterie gebohrt und dann mit dem Rohr das Wasser in die Batterie eingespritzt. Dabei werden 75 l/min Wasser verwendet.

Nebelnägel und Spitzhacken aus Sicherheitsgründen nicht empfohlen

Andere getestete Methoden, wie die Verwendung von Nebelnägeln oder Spitzhacken zum Aufbrechen der Batteriehülle vor der Wassereinleitung, werden in dem Bericht nicht empfohlen.

Der Grund dafür, dass Nebelnägel und Spitzhacken als ungeeignet eingestuft wurden, ist, dass diese Methoden eine erhöhte Tendenz zu gefährlichen Stichflammen aufweisen, die aus der Batterie herausschießen, und dass sie den Feuerwehrmann einem größeren Risiko eines Stromschlags durch den verbleibenden Strom in der Batterie aussetzen.

Der Bericht des MSB unterstreicht, dass Betreiber, die dies versuchen wollen, dies nur nach einer gründlichen Risikobewertung und nach einer entsprechenden Schulung im Umgang mit den vom Hersteller für diesen Zweck zugelassenen Werkzeugen tun sollten. In dem Bericht wird auch betont, wie wichtig es ist, nur vom Arbeitgeber zugelassene Werkzeuge und Methoden zu verwenden.

Screenshot of a standalone battery module being fire tested. Erfolgreiche Löschung einer EV-Batterie in 4 Minuten - mit nur 63 Gallonen Wasser

Mehrere eigenständige Batteriemodule und auch ein vollwertiges Elektrofahrzeug wurden getestet, indem die Batterien in einen Zustand des thermischen Durchgehens gebracht wurden, was zu einem Batteriebrand führte. Wasser wurde 15 Minuten nach den ersten Anzeichen der Ausbreitung zugeführt, um eine typische Reaktionszeit der Feuerwehr zu simulieren.

Beim Brandversuch in vollem Umfang betrug die Gesamtdauer der Löscharbeiten vom ersten Wassereinsatz bis zur Feststellung, dass die Lithium-Ionen-Batterie inert ist, nur zehn Minuten, um den gesamten Fahrzeugbrand zu löschen. Die Gesamtzeit für das Löschen der Batterie allein betrug 4 Minuten.

Der Wasserverbrauch für das Löschen der Lithium-Ionen-Batterie wurde mit nur 240 Litern berechnet .

Einschließlich der Zeit zum Löschen des gesamten Fahrzeugs wurden insgesamt 750 Liter Wasser verbraucht ( ), und zwar in Kombination mit dem Cobra-Schneidlöscher und dem herkömmlichen Feuerlöschen mit Wasser.

Dies kann mit Beispielen aus der Praxis verglichen werden, bei denen einige Feuerwehren Tausende von Litern Wasser verbrauchten und mehrere Tankwagen benötigten, um einen einzigen Fahrzeugbrand zu bekämpfen.

Viele Feuerwehren haben auch schon Fälle erlebt, in denen mehrere Teams eingesetzt wurden, die stundenlang versuchten, die Brände von Elektrofahrzeugen einzudämmen - mit manchmal sehr unterschiedlichen Ergebnissen.

Keine Anzeichen für ein Wiederaufflammen bei minimalem Wassereinsatz

Nach nur zehn Minuten , in denen die Batterien mit einer relativ geringen Menge Wasser geflutet wurden, gab es keine Anzeichen für ein Wiederaufflammen. Auch die Spannungsmessungen an den Batteriemodulen zeigten, dass bei allen Tests die betroffenen Batteriezellen und die benachbarten Zellen abgekühlt wurden und einen Spannungsabfall aufwiesen. Andere Batteriezellen behielten entweder eine volle Ladung oder eine Restladung bei.

Einige der Batteriezellen, bei denen der Cobra Cutting Extinguisher eingesetzt worden war, zeigten überhaupt keine Restspannung.

Die wichtigste Beobachtung ist, dass in allen Fällen die betroffenen Batteriezellen und die benachbarten Zellen durch die Einleitung von Wasser gekühlt wurden und einen Spannungsabfall aufwiesen. Dadurch wurde auch die Ausbreitung des Feuers in der Batterie gestoppt und eine weitere Ausbreitung des Feuers verhindert.

