Risikoanalyse für Lithium-Ionen-basierte Energiespeichersysteme im sicherheitskritischen Havariefall unter besonderer Berücksichtigung der dabei freigesetzten toxischen und explosiven Schadgase

Das allen Antragstellern eigene, übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Erstellung einer Datenbank über das Verhalten von Batteriezellen, -modulen und -systemen im Fehlerfall, die präventive Maßnahmen zur Fehlervermeidung aufzeigt, eine fundierte Schadensrisikoanalyse ermöglicht und aus der Maßnahmen für die Vermeidung von Personen-/ und Sachschäden im Fehlerfall abgeleitet werden können.

Dieses Forschungsprojekt befasst sich mit der Entwicklung von optischen Sensoren für die Überwachung von Lithium-Ionen-Batteriesystemen. Kernelement ist hier ein Sensorsystem zur Havarievorhersage, welches dem Nutzer einer Lithium-Ionen-Batterie im Fehlerfall zusätzliche Zeit zur Reaktion verschafft. Durch diesen Zeitgewinn können z.B. elektrische Lasten abgeschalten oder je nach Ernsthaftigkeit des Fehlerfalls die Evakuierung von Personen veranlasst werden. Für eine zuverlässige Arbeit des Systems muss das Fehlerverhalten von Lithium-Ionen-Batterien jedoch genau bekannt sein. Das Fehlverhalten wird durch die Umgebungs- und Betriebsbedingungen sowie die Einbausituation beeinflusst. Für die Zusammenstellung dieser Informationen reicht die aktuelle Normenlage nicht aus, da die Ergebnisse von nach Norm durchgeführten Tests sich aufgrund unklarer Bestimmungen bzw. zu breit gewählter Umgebungsbedingungen häufig nicht wiederholen lassen.

Auf Basis der Projektergebnisse könnte eine Erweiterung des Testportfolios über die aktuelle Normierungslage hinaus erfolgen. So sind z.B. Einflüsse des Batteriemanagementsystems (BMS) auf das Havarieverhalten von Batteriesystemen denkbar, die allerdings ohne eine entsprechende Datenbasis verborgen bleiben. Eine gezielte Durchführung elektrischer Tests, die vor allem eine Überprüfung für die korrekte Funktionsweise von BMS darstellen, ist zwar in der Normierung schon verankert (z.B. External Short Circuit), optimale Reaktionsstrategien bei drohender Havarie wurden z.B. noch nicht untersucht und können sich als Erkenntnisse aus diesem Vorhaben ergeben.

Quelle: https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&q=RiskBatt&v=10&id=1349754 (jüngster Zugriff: 09.10.2020)