• Auto & Mobilität
  • Technik & Sicherheit

Elektromobilität: Unterschätzte Brandgefahr

Elektroautos gelten als Zukunft der Mobilität. Als Herzstück der Fahrzeuge sollen Lithium-Ionen-Akkus die CO2-Emissionen im Verkehr deutlich senken. Doch die Elektromobilität ist nicht gänzlich frei von Risiken.

(Quelle: Matthias Voigt)

In einem nachhaltigen Verkehrssystem nehmen Elektroautos eine zentrale Rolle ein. Der Vorteil der klimaschonenden Fahrzeuge ist, dass es kaum lokale Emissionen gibt, verglichen mit regulären Verbrennungsmotoren. In elektrischen Antrieben ist jedoch auch ein Risiko geparkt. „Kommt es zum Fahrzeugbrand, ist das Feuer schwer zu löschen und kann leicht auf anliegende Gebäude überspringen“, erklärt Ralf Höhmann, Brandschutz-Sachverständiger bei TÜV Hessen.

Wenn sich ein Elektroantrieb entzündet, gerät der Brand schnell außer Kontrolle. Beispiel Stuttgarter Straßenbahnen AG: Am 30. September 2021 zerstörte ein Feuer 25 Busse der Verkehrsgesellschaft. Nur das beherzte Eingreifen der Mitarbeiter verhinderte Schlimmeres. Sie retteten 60 Fahrzeuge, als das Depot bereits in Flammen stand – und verhinderten damit wahrscheinlich das Überspringen des Feuers auf eine Wasserstofftankstelle.

 

Brandursache Akku

Als Brandauslöser verdächtigte das Landeskriminalamt im Oktober 2021 einen technischen Defekt beim Ladevorgang eines Elektrobusses. Dafür werteten die Kriminaltechniker erste Daten aus dem Brandmeldesystem und den damit verbundenen Temperatursensoren aus. Über dem Elektrobus wurden die entsprechenden Sensoren zuerst ausgelöst – und bei dem betroffenen Modell befinden sich die Akkus auf dem Dach, was den Alarm sehr schnell auslöste.

Das Feuer im Stuttgarter Busdepot war leider kein Einzelfall. Im Frühjahr 2021 gab es bereits in Hannover und Düsseldorf verheerende Brände in Busdepots. Grund genug für zahlreiche Entscheider, einen verbesserten Brandschutz zu fordern. Denn auch im Ruhezustand sind die Fahrzeugakkus gefordert. Für die nächsten Fahrten wird schließlich eine Menge Energie benötigt. Bei Bussen gehen Experten von bis zu 600 Kilowattstunden aus, die geladen werden, zumeist mit 150 Kilowatt am Stecker.

Nicht nur bei den Fahrzeugen, sondern auch bei der Ladeinfrastruktur besteht die Gefahr, dass diese sich entzündet. Denn immer mehr Elektrofahrzeuge brauchen immer mehr Energie. Oft muss es schnell gehen, weshalb viel Energie in großen Akkus gespeichert wird. „In Batteriepufferspeichern in Containerbauweise sind teilweise mehr als eine Tonne Lithium-Ionen-Akkus untergebracht“, sagt Ralf Höhmann. „Bei solchen Anlagen ist es umso wichtiger, dass es ein wirksames Brandschutzkonzept gibt.“

 

Brandsichere Elektromobilität

Batteriepufferspeicher sind mittlerweile an viele Orten zu finden, etwa an Tankstellen, Einkaufsmärkten oder auch in Autohäusern. Und alle benötigen einen funktionierenden Brandschutz. Es kommt auf viele Details an, damit die Ladeinfrastruktur sicher betrieben werden kann. Von den Abständen zu Nachbargebäuden über den Schutz der elektrischen Anschlüsse vor mechanischen Beschädigungen bis hin zum Schutz vor externen Bränden.

Fangen die Lithium-Ionen-Akkus dennoch Feuer, ist es wichtig, dass eine frühzeitige Brandentdeckung und Brandmeldung erfolgt. Denn die Speicher brennen schnell und dürfen nach Angaben vieler Systemhersteller nicht von Mitarbeitern gelöscht werden. „Weil bei Lithium-Ionen-Bränden dichter und giftiger Rauch entsteht, wird eine professionelle Schutzausrüstung benötigt“, erklärt Ralf Höhmann. „Bei einer Überladung, Beschädigung oder Überhitzung der Akkus kann es zudem zu einer unkontrollierten Freisetzung der gespeicherten Energie kommen.“

Im Porsche Zentrum der Darmstädter WIEST Gruppe, wurde der sichere Betrieb der Ladestationen angesichts der Risiken schon vor der Installation gründlich und fundiert geplant. „Die Anlage muss nicht von einer Behörde offiziell genehmigt werden“, sagt Peter Ronschak, der als Leiter After Sales das Projekt für das Autohaus betreute. „Umso wichtiger war es für uns, dass wir die bestehenden Auflagen dennoch erfüllen – und die Sicherheit von einer neutralen Stelle überprüfen lassen.“

 

Brandschutz mit Konzept

Das Autohaus der WIEST Gruppe stand vor der Auflage seines Marken-Herstellers, Fahrzeuge mit voll elektrischem Antrieb anzubieten. Für diese Modelle benötigte das Porsche Zentrum Darmstadt die entsprechende Ladeinfrastruktur. Zu Wahl standen zwei Alternativen. Die Premium-Variante schied schnell aus, weil der Energienetzbetreiber nicht die nötige Anschlusskapazitäten liefern konnte. Übrig blieb eine Basis-Lösung mit zwei Ladesäulen und einem Batteriepufferspeicher in besagter Containerbauweise. In dieser CBX-Box befinden sich rund 50 einzelne Lithium-Ionen-Akkus.