Lesen Sie eine Zusammenfassung des Berichts auf der Homepage von Cold Cut Systems

Image removed.
Graph from the MSB report showing residual voltage in cells after attack with various tools. Some cells showed no residual voltage. " data-entity-type="file" data-entity-uuid="1e094c2b-7caa-4b66-a828-6e41825474ec" height="602" src="/sites/default/files/inline-images/Screen Shot 2023-03-21 at 15.54.04.png" width="565" />

Nachfolgend finden Sie ein 28-minütiges Lehrvideo, das die Durchführung der Tests zeigt.

Screenshot of the report by MSBDie Tests wurden im Jahr 2022 durchgeführt, nachdem eine Reihe von Vorversuchen im Jahr 2021 vielversprechend verlief.

Es wurden verschiedene Arten von Tests durchgeführt, darunter Brandversuche an isolierten Elektrofahrzeugbatterien und auch ein Brandversuch in vollem Umfang an einer Lithium-Ionen-Batterie in einem Elektrofahrzeug.

Die Datei "Putting out battery fires with water" ist der offizielle Bericht über das Projekt von MSB. Sie kann oben als pdf-Datei heruntergeladen werden.

Dies ist eine maschinell übersetzte Version des schwedischen Originaldokuments. Eine professionelle, von Menschen übersetzte Version des Dokuments wird demnächst veröffentlicht.

A burning battery cell where the thermal runaway is not interrupted by water.
A burning battery cell where the thermal runaway is not interrupted by water. 

    The remains of a burned lithium-ion battery cell.
    The remains of a burned lithium-ion battery cell.  

    Wasser muss gleichzeitig mit der Penetration aufgetragen werden - sonst entstehen gefährliche Stichflammen

    Die Tests zeigen deutlich, dass es wichtigist, das Wasser gleichzeitig mit dem Eindringen in die Schutzhülle der Batterie aufzubringen . Bei anderen Methoden, bei denen die Batteriehülle zuerst aufgebrochen wird, hat der Sauerstoff Zeit, in die Zellen einzudringen, was zu einem Wiederaufflammen der Batterie führen kann. Mit dem Kaltschneider kann die Batterie mit Wasser geflutet werden, bevor Sauerstoff in die Batteriezellen eindringen kann, wodurch die Batterie in kürzerer Zeit inertisiert wird und eine sicherere Arbeitsumgebung für den Bediener entsteht.

    Keine Rückzündung bei den feuergeprüften Batterien

    Eine Rückzündung von Lithium-Ionen-Batterien, die zuvor gebrannt haben, ist durchaus üblich und kann für Abschleppwagen und Schrottplätze ein Problem darstellen. Obwohl die Ergebnisse dieser Tests nicht unbedingt aussagekräftig sind, wenn es um die Rückzündung geht, sind die getesteten Methoden vielversprechend. Der folgende Text ist direkt aus dem schwedischen Bericht übersetzt:

    "Die Überwachung zur Erkennung einer möglichen Wiederzündung war auf 15 Minuten begrenzt, was in einer technischen Testsituation akzeptabel sein mag. Die Erfahrung aus der Praxis hat jedoch gezeigt, dass eine erneute Entzündung erst nach längerer Zeit - Stunden oder Tage nach dem Brand - auftreten kann. In den zwei bis drei Tagen, in denen das Akkupaket nach dem Brand und vor der Demontage gelagert wurde, kam es zu keiner erneuten Entzündung".

    Das eigene Video von Cold Cut Systems:

    Das folgende Video aus dem YouTube-Kanal von Cold Cut Systems zeigt einige der bei den Tests verwendeten Methoden. Die Methode zum Löschen von EV-Batteriebränden mit Cobra basiert auf dem Bericht "Demonstration of extinguishing method of lithium-ion batteries" des schwedischen Amts für Katastrophenschutz (MSB). Dieser Film dient zur Veranschaulichung der Tests, die an einem kompletten Elektrofahrzeug durchgeführt wurden, und stammt nicht aus den tatsächlichen Tests.

    Methodik

    Um sicherzustellen, dass alle bekannten Risiken sowie der Mechanismus der Brandausbreitung in Li-Ionen-Batterien vollständig verstanden wurden, wurde eine Überprüfung der vorhandenen Forschungsliteratur über Brände in Li-Ionen-Batterien durchgeführt.

    Eine der allgemeinen Erkenntnisse aus dieser Untersuchung war, dass eine sich thermisch ausbreitende Li-Ionen-Batterie am wirksamsten unterdrückt werden kann, wenn das Kühlmittel so nah wie möglich am Kern der Wärmequelle innerhalb der Batterie aufgebracht werden kann.

    Süßwasser ist das für Ersthelfer am leichtesten verfügbare Medium und wurde daher als Mittel für diese Tests gewählt. Ein Ziel der Tests war es, herauszufinden, ob für Ersthelfer eine sichere Taktik entwickelt werden kann, um Wasser zur Kühlung des Inneren einer Li-Ionen-Batterie im thermischen Durchgehen einzusetzen.

    Alle Tests wurden mit Li-Ionen-Batterien mit einem Ladezustand von 100 % durchgeführt. Das thermische Durchgehen wurde mit einer Heizplatte eingeleitet, die vor dem Test installiert wurde. Die Batterieeinheiten wurden auch modifiziert, um einige Sicherheitssysteme zu überwinden; die Änderungen hatten keinen Einfluss auf die Kühlwirkung des Wassers.

    In den Versuchen ii) und iii) wurde nach der Auslösung des thermischen Durchgehens in einer Zelle der Batterie eine Verzögerung von 15 Minuten eingehalten, bevor das Löschmittel eingesetzt wurde. Damit sollte die Zeit simuliert werden, die benötigt wird, um die Rettungskräfte zu rufen und am Einsatzort einzutreffen. Die Tests wurden beendet, als die visuelle Inspektion keine weitere Wärmeausbreitung anzeigte und die von der Wärmebildkamera aufgezeichneten Temperaturen unter 50 °C lagen.

    Die drei Tests, die nacheinander durchgeführt wurden, waren:
    i). Drei autonome Subpacks - vier Batteriemodule mit 24 Volt, 6,54 kWh
    ii) eine eigenständige Traktionsbatterie mit 14,8 Volt, 2,8 kWh
    iii) Ein vollwertiges Elektrofahrzeug mit Traktionsbatterie - 27 Module zu 14,8 Volt, 2,8 kWh

    Die Tests wurden mit vier verschiedenen Arten von Anlagen durchgeführt:

    - Teilbatterie

    - eigenständige Elektroauto-Batterie

    - komplettes Elektrofahrzeug

    - Batteriemodul.

    DieTests wurden an zwei Tagen im April 2022auf einem Übungsplatz des Notdienstverbandes Södra Älvsborg durchgeführt. Dies ist ein fortschrittliches Übungsfeld mit langjähriger Erfahrung bei der Prüfung von Kaltschneidewerkzeugen für verschiedene Anwendungen.

    Es wurdeninsgesamt acht Versuche durchgeführt, die sich auf vier verschiedene Tests verteilten. Den Tests ging eine Risikoanalyse voraus, bei der alle Werkzeuge unter bestimmten Bedingungen bewertet wurden. Bei der Risikoanalyse wurde auch die Konstruktion der Prüfobjekte berücksichtigt.

    Die Risikoanalyse zeigte, dass es Schwierigkeiten beim Zugang zur Batterie und bei der elektrischen Sicherheit geben könnte, wenn nur die vorhandene Standardausrüstung moderner Feuerwehrfahrzeuge verwendet wird. Daher wurde beschlossen, zwei handelsübliche Geräte in die Demonstration einzubeziehen, nämlich den Schneidlöscher und die Löschlanze.

    A battery pack removed from the vehicle after successful extinguishing.
    A battery pack removed from the vehicle after successful extinguishing. 

