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Technisches Merkblatt Seite 1 Lithium-Ionen-Batterien: Anwendung, Lagerung und Gefahren Lithium-Ionen-Batterien (Akkus) werden zunehmend in allen Bereichen eingesetzt. Die Anwender profi- tieren von der Leistungsstärke der Geräte, die mit diesen Batterien ausgerüstet sind. Durch die hohe Energiedichte entstehen auch Gefahren. In diesem Merkblatt soll auf die korrekte Anwendung, sichere Lagerung und besonderen Gefahren eingegangen werden. Zu Lithium-Ionen-Batterien gibt es einzelne Vorschriften, aber noch keine allumfassenden Regeln und Erkenntnisse. Batteriegröße bzw. -kategorie 1) Auch VdS 3103, Lithium-Batterien 2) Auch VdS 3471, Ladestationen für Elektrostraßenfahrzeuge 3) Auch VdS 2259, Batterieladeanlagen für Elektrofahrzeuge 4) Foto: Wolfgang Pelster, Redaktion Automobil-Industrie Die Lithium-Ionen-Batterien sind werksseitig verpackt. Die Batterien sind in der Verpackung zu lagern. Alte Batterien sind wieder in gleicher Weise verpackt abzutransportieren. Werden einzelne Lithium-Ionen- Batterien zurückgegeben, sind diese am Pol mit einem Klebeband zu überkleben, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Batterie (Elektrotechnik) „Batterie“ wird zunehmend als Oberbegriff verwendet. Batterie = Primärzellen = Zusammenschaltung mehrerer gleichartiger galvanischer Zellen bzw. Elemente Akkumulator = Sekundärzellen, wiederaufladbare Sekun- därelemente oder auch wiederaufladbare Batterie, kurz: Akku (die Starterbatterie eines PKW ist z. B. eine wieder- aufladbare Batterie bzw. ein Akku) Größe Anwendung Besondere Anforderungen Darstellung Lithium-Batterien geringer Leistung (kleiner 1 kg) Kleinbatterien und Mono- zellen, Batterien für Computer, Multimedia, Kleinelektrogeräte und Kleinwerkzeuge • Gewerbliche Lagerung 1) • Industrielle Lagerung 1) • Laden 2) • Alte Batterien • Defekte Batterien Lithium-Batterien mittlerer Leistung (größer 1 kg, aber unter 60 V Batteriespannung) Fahrräder, Gartengeräte, Werkzeuge, Elektromobile oder Krankenfahrstühle, z. B. für Senioren • Gewerbliche Lagerung 1) • Industrielle Lagerung 1) • Laden 2) • Alte Batterien • Defekte Batterien Lithium-Batterien hoher Leistung (ab 60 V Batte- riespannung) Einsatzbereich ist vornehmlich die Elektromobilität. • Gewerbliche Lagerung 1) • Industrielle Lagerung 1) • Laden 2) 3) • Alte Batterien • Defekte Batterien Ein oft eingesetzter Batterietyp in der Industrie ist der “18650” (auch im Akkupack), den es in unterschiedlichen Ausführungen gibt, z. B. Panasonic NCR18650B • Kapazität 3400 mAh (AA Batterie 2600 mAh) • Nennspannung 3,6 V, (AA Batterie 1,5V) Ladeschlussspannung 4,2 V, Entladeschlussspannung 2,5 V • maximaler Entladestrom 2C 6,2 A • Durchmesser 18,20 mm ± 0,1, Höhe 65,00 mm ± 0,15 (AA Batterie 14 mm, 50 mm) • Ladeverfahren CC-CV • Pluspol flach (FlatTop) • ungeschützt, kein Tiefenentladeschutz Lithium-Zellen dürfen nur mit Schutzelektronik betrieben werden! Foto 4)

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Technisches Merkblatt

Seite 1

Lithium-Ionen-Batterien: Anwendung, Lagerung und GefahrenLithium-Ionen-Batterien (Akkus) werden zunehmend in allen Bereichen eingesetzt. Die Anwender profi- tieren von der Leistungsstärke der Geräte, die mit diesen Batterien ausgerüstet sind. Durch die hohe Energiedichte entstehen auch Gefahren. In diesem Merkblatt soll auf die korrekte Anwendung, sichere Lagerung und besonderen Gefahren eingegangen werden. Zu Lithium-Ionen-Batterien gibt es einzelne Vorschriften, aber noch keine allumfassenden Regeln und Erkenntnisse.

Batteriegröße bzw. -kategorie

1) Auch VdS 3103, Lithium-Batterien2) Auch VdS 3471, Ladestationen für Elektrostraßenfahrzeuge3) Auch VdS 2259, Batterieladeanlagen für Elektrofahrzeuge4) Foto: Wolfgang Pelster, Redaktion Automobil-Industrie

Die Lithium-Ionen-Batterien sind werksseitig verpackt. Die Batterien sind in der Verpackung zu lagern. Alte Batterien sind wieder in gleicher Weise verpackt abzutransportieren. Werden einzelne Lithium-Ionen- Batterien zurückgegeben, sind diese am Pol mit einem Klebeband zu überkleben, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

Batterie (Elektrotechnik)„Batterie“ wird zunehmend als Oberbegriff verwendet.Batterie = Primärzellen = Zusammenschaltung mehrerer gleichartiger galvanischer Zellen bzw. ElementeAkkumulator = Sekundärzellen, wiederaufladbare Sekun-därelemente oder auch wiederaufladbare Batterie, kurz: Akku (die Starterbatterie eines PKW ist z. B. eine wieder-aufladbare Batterie bzw. ein Akku)

Größe Anwendung Besondere Anforderungen

Darstellung

Lithium-Batterien geringer Leistung (kleiner 1 kg)

Kleinbatterien und Mono-zellen, Batterien für Computer, Multimedia, Kleinelektrogeräte und Kleinwerkzeuge

• Gewerbliche Lagerung1)

• Industrielle Lagerung1)

• Laden2)

• Alte Batterien• Defekte Batterien

Lithium-Batterienmittlerer Leistung(größer 1 kg, aber unter 60 V Batteriespannung)

Fahrräder, Gartengeräte, Werkzeuge, Elektromobile oder Krankenfahrstühle, z. B. für Senioren

• Gewerbliche Lagerung1)

• Industrielle Lagerung1)

• Laden2)

• Alte Batterien• Defekte Batterien

Lithium-Batterien hoher Leistung (ab 60 V Batte-riespannung)

Einsatzbereich ist vornehmlich die Elektromobilität.

• Gewerbliche Lagerung1)

• Industrielle Lagerung1)

• Laden2) 3)

• Alte Batterien• Defekte Batterien

Ein oft eingesetzter Batterietyp in der Industrie ist der “18650” (auch im Akkupack), den es in unterschiedlichen Ausführungen gibt, z. B. Panasonic NCR18650B

• Kapazität 3400 mAh (AA Batterie 2600 mAh)• Nennspannung 3,6 V, (AA Batterie 1,5V) Ladeschlussspannung 4,2 V, Entladeschlussspannung 2,5 V• maximaler Entladestrom 2C 6,2 A• Durchmesser 18,20 mm ± 0,1, Höhe 65,00 mm ± 0,15 (AA Batterie 14 mm, 50 mm)• Ladeverfahren CC-CV• Pluspol flach (FlatTop)• ungeschützt, kein Tiefenentladeschutz

Lithium-Zellen dürfen nur mit Schutzelektronik betrieben werden!

Foto 4)

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Pedelecs – im gewerblichen BereichLithium-Ionen- (Li-Ion) oder Lithium-Polymer-Akkus (LiPo) haben sich bei Pedelecs durchgesetzt. Ihr Vorteil ist die höhere Leistungsdichte ohne Memory-Effekt bei geringerem Gewicht. Die Nutzungsdauer hochwertiger Akkus liegt bei drei bis fünf Jahren, was etwa 1.000 Ladezyklen entspricht. Nach 300 bis 500 Ladezyklen nimmt die Kapazität jedoch stetig ab. Aber erst, wenn ein Akku die alltäglichen Wege nicht mehr meistert, muss er ersetzt werden. Die seit dem 1. Dezember 2009 geltende Batterieverordnung verpflichtet Hersteller zur Rücknahme und sachgemäßen Entsor-gung verbrauchter Akkus. Um die Kapazität lange zu erhalten, werden Akkus pfleglich behandelt. Hohe Temperaturen beschleunigen den Alterungsprozess. Vor großer Hitze wie direkter Sonneneinstrahlung müssen sie geschützt werden. Im Winter sollten sie hingegen bei Zimmertemperatur gelagert werden, damit sie schnell auf Betriebstemperatur sind. Unterschiedliche Stecker, Ladegeräte, Betriebsspannungen und Kontaktbelegungen können bei Fehlgebrauch zu Schäden bis hin zur Explosion führen. Daher darf der Akku nur mit dem jeweilig passenden (zugehörigen) Ladegerät nach Bedienungsanleitung geladen werden. Quelle (hier gekürzt bzw. sinngemäß zitiert): Verbraucherinformation, http://www.adfc.de/pedelecs

Laden von Lithium-Batterien►Nur das vom Hersteller angegebene Ladegerät verwenden ►Die Hinweise des Herstellers beachten►Pedelec-Batterien unter Aufsicht (während der Betriebszeit) laden

Herkömmliche Li-Ionen-Akkus dürfen nur mit einer speziellen Ladeschaltung geladen werden. Die Elektronik steuert den ladungsabhängigen Ladestrom und überwacht die exakt einzuhaltende Ladeschlussspannung. Auch bei vorhan-dener interner Schutzschaltung sollte nur mit zugehörigen Geräten geladen werden. „Interne Schutzschaltungen oder Batteriemanagementsysteme (BMS) mit Temperatursensoren, eine Spannungsüberwachung und Sicherheitsabschal-tungen sollen bei Überladung oder Überlastung eine Erhitzung bzw. Entzündung verhindern. Quelle (hier gekürzt bzw. sinngemäß zitiert): http://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Ionen-Akkumulator

Gefahren im Umgang mit Lithium-Batterien►Führen Sie keine Fremdkörper in die Batterie ein und vermeiden Sie jegliche mechanische Beanspruchung.

Die Batterie kann sich verformen und es kann zu einem inneren Kurzschluss der Batterie führen.►Batterie nie neben Feuer, Heizgeräten oder anderen Wärmequellen benutzen (Explosion, Überhitzung, Brand).►Benutzen Sie keine beschädigten oder deformierten Batterien (z. B. nach einem Sturz). Durch einen inneren Kurz-

schluss kann die Batterie auch ggf. erst nach einigen Stunden überhitzen. Lagern Sie die Batterie auf einem nicht brennbaren Untergrund oder in einem nicht brennbaren Behälter.

►Batterie nicht verwenden, falls Sie Beschädigung, Korrosion, Gerüche oder übermäßige Erwärmung feststellen.►Durch die enorme Energiedichte der Lithium-Batterien ist die Beachtung des Ladevorgangs besonders wichtig.

Eine extreme Überladung kann zum Brand führen. Es ist deshalb wichtig, den Ladevorgang zu überwachen.►Die Betriebs- und Umgebungstemperatur ist zu beachten. Herstellerangaben lauten z. B. „Arbeitsbereich 0 – 40 °C“. Weitere Empfehlungen in VdS 3103, http://vds.de/de/bildungszentrum-verlag/vds-verlag/gesamtprogramm/►Film zum Thema: www.sicherheitserziehung.de/mediathek.html – und hier den Filmtitel klicken: „Lithium-Akkus“

Lagerung von Lithium-Batterien und Pedelecs►Lithium-Ionen-Batterien für Ersatzzwecke können noch herstellerverpackt in Regalen gelagert werden.►Wird ein Pedelec längere Zeit nicht genutzt sind für den Akku folgende Maßnahmen erforderlich:

• Kühl lagern (ca. 10 ° bis 15 °C) • Ladezustand ca. 50 % • Nach ca. 4 Monaten den Ladezustand kontrollieren (geringe Entladung über das Batteriemanagementsystem, BMS, möglich).

►Heruntergefallene Batterien müssen wie defekte Batterien behandelt werden und dürfen nicht mehr geladen werden.

Akkus müssen sich zum Laden erst “akklimatisieren”. Warten Sie ca. eine halbe Stunde, wenn Temperatur- unterschiede vorliegen.

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Pedelecs und die entsprechenden Batterien geraten insbesondere bei nicht ordnungsgemäßem Gebrauch in Brand. Im Alltag können aber Beschädigungen durch Sturz (Leihfahrräder) oder Herabfallen von Akkus nicht ausgeschlossen werden. Werden diese Batterien dann geladen, kann auch nach Stunden ein kritischer Wärmezustand erreicht werden. Pedelecs und Lithium-Ionen- Batterien sind daher über Nacht nur in einem besonderen Raum zu lagern. An diesen Raum werden brandschutztechnische Anforderungen gestellt.►Die Abtrennung (Wände, Decke) sollte die brandtechnische

Qualifikation F 90 aufweisen; für die Tür gilt die T 30 RS.►Eine gute Lüftungsmöglichkeit ist vorzusehen.►Die Brandlast (brennbare Teile) in dem Raum ist zu minimieren. ►Eine Meldeanlage mit den Kenngrößen Wärme und Rauch ist zu installieren. Die Brandmeldung muss einen Anruf

generieren, der auf mehrere Telefonnummern verteilt sein kann. Ständige Erreichbarkeit muss gewährleistet sein.►Eine Kennzeichnung der Gefahren ist für die Feuerwehr am Zugang erforderlich.Nur in einem Raum mit den o. g. Anforderungen dürfen „Risiko“-Lithium-Ionen-Batterien und Pedelecs gelagert werden. Außerdem darf nur hier das unbeaufsichtigte Laden der Batterien durchgeführt werden.

Löschen von brennenden Akkus und Lagerung nach einem Schadenfall►Sofort die Feuerwehr (112) alarmieren, sie hat spezielle Kenntnisse und kann mit ausreichend Wasser löschen.►Benutzen Sie Feuerlöscher der Brandklasse D (für Metallbrände mit starker Glutbildung).►Brände von gelagerten Akkus können mit Sprinkleranlagen beherrscht werden. Brandversuche haben gezeigt,

dass die Sprinkleranlagen für den Einzelfall jeweils entsprechend ausgelegt werden müssen.►Ausreichend Wasser hat einen Kühleffekt, der sich positiv auswirkt.►Durch den Löscheinsatz kann Wasser auch in augenscheinlich heile Batterien eindringen und dann zu

Kurzschlüssen führen, die dann zum Thermal Runaway (thermisches Durchgehen) führen.►Achtung beim Löschen! Einzelne Lithium-Ionen-Zellen können wie „Geschosse“ durch die Gegend fliegen.Halten Sie eine Metallbox vor, in die kritische Lithium-Ionen-Batterien gelegt und mit entsprechenden Löschmitteln (z. B. Zement oder Wasser) bedeckt werden können. Die Box ist bei einem Schadenereignis ins Freie zu bringen, damit die Wasserstoffbildung nicht zu einem Schaden führt. Zu den allgemeinen Informationen sind zusätzlich die Hersteller-angaben zu beachten.

Transport und Verpackung – alle BatterienUnterschiedliche Transportwege mit unterschiedlichen Vorschriften unter Berücksichtigung der Batteriegrößen. Hier wird nur ein kleiner Ausschnitt dargestellt (siehe auch VdS 3103).

1) Zu beschädigten Batterien zählen insbesondere folgende:►Batterien, bei denen der Hersteller Defekte festgestellt hat, welche die Sicherheit beeinträchtigen►Batterien mit beschädigten oder in erheblichem Maße verformten Gehäusen►Auslaufende Batterien►Batterien mit Gasaustritt►Batterien mit Mängeln, die vor der Beförderung zum Ort der Analyse nicht diagnostiziert werden können.Die Beförderung der defekten Batterien ist nur einer Vertragspartei des ADR unter zusätzlichen Bedingungen der zuständigen Behörde erlaubt. Dabei dürfen nur die von einer Behörde zugelassenen Verpackungsmethoden angewendet werden. Weitere Informationen im “Kompendium: Li-Ionen-Batterien”, www.dke.de

Transportarten Abkürzung der Verbände

Hinweise für Geräte Batterien

gebraucht defekt1)

Straße ADR Sondervorschrift SV 188 / SV 230 / SV 310 SV 636 SV 661

Schiene RID Sondervorschrift SV 188 / SV 230 / SV 310 SV 636 SV 661

Schifffahrt IMDG Sondervorschrift SV 188 / SV 230 / SV 310 SV 636 SV 661

Luft IATA PI 965 Teil II, PI 966 Teil II, PI 967 Teil II A183 A154

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Batteriemanagementsystem (BMS)Batterien bestehend aus mehreren Zellen und Modulen werden überwacht und abgeschaltet, bevor kritische Grenzwerte überschritten werden.

Quelle: “Kompendium: Li-Ionen-Batterien”, www.dke.de

Speicher-PV-Anlagen

Die Anforderungen an stationäre Speicher sind in der Norm DIN 61427-1 „Wiederaufladbare Zellen und Batterien für die Speicherung erneuerbarer Energien – Allgemeine Anforderungen und Prüfverfahren – Teil 1: Photovoltaische netzunabhängige Anwendung“ definiert. Hierin sind vor allem Hinweise bezüglich der Standortbedingungen angegeben. Diese umfassen auch Hinweise zum physischen Schutz gegen widrige Standortbedingungen wie:

►extreme und ungleichmäßige Temperaturen (ungedämmte Dachböden/ungeheizte Schuppen oder Garagen),

►die Feuchtigkeit im Raum sollte 80 % nicht übersteigen,►direkte Sonneneinstrahlung (UV-Strahlung),►Staub und Sand in der Luft,►explosive Umgebungsluft,►Überflutung, Kondenswasser, Meerwassersprühnebel,►Erdbeben,►Stöße und Schwingungen (Transport),►Statik am Aufstellungsort.

Derzeit sind zwei VDE-Anwendungsregeln zu stationären Speichern in der DKE in Arbeit. Eine der VDE-Anwendungs- regeln (VDE-AR-E 2510-50) legt dabei die allgemeinen Sicherheitsanforderungen für stationäre Energiespeichersys-teme fest, die Lithium-Batterien enthalten. Die zweite VDE-Anwendungsregel (VDE-AR-E 2510-2) definiert Sicherheits- anforderungen für die Planung, die Errichtung, den Betrieb, die Demontage und die Entsorgung ortsfester elektrischer Energiespeichersysteme mit Anschluss an das Niederspannungsnetz. Alle notwendigen Schutzmaßnahmen müssen in allen Schaltzuständen (auch im Inselbetrieb) sicher funktionieren. Der Schutz bei Überstrom (Kurzschluss, Überlast), mit der notwendigen Sicherheit, muss gewährleistet sein. Die Betriebs- und Aufstellungsanweisung des Herstellers ist zu beachten. Quelle: “Kompendium: Li-Ionen-Batterien”, www.dke.de

Es sind nur nach der Norm erstellte Speichersysteme zugelassen. “Bastellösungen” sind nicht versicherbar.

Große Lithium-Ionen-Batterien

Funktionen des BMS u. a.

SOCState of ChargeSteuerung und Überwachung des Be- und Entladens

SOH

State of Health, Balancing-FunktionSchutz vor Über- und Tiefenentladung der Zellen

Überladung → Thermal Runaway → Brand und Explosion

DODDepth of DischargeEntladetiefe

ThermomanagementKaltstartverhalten

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Wichtiger Hinweis für den Elektriker und für die Feuerwehr

Batterie-Management-System (BMS Einzel-Zell-Management

Temperatur-Management

Batterie- Betriebsalgorithmus

Zustands-überwachung

SOC-Management

Fehlermanagement

Temperatur Kühl-TemperaturKontrollsystemStromstärkeSpannung

Kühlplatte

BATTERIESYSTEM

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E-Mobility – private EnergiebereitstellungLaden

Steckersysteme

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Schuko-SteckdoseAn einer Schuko-Steckdose, auch Haushaltssteckdose genannt, können bei entspre-chender Absicherung Ladeleistungen von bis zu 3,7 kW (230 V, 16 A) erreicht werden. Geladen wird Ihr Elektroauto über ein Mode-2-Ladekabel. Allerdings empfehlen wir ohne vorherige Überprüfung der Steckdose eine max. Ladeleistung von 2,3 kW (230 V, 10 A). Schuko-Steckdosen findet man gelegentlich auch an öffent- lichen Ladesäulen. Diese Lademöglichkeit steht allen Elektroautos zur Verfügung.CEE-SteckerDen CEE-Stecker gibt es in den folgenden Varianten:1. die einphasige, blaue Option, der sogenannte „Camping“-Stecker mit einer

Ladeleistung von bis zu 3,7 kW (230 V, 16 A)2. die dreiphasige, rote Ausführung für Industrie-Steckdose 2.1. der kleine Industriestecker (CEE16) – lässt Ladeleistungen von bis zu

11 kW (400 V, 16 A) zu 2.2. der große Industriestecker (CEE32) – erlaubt Ladeleistungen bis zu

22 kW (400 V, 32 A)

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Typ-1-SteckerBeim Typ-1-Stecker handelt es sich um einen einphasigen Stecker, welcher Lade- leistungen bis zu 7,4 kW (230 V, 32 A) erlaubt. Der Standard wird vor allem in Automodellen aus dem asiatischen Raum verwendet und ist in Europa eher unüblich, weshalb es kaum Ladesäulen mit fest angebrachtem Typ-1-Ladekabel gibt.

Typ-2-SteckerDer dreiphasige Stecker ist im europäischen Raum am weitesten verbreitet und wurde als Standard festgelegt. Im privaten Raum sind Ladeleistungen bis 22 kW (400 V, 32 A) gängig, während an öffentlichen Ladesäulen Ladeleistungen bis zu 43 kW (400 V, 63 A) möglich sind. Die meisten öffentlichen Ladestationen sind mit einer Typ-2-Steckdose ausgestattet. Daran kann jedes Mode-3-Ladekabel angeschlossen werden, also können sowohl Elektroautos mit Typ-1- als auch Typ 2-Stecker geladen werden. Auf der Seite der Ladestation haben alle Mode-3-Kabel den sogenannten Mennekes-Stecker (Typ 2).Combo-Stecker (Combined Charging System CCS)Der CCS-Stecker ergänzt den Typ-2-Stecker mit zwei zusätzlichen Leistungs- kontakten um eine Schnellladefunktion und unterstützt AC- und DC-Laden (Wechselstrom- und Gleichstromladen) mit bis zu 170 kW. In der Praxis liegt der Wert eher bei 50 kW.CHAdeMO-SteckerDieses Schnellladesystem wurde in Japan entwickelt und erlaubt Ladevorgänge bis zu 100 kW. An den meisten öffentlichen Ladesäulen steht allerdings nur eine Leistung von 50 kW zur Verfügung, was in der Regel aber völlig ausreicht. Folgende Hersteller bieten Elektroautos an, die mit dem CHAdeMO-Stecker kompatibel sind: BD Otomotive, Citroën, Honda, Kia, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Peugeot, Subaru, Tesla (mit Adapter) und Toyota.Tesla SuperchargerTesla verwendet für seine Supercharger eine modifizierte Version des Mennekes- Steckers Typ 2. Diese erlauben eine Aufladung des Model S zu 80% innerhalb von 30 Minuten bei einer Ladeleistung von bis zu 120 kW (Gleichstrom). Die Ladung bietet Tesla kostenlos für seine Kunden an. Andere Autofabrikate können bislang nicht an Tesla Superchargern geladen werden.

Ladezeit Anschluss Stromstärke Zu verwendende Leitung oder Kabel

Langzeitladen Normale Steckdose mit 230 V (Schuko)

16 A Leitung 3 x 1,5 mm²; besser aufgrund der Dauerbelas-tung und eventueller Leitungslänge 3 x 2,5 mm²

Schnellladen Drehstrom 400 VI = P / √3 400 V

11 kW = 11.000 W / 1,73 400 V = 15,9 A

Leitung 5 x 1,5 mm²; besser aufgrund der Dauerbelas-tung und eventueller Leitungslänge 5 x 2,5 mm²

22 kW = 22.000 W / 1,73 400 V = 31,8 A

Leitung 5 x 4 mm²; besser aufgrund der Dauerbelastung und eventueller Leitungslänge 5 x 6 mm²

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Busdepot

Busdepots für E-Busse können in drei Bereiche eingeteilt werden:►Abstellfläche (Garage)►Werkstatt►Lager für Batterien

AbstellflächeE-Busse mit defekten Batterien dürfen nicht in der Abstellhalle geparkt werden. Hier ist ein Platz im Freien zu wählen, der einen Abstand von mindestens 5 Metern zu Gebäuden hat.

WerkstattIn der Werkstatt darf nur der aktuelle Bedarf an Batterien vorgehalten werden. Es ist darauf zu achten, dass die Pole mit Polkappen abgedeckt sind. Für defekte Batterien ist zur kurzzeitigen Zwischenlagerung eine Sicherheitsbox oder ein kleiner Raum mit der brandschutztechnischen Trennung F 90 vorzuhalten. Für eine gute Belüftung ist zu sorgen.

BatterielagerDas Batterielager ist brandschutztechnisch F 90 von anderen Räumen zu trennen. Für eine gute Belüftung ist zu sorgen. In dem Batterielager dürfen nur Batterien gelagert werden. Lagerfläche max. 100 m²; die Stapelhöhe der Batteriekartons darf die Vorgabe des Herstellers nicht überschreiten. Die maximale Höhe von 2,5 m darf nicht überschritten werden.Löschmittel Feuerlöscher D und Wandhydrant Empfehlung: SprinkleranlageMeldung BMA mit einer Meldung mindestens zu einer NSL (Notruf- und Serviceleitstelle)

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Ein Schutzkonzept muss

immer die individuellen

Vorgaben berücksichtigen.

Es ist aufgrund der

unterschiedlichen Busse,

Ladesysteme und Hallen

nicht möglich, ein Standard-

konzept zu erstellen.

Foto: Stadtwerke Münster

Foto: Oliver Erb, BDE Architekten

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Thermischer Runaway (thermisches Durchgehen)

“Thermisches Durchgehen ist der Spezialfall des Durchgehens (engl. runaway) in Bezug auf Temperatur und bezeichnet die Überhitzung einer exothermen chemischen Reaktion oder einer technischen Apparatur aufgrund eines sich selbst verstärkenden, Wärme produzierenden Prozesses. Ein Durchgehen bewirkt in der Regel eine Zerstörung der Apparatur durch Überdruck (Zerbersten) und führt in dessen Folge zu Brand oder Explosion.Kommt es in einem Lithium-Ionen-Akkumulator mit flüssigem, festem oder gebundenem Elektrolyt (Lithium-Polymer- Akkumulator) zu einem lokalen Kurzschluss der internen Elektroden, beispielsweise durch eine Verunreinigung des Sepa-rators durch einen eingeschlossenen Fremdpartikel oder eine mechanische Beschädigung, kann der Kurzschlussstrom durch den inneren Widerstand die nähere Umgebung der Schadstelle so weit aufheizen, dass die umliegenden Bereiche ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen werden. Dieser Prozess weitet sich aus und setzt die im Akkumulator gespeicherte Energie in kurzer Zeit frei. Besonders gefährdet sind Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulatoren. Solche Thermal Runaways wurden als Ursache für die in der Vergangenheit verstärkt aufgetretenen Brände bei Laptop-Akkus verantwortlich gemacht. Auslöser waren vermutlich Fertigungsfehler in Verbindung mit Schwankungen in der Betriebstemperatur.” Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Thermisches_Durchgehen

Diese Runaways entstehen auch durch äußere Einflüsse wie Hitze, mechanische Beschädigung oder Kurzschluss.Brand: Bei einem Brand können Temperaturen ab 120 °C bis 180 °C zu einem Runaway führen. Dieser kritische Zustand tritt bei gelagerten und verpackten Batterien nach 7 bis 8 Minuten ein. Ein direktes Löschen ist dann nicht mehr möglich.Kurzschluss: Ein widerstandsbehafteter Kurzschluss an den Polen einer Zelle führt zu einer direkten Reaktion (wie Düsenantrieb).Lagerung nach einem Runaway: Ist der Batterieschrott gelöscht, kann nicht von einer Sicherheit ausgegangen werden. Tests von Automobilherstellern haben gezeigt, dass eine vierzehntägige Lagerung unter Wasser Sicherheit bringt. Batterien sind nach einem Runaway längere Zeit unter Wasser zu lagern, um Zündung durch Resteenergien auszuschließen.

VdS-Forschungsbericht

Untersuchung von Sprinklerkonzepten zum Schutz von Lagersituationen mit Lithium-Ionen-Batterien – Fazit:Bei einer Lagerung muss im Schadenfall so schnell wie möglich viel Löschwasser das Lagergut kühlen. Dies wird am besten erreicht durch eine Sprinkleranlage und eine direkte Meldung an die Feuerwehr. Hier ist es auch wichtig, dass die Lagerung im Feuerwehrplan eingezeichnet ist. Quelle: www.gdv.de/2016/08/lager-mit-lithium-ionen-akkus-brauchen-richtigen-brandschutz-und-eine-gute-sprinkleranlage/

Grundsätze1. Werden Herstellervorgaben zum Betrieb von Lithium-Ionen-Akkus eingehalten, besteht kein besonderes Risiko.2. Lithium-Ionen-Akkus sind vor Hitze und mechanischen Beschädigungen zu schützen.

Hitze: Ab 120 °C kann das thermische Durchgehen eintreten. Mechanische Beschädigung: Auch wenn äußerlich nichts erkennbar ist, können im Inneren Folien zerstört worden sein. Vorsicht beim erneuten Laden.

3. Defekte, alte oder nicht mehr funktionierende Lithium-Ionen-Akkus am besten in einer Metallwanne im Freien mit genügend Abstand zu Gebäuden und vor Regen geschützt lagern und Pole abdecken oder abkleben.

4. Für weitergehende Maßnahmen ist ein Fachmann hinzuzuziehen bzw. muss man sich fachkundig machen.

Versuchsaufbau

An der Reaktion beteiligte Akkus Fliegende Akku-Zelle, ca. 12 Min.

Versuchsaufbau

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Immer da, immer nah.

Westfälische Provinzial Versicherung AGAbteilung Schadenverhütung / RisikoberatungProvinzial-Allee 1, 48131 MünsterTel. 0251/219-4190, Fax 0251/[email protected]

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Westfälische Provinzial Versicherung AGAbteilung Schadenverhütung / RisikoberatungProvinzial-Allee 148131 Münster

Tel. 0251/219-4190Fax 0251/219-4168

[email protected]

Industrielle Verarbeitung und Lagerung aller BatteriegrößenVerarbeitungEs dürfen immer nur die maximalen täglichen Verarbeitungsmengen am Arbeitsplatz vorgehalten werden.

LagerungDer Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) hat deshalb im Merkblatt VdS 3103, 05.2016 einige wichtige Punkte zusammengefasst, wobei Batteriesysteme mit niedriger, mittlerer und hoher Leistung zu unterscheiden sind. Mit Blick auf die Lagerung ist zu erwähnen, dass►beschädigte Batterien umgehend entsorgt werden sollten;►Batterien mit mittlerer und hoher Leistung möglichst separat gelagert und

brandschutztechnisch abgetrennt sein sollten.Allgemeine Empfehlungen zur Lagerung von Lithium-Batterien nach DIN EN 62281 sind:►trocken, kühl und bei guter Belüftung lagern,►festgelegte Stapelhöhe (Hersteller) der Batteriekartons nicht überschreiten,►nicht in direkter Sonne oder dem Regen ausgesetzt lagern,►in Originalverpackung lagern.Weitere Forderungen:►nicht mit anderen Materialien zusammen lagern,►die Lagerfläche gemäß der Gefahrstoffverordnung kennzeichnen,►Mindesteinordnung als Feuergefährdete Betriebstätte siehe auch VdS 2033.

Bestimmung der Lagerfläche von Batterien und entsprechender Schutz

Die Lagerung von größeren Mengen Lithium-Ionen-Batterien ist mit dem Versicherer abzustimmen.

Beispiele – LagerflächenA B C D

Fahrradhändler (klein) 1 2 3 4

Fahrradhändler (groß) 1 2 2 2Busdepot 2 3 2 2

Industrie, Vertrieb 5 3 1 1

Lagerfläche imFeuerwehrplan einzeichnen undFläche vor Ort als Gefahrgut kennzeichnen

ALagerfläche1)

BLagerhöhe

CLöschmaßnahmen

DMeldung

1 bis 7 m²(6 Europaletten) 1 nicht gestapelt 1 Sprinkleranlage 1 BMA auf Feuerwehr

212 m²

(20’ Container mit11 Europaletten)

21 Palettenhöhe

(Stapelhöhe gemäß Herstellerzulassung)

2 Wandhydrant 2BMA auf NSL

(Notruf- und Service- Leitstelle)

325 m²

(40’ Container mit23 Europaletten)

3 2,5 m 3 Feuerlöscher D 3 BMA auf privat

4 60 m² 4 ohne BMA

5 100 m²

6 200 m²1) Lagerfläche gleich Brandabschnitt F 90 oder 5 m Abstand der Flächen untereinander und zu anderen Gütern im Speditionslager