„Bereits während der Planungsphase haben wir uns intensiv mit dem Thema Brandschutz auseinandergesetzt“, sagt Peter Ronschak. „Das war für uns eine selbstverständliche Entscheidung, denn mit der Elektromobilität wird die Sicherheit der elektrischen Einrichtung noch relevanter.“ Weil der Batteriepufferspeicher die Brandlast erhöht, suchte die WIEST Gruppe nach fundierter fachlicher Expertise, um mögliche Brandschutz-Maßnahmen schon bei der Errichtung der neuen Ladeinfrastruktur zu berücksichtigen – und fand Ralf Höhmann von TÜV Hessen, der ein individuelles, umsetzbares sowie bezahlbares Konzept für das Autohaus ausarbeitete.

Das Hauptaugenmerk während der Errichtung des Batteriepufferspeichers war die Distanz zu Nachbargebäuden und die Brandfrüherkennung. Die Ursache war eine Transformatorenstation, die sich in unmittelbarer Nähe befindet. Sollte sich die Ladestation entzünden, würde es bei einem zu geringen Abstand schnell brenzlig. „Die Sicherheit steht für uns an erster Stelle“, beschreibt Peter Ronschak die Motivation der WIEST Gruppe. „Die Anlage muss zwar nicht von einer Behörde genehmigt werden, aber dennoch gibt es Auflagen, die wir erfüllen müssen. Und zwar völlig zurecht. Denn wenn ein Feuer auf die benachbarte Transformatorenstation überspringt, gehen in der Umgebung in zahlreichen Rechenzentren die Lichter aus.“

 

Brandgefahr im Detail

Während des Aufbaus der Ladeinfrastruktur schärfte Peter Ronschak seinen Blick für die einzelnen Bestandteile der Anlage, um den Brandschutz zu optimieren. Anstatt sich auf die Sachkenntnis eines Generalunternehmers zu verlassen, arbeitete er sich in die Materie ein, studierte die Vorgaben von TÜV Hessen, informierte sich bei Herstellern und besuchte andere Porsche-Zentren. Ziel war eine Ladeinfrastruktur aufzubauen, die keine Sicherheitsmängel enthält.

Von diesem Engagement profitierte der Brandschutz im Autohaus, etwa bei den Fundamenten des Batteriepufferspeichers. Auch hier gibt es ein Risiko: Über das Erdreich kann Feuchtigkeit in die Ladestation kommen. Die Ursache ist der Kühlkreislauf zwischen der eigentlichen Ladesäule und der CBX-Box mit dem integrierten Kühlaggregat. An dieser Stelle entstehen gewaltige Temperaturunterschiede, vor allem wenn die Kabel vom Fundament in die Säule gehen.

Anstatt die günstigste Lösung zu wählen, investierte die WIEST Gruppe in fertig gegossene Bauteile und die dazu passenden Ringraumdichtungen. „Bei preisgünstigeren Alternativen dringt Wasser schneller in die Ladesäulen ein und greift die Elektrik an“, sagt Peter Ronschak. „Mit der von uns gewählten Lösung haben wir eine absolut trockene Anlage, auch in den kommenden Jahren“.

Das Ergebnis überzeugt – sowohl das Autohaus als auch die Brandschutzexperten. „TÜV Hessen hat uns ein wirksames und bezahlbares Konzept vorgelegt, bei dem auf sämtliche Details geachtet wurde“, bilanziert Peter Ronschak. Das Kompliment gibt Ralf Höhmann zurück: „Die WIEST Gruppe verfolgt das Ziel, Brandschutz in allen Räumlichkeiten konsequent umzusetzen. Allen Mitarbeitern ist bewusst, was Brandschutz bedeutet und das Unternehmen ist dazu bereit, die notwendigen Investitionen zu tätigen.“

 


Hinweis: Die TÜV Technische Überwachung Hessen GmbH übernimmt keinerlei Haftung für die Inhalte und Aussagen auf externen Seiten. Bei Beanstandungen wenden Sie sich bitte an den Urheber der jeweiligen Seite. Vielen Dank für Ihr Verständnis.

Brandschutz bei Ladestationen mit Batteriepufferspeicher

Hochleistungsladestationen mit Batteriepufferspeichern reduzieren die Belastung des lokalen Stromnetzes. Zum sicheren Betrieb müssen einige technische und organisatorische Anforderungen erfüllt sein.

Kommentar schreiben

* Pflichtfeld

* Pflichtfeld

Keine Kommentare