    Die folgende Schlussfolgerung bezüglich anderer Methoden ist direkt aus dem schwedischen Quellendokument übersetzt:

    "Wenn wir Löcher unter Zugabe von Wasser gemacht haben, sind keine neuen Stichflammen entstanden. Wenn wir jedoch Löcher ohne Wasserzugabe gemacht haben, sind Stichflammen entstanden. Zwei Löschversuche wurden mit selbstgebauten Werkzeugen durchgeführt, die aus der Ausrüstung eines modernen Standard-Feuerwehrfahrzeugs zusammengesetzt waren: Strahlrohr und schmaler Schlauch sowie Spitzhacke, die zum Lochen verwendet wurde. Obwohl es in der Demonstration funktionierte,wird diese Art von Ansatz nicht empfohlen , da die Technologie bei einem echten Fahrzeugbrand nur schwer umzusetzen ist, da der Zugang zur Batterie begrenzt ist und im Inneren eines brennenden Fahrzeugs gearbeitet werden müsste."

    "Die Risiken, die mit dem Umgang mit einer verbrannten Batterie mit einer beträchtlichen Menge an Restenergieverbunden sind, müssen immer gegen die Vorteile einer Verkürzung der Reaktionszeit abgewogen werden. Es ist zu beachten, dass auch Lithium-Ionen-Batterien, die durchgebrannt sind, eine Restspannung enthalten können und dass dies immer berücksichtigt werden sollte, bis bestätigt ist, dass die Batterie elektrisch tot ist. Bei der Demonstration wurden sowohl eine Wärmebildkamera als auch ein Thermoelement verwendet. Es ist wichtig zu beachten, dass die Wärmebildkamera empfindlich auf Reflexionen reagiert, so dass es schwierig sein kann, ein völlig wahrheitsgetreues Bild der Wärmeausbreitung im Inneren der Batterie zu erhalten. Im Falle eines Brandes eines Elektrofahrzeugs und seiner Batterie ist es von größter Bedeutung, dass die Einsatzkräfte die Sicherheits- und Einsatzinformationen des Fahrzeugherstellers in der Rettungskarte(Rescue Sheet) und den Rettungsanweisungen(Emergency Response Guide, ERG) des Fahrzeugs zur Kenntnis nehmen, um eine Einsatzplanung auf der Grundlage der spezifischen Bedingungen im aktuellen Fall vornehmen zu können."

    Zusammenfassung der Tests:

    Dies ist nur eine Zusammenfassung der Tests, der vollständige Bericht kann jedoch (auf Schwedisch) über MSB.se abgerufen werden.

    Eine englische Zusammenfassung des Tests kann auf der Homepage des Cobra Cold Cut Systems nachgelesen werden.

    Ergebnisse und Methodik:

    Die Tests waren sehr erfolgreich und haben unter anderem gezeigt, dass:

    • Es ist möglich, die Wärmeausbreitung in einer Li-Ionen-Batterie durch einen aktiven Löschvorgang zu unterbrechen, bei dem die Batterie mit Wasser geflutet wird.
    • Löschvorgänge, bei denen die Li-Ionen-Batterie mit Wasser geflutet wird, können die Einsatzzeit verkürzen und den Bedarf an Personal und Material reduzieren.

      Testergebnisse
      In den ersten beiden Tests funktionierten alle drei Methoden zur Wassereinspritzung in die Batterie selbst so gut, dass sie die Hitze in den betroffenen Batteriezellen reduzieren und das Feuer löschen konnten. Die Batterien entzündeten sich nach dem Löschen in keinem der Tests erneut.

      Die Verwendung einer Axt zur Herstellung des Wasseranschlusses im Batteriegehäuse führte jedoch zu einer anfänglichen Zunahme der Intensität der aus der Batterie austretenden Stichflammen, bis das Rohr angeschlossen wurde und Wasser in die Batteriezellen eindringen konnte. Diese Methode war auch am ungenauesten, wenn es darum ging, das Wasser auf die Zellen zu richten, die sich im thermischen Durchgehen oder in der thermischen Ausbreitung befanden.

      Ein Schlüsselfaktor war die Annahme, dass im Extremfall, wenn die Batteriemodule nicht beschädigt werden, ihre Spannung intakt bleibt, während im anderen Extremfall ein vollständig durchgebranntes Batteriemodul keine Restspannung mehr aufweist. Dabei wurde die verbleibende Spannung einzelner Batteriemodule als Indikator für das Ausmaß der durch den thermischen Durchschlag verursachten Schäden angesehen. Bei allen Tests wurden die betroffenen Batteriezellen und die benachbarten Zellen gekühlt und zeigten einen Spannungsabfall. Andere Batteriezellen behielten entweder eine volle Ladung oder eine Restladung bei.

      Der letzte vollständige EV-Test betraf ein Fahrzeug, das vollständig in Brand geraten war (d. h. die Fahrzeugkabine war vollständig in Brand geraten und die Zellen in der Lithium-Ionen-Batterie waren thermisch durchgebrannt). Die Fahrzeugkabine wurde mit einem konventionellen Feuerlöschgerät gelöscht, dann wurde eine Wärmebildkamera eingesetzt, um die heißesten Stellen in der Batterie zu erkennen. Anschließend wurde Cobra eingesetzt, um sowohl die Karosserie als auch das Batteriegehäuse zu durchdringen und dann Wasser in die Batterie selbst einzubringen. Die Gesamtdauer der Brandbekämpfung betrug 10 Minuten vom ersten Ansatz mit Cobra bis zum Abschluss der Brandbekämpfung, als alle Oberflächentemperaturen unter 50°C gefallen waren. 15 Minuten nach den Löscharbeiten wurde das gesamte Fahrzeug zweimal mit einem Gabelstapler um 1 Meter angehoben und dann fallen gelassen, um eine grobe Handhabung zu simulieren - es kam zu keiner Rückzündung. Anschließend wurde das Fahrzeug zwei Tage lang in eine Quarantänestation gebracht, ohne dass es zu einer erneuten Zündung kam.

      Die Cobra wurde etwa fünf Minuten lang mit 240 Litern Wasser eingesetzt. Die Löschdüse wurde vier Minuten lang eingesetzt, wobei 510 Liter Wasser verbraucht wurden, also insgesamt 750 Liter. Das ist deutlich weniger als die 1670 Liter, die in einem von Exponent und der Fire Protection Research Foundation im Jahr 2013 durchgeführten Test verwendet wurden.

      Der Einsatz von Cobra ermöglicht es dem Bediener, aus einer sichereren Entfernung zu agieren, wenn er ein Injektionsloch für die Wasserinjektion erstellt.

      Bei den ersten Anzeichen einer Ausbreitung wurde ein Countdown von 15 Minuten gestartet, um die normale Reaktionszeit der Rettungsdienste zu imitieren.

      Dann wurde der Löschversuch gestartet. Um das Feuer unter Kontrolle zu bringen, wurde Wassernebel aus dem Schneidbrenner verwendet, um die Flammen niederzuschlagen und zu versuchen, den Kabinenbrand abzulöschen.

      Als es möglich war, die Hecktür zu öffnen, wurde das Fahrzeuginnere mit der Wärmebildkamera gescannt und nach heißen Stellen im Batteriepack gesucht.

      Dies geschah durch die Messung von Wärmegradienten im Kabinenboden. Der Wind und die Kontrolle der Gase mit Hilfe eines PPV-Lüfters (Positive Pressure Ventilation) führten dazu, dass eine Seite des Fahrzeugs aufgrund von dichtem Rauch und Flammen schwer zugänglich war.

      Das Schneidlöschgerät wurde im Kardantunnel eingesetzt, und es wurden Lanzenverlängerungen verwendet, um den Zugang zu erleichtern und den Kontakt mit der Karosserie zu vermeiden. Während des Einsatzes des Feuerlöschers wurde ein herkömmliches Strahlrohr als persönlicher Schutz für den Bediener des Feuerlöschers verwendet.

      Als sich das Feuer beruhigt hatte und die Flammen in der Nähe des Bedieners des Feuerlöschers gelöscht waren, fuhr die Person mit dem Schutzstrahl (der Bediener des Strahls) mit dem Löschen des Brandabschnitts fort. Es ist zu beachten, dass die Hauptaufgabe des Bedieners des x-Strahls während des gesamten Einsatzes darin bestand, den Bediener des Feuerlöschers vor Blitz und Flammen zu schützen. Der Versuch wurde beendet, als die Wärmebildkamera eine stabile Temperatur unter 50 °C anzeigte.

      Nach der Unterbrechung der Löscharbeiten wurde die Temperatur mit einer Wärmebildkamera 15 Minuten lang kontinuierlich überwacht, um sicherzustellen, dass die Ausbreitung gestoppt wurde. Um einen Abtransport des Fahrzeugs zu simulieren, wurde das Fahrzeug mit Hilfe eines Gabelstaplers mehrmals um einen halben Meter angehoben und auf den Boden fallen gelassen, um zu sehen, ob eine Reaktion ausgelöst werden kann, die zu einer erneuten Entzündung führen könnte.

      Schlussfolgerungen

      • Es ist möglich, die Wärmeausbreitung in einer Li-Ionen-Batterie durch einen aktiven Löschvorgang zu unterbrechen, bei dem die Batterie mit Wasser geflutet wird.
      • Löschvorgänge, bei denen die Li-Ionen-Batterie mit Wasser geflutet wird, können die Einsatzzeit verkürzen und den Bedarf an Personal und Material verringern.
      • Es ist schwierig, den Grad der Ausbreitung in einer Lithium-Ionen-Batterie während eines laufenden Brandes anhand von extern beobachtbaren Faktoren wie Wärmebildern, Temperaturüberwachung, Rauch und Lärm zu bestimmen.
      • Die Zellchemie, der Ladezustand, die Batteriearchitektur und die Fahrzeugarchitektur sind Systemeigenschaften, die sich darauf auswirken, wie sich ein Hitzeschub und die Ausbreitung während eines thermischen Ereignisses in einem Elektrofahrzeug entwickeln.
      • Bei der Planung eines Einsatzes ist es wichtig, zunächst das Rettungsblatt und den Emergency Response Guide (ERG) des Fahrzeugs zu betrachten, um die Bedingungen für einen aktiven Löschvorgang zu beurteilen.
      • Die durchgeführten Versuche zeigen, dass es möglich ist, mit den getesteten Werkzeugen an die Batterie zu gelangen. Wärmebildkameras und Rettungsblätter können Informationen liefern, die die Erfolgswahrscheinlichkeit eines Einsatzes erhöhen.
      • Bei der Handhabung eines Elektrofahrzeugs und seiner Antriebsbatterie nach einem thermischen Ereignis muss stets das Risiko einer elektrischen und chemischen Restenergie berücksichtigt werden, die zu einer erneuten Entzündung führen kann.

      Hintergrund:

      Eine Vorstudie wurde von Cold Cut Systems in Kungsbacka im Jahr 2021 durchgeführt, an der die schwedische Agentur für Sicherheit und Bereitschaft der Gemeinschaft (MSB) als Referenz teilnahm. Ziel war es zu untersuchen, ob es möglich ist, den thermischen Prozess in einer sich ausbreitenden Lithium-Ionen-Batterie zu unterbrechen, indem ein interner Wasserfluss im Batteriepack hergestellt wird.

      Cold Cut Systems setzte in der Pilotstudie einen Schneidlöscher (Standard-Cobra-Lanze) mit guten Ergebnissen ein. Es wurde festgestellt, dass es genügend Beweise für weitere Studien und Tests gibt, um Richtlinien für offensive Löschmaßnahmen bei Bränden von Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln.

      Diese Demonstration ist eine Aktivität im Rahmen dieser Arbeit.

      Das übergeordnete Ziel der Demonstration war es, experimentelle Erfahrungen mit der Methodik des Flutens von Lithium-Ionen-Batterien mit Wasser im Brandfall zu sammeln und zu zeigen, dass dies zu einem schnelleren und effizienteren Löschen beitragen kann, vorausgesetzt, es ist möglich, auf sichere Weise an die Batterie zu gelangen.

      Ziel der Löschversuche war es, die Wärmeausbreitung in der Lithium-Ionen-Batterie zu stoppen.

      Die Demonstration beschränkte sich auf Testobjekte, die aus Lithium-Ionen-Zellen mit einem maximalen Nickelgehalt von 60 Prozent im Kathodenmaterial bestanden. Nickelreichere und energiedichtere Elektrodensysteme haben eine höhere Reaktivität und müssen gesondert untersucht werden.

      In den Musterobjekten sind sowohl prismatische Zellen als auch Pouch-Zellen vertreten. Zylindrische Zellen sind in dieser Demonstration nicht untersucht worden.

      A burning battery cell where the thermal runaway is not interrupted by water.
      A burning battery cell where the thermal runaway is not interrupted by water.