Thermal Runaway verhindern: Diese Vorteile bieten Ihnen unsere Lithium-Batterie-Brand-Tests

Im Zuge der aufstrebenden Elektromobilität gewinnen leistungsstarke Akkus immer mehr an Bedeutung. Gleichzeitig wachsen auch die Anforderungen an ein geringes Gewicht und eine hohe Leistung. Da moderne Batteriesysteme Temperaturen von über 1.500 °C entwickeln und im Falle eines Lithium-Batterie-Brandes sogar explodieren können, wird der Durchbrandschutz beim Batteriebrand und der Schutz vor Freisetzung von umwelt- und gesundheitsgefährdenden Stoffen immer wichtiger. Die beste Lösung sind professionelle Lithium-Batterie-Brand-Tests bereits während der Entwicklungsphase, die diesen Herausforderungen gerecht werden und Katastrophen verhindern können. Damit schützen Sie nicht nur Mensch und Umwelt, sondern auch den Ruf Ihres Unternehmens, indem Sie einem Batteriebrand durch sicheres Testen von vornherein entgegenwirken.

Batterietests für vorausschauende Batterieentwickler

Leistungsstarke Batterien werden dringend für die Verbreitung der Elektromobilität gebraucht. Mit einer höheren Reichweite der Fahrzeuge liefern Sie den Kunden das entscheidende Argument, vