Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen rückt die Erreichung der EU-Klimaziele immer näher. Diese Entwicklung stellt jedoch auch neue Herausforderungen an die Einsatzkräfte, insbesondere im Bereich der Brandbekämpfung. Es existieren zwar diverse Leitfäden und Empfehlungen für den Umgang mit brennenden Elektrofahrzeugen und ihren Traktionsbatterien, doch diese variieren in ihrem Detailgrad und basieren oft auf unvollständigen experimentellen Daten.
Um die Wissensbasis in diesem Bereich zu verbessern, wurde 2021 ein Forschungsprojekt am Institut für Brand- und Katastrophenschutz (IBK) Heyrothsberge gestartet und 2022 abgeschlossen. Das Projektziel war die Überprüfung der empfohlenen Brandbekämpfungsstrategien bei brennenden Elektrofahrzeugen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit.
Die Studie untersuchte verschiedene Techniken, darunter die üblicherweise eingesetzten Hohlstrahlrohre, sowie Verfahren zur direkten Löschmitteleinbringung in Hochvoltbatterien. Ebenso wurden Brandbegrenzungsdecken und ein System zur Kühlung des Batteriesystems von unten getestet. Die Wirksamkeit dieser Techniken wurde anhand von Messgrößen wie Wasservolumenströmen, Einsatzzeiten, Temperatur und Wärmestrahlung bewertet.
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass verschiedene Brandzustände trotz ähnlicher Ausgangsbedingungen vorliegen können, weshalb Einsatzkräfte sich auf unterschiedliche Brandszenarien einstellen müssen. Zudem wurde deutlich, dass die Brandbekämpfungstaktik entsprechend angepasst werden muss.
Die Studie hat ergeben, dass die Verwendung von Hohlstrahlrohren die Brände beherrschbar macht. Es wurde empfohlen, die Brandbekämpfung durch zwei Einsatzteams durchführen zu lassen.
Die Studie hat auch gezeigt, dass die direkte Einbringung von Löschmittel in die Batterien den Batteriebrand reduziert. Allerdings wurden ähnliche Einsatzzeiten und Wasserverbräuche wie bei der Verwendung von Hohlstrahlrohren festgestellt.
Ein spezielles Kühlsystem, das unter dem Fahrzeug positioniert wurde, konnte trotz hohen Wasserverbrauchs die Temperatur nicht ausreichend senken, um die Propagation in der Batterie zu stoppen.
Brandbegrenzungsdecken konnten die Flammenbildung effektiv begrenzen, aber die Reaktion im Batteriesystem aufgrund des fehlenden Kühlmittels nicht stoppen.
Die Ergebnisse der Studie tragen dazu bei, die Brandbekämpfung bei Elektrofahrzeugen zu verbessern und “Mythen” zu widerlegen. Die Erkenntnisse und Empfehlungen sind in einem ausführlichen Abschlussbericht verfügbar, der kostenlos von der Website des IBK Heyrothsberge heruntergeladen werden kann.
Es ist zu beachten, dass es derzeit noch keine DIN-Norm für sogenannte Brandbegrenzungsdecken gibt. Diese Normierung ist jedoch für das kommende Jahr geplant und soll 2023 abgeschlossen werden.
Weitere Ergebnisse und Maßnahmen
Die gesammelten Daten und Erfahrungen aus den Brandversuchen ermöglichten die Formulierung einiger strategischer Empfehlungen zur Brandbekämpfung bei Elektrofahrzeugen. Dazu gehören spezifische Einsatzstrategien für verschiedene Brandphasen, vom Entstehungsbrand bis hin zum Vollbrand.
Bei Entstehungsbränden empfehlen die Untersuchungen einen langsameren und vorsichtigeren Ansatz, um die Entflammung von Batteriesystemen zu verhindern. Diese Taktik erfordert wahrscheinlich eine längere Einsatzdauer und einen höheren Wasserverbrauch, um das Batteriesystem effektiv zu kühlen und die Ausbreitung des Brandes zu verhindern. Die Versuche zeigten, dass die Verwendung von Wärmebildkameras zur Lokalisierung von Öffnungen im Batteriesystem, durch die Wasser eingebracht werden kann, bei dieser Strategie hilfreich sein kann.
In Situationen, in denen bereits ein Vollbrand vorliegt, zeigten die Versuche, dass eine schnelle und aggressive Taktik zur Eindämmung des Feuers und zur Verhinderung einer weiteren Ausbreitung notwendig ist. Die Daten widerlegten das häufige Missverständnis, dass “viel Wasser viel hilft”. Stattdessen schlagen die Untersuchungen vor, die Wassermenge sorgfältig zu regulieren, um eine effektive Brandbekämpfung zu gewährleisten.
Die experimentellen Daten zeigten auch, dass Systeme zur direkten Löschmitteleinbringung in Hochvoltbatterien in der Phase des Vollbrandes wirksam sein können. Sie erfordern jedoch eine vorherige Kontrolle des peripheren Fahrzeugbrandes, um sicherzustellen, dass die Einsatzkräfte sicher arbeiten können. Darüber hinaus wurde die fortgesetzte Kühlung der Batteriesysteme nach Löschung des Brandes als wirksame Methode zur Verhinderung einer Wiederentzündung erkannt.
Schließlich zeigten die Versuche, dass spezielle Kühlarmaturen zur externen Kühlung der Batteriesysteme von unten und Brandbegrenzungsdecken nicht ausreichend effektiv sind, um den Brand zu stoppen. Sie könnten jedoch in speziellen Einsatzszenarien nützlich sein, z. B. in Trinkwasserschutzgebieten, wo der Abfluss von kontaminiertem Löschwasser reduziert werden muss.
Zukünftige Forschung
Die Erkenntnisse aus diesem Forschungsprojekt bilden eine solide Grundlage für zukünftige Untersuchungen. Insbesondere wird die Wirksamkeit von Systemen zur Löschmitteleinbringung bei Entstehungsbränden in einem nächsten Forschungsschritt evaluiert. Darüber hinaus sind weitere Untersuchungen zur Optimierung der Brandbekämpfungsstrategien und -techniken bei Bränden von Elektrofahrzeugen und deren Batteriesystemen geplant.
Es ist zu erwarten, dass die kontinuierliche Weiterentwicklung und Verbesserung der Brandbekämpfungsstrategien und -techniken in Kombination mit der fortschreitenden Entwicklung von Sicherheitsmaßnahmen und -technologien in Elektrofahrzeugen dazu beitragen wird, das Risiko von Bränden in diesen Fahrzeugen zu reduzieren und die Sicherheit von Einsatzkräften und der Öffentlichkeit zu erhöhen.
Die Forschung ist noch nicht abgeschlossen. Neben den genannten Themen sind weitere Untersuchungen zu verschiedenen Aspekten von Elektrofahrzeugbränden geplant, einschließlich:
- Die Rolle von Batteriemanagementsystemen bei der Verhinderung von Bränden und ihrer Fähigkeit, Brände zu erkennen und zu melden.
- Der Einfluss von unterschiedlichen Batterietechnologien auf das Brandverhalten und die Effektivität der Brandbekämpfung.
- Die Auswirkungen von Unfällen und Beschädigungen auf das Risiko von Bränden in Elektrofahrzeugen.
- Die Entwicklung von Schulungs- und Weiterbildungsprogrammen für Einsatzkräfte, um das Verständnis und die Fähigkeiten im Umgang mit Bränden in Elektrofahrzeugen zu verbessern.
- Die Entwicklung und Bewertung von Löschsystemen und -techniken, die speziell für den Einsatz bei Bränden in Elektrofahrzeugen konzipiert sind.
- Die Entwicklung von Richtlinien und Standards für den sicheren Umgang mit und die Entsorgung von beschädigten oder ausgebrannten Batterien von Elektrofahrzeugen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Forschung in diesem Bereich sehr aktiv ist und dazu beiträgt, die Herausforderungen und Risiken im Zusammenhang mit Bränden in Elektrofahrzeugen besser zu verstehen und anzugehen. Durch die Verbesserung der Brandbekämpfungsstrategien und -techniken sowie durch die Entwicklung von Sicherheitsmaßnahmen und -technologien in den Fahrzeugen selbst können sowohl das Risiko von Bränden in Elektrofahrzeugen als auch die Auswirkungen solcher Brände auf die Einsatzkräfte und die Öffentlichkeit minimiert werden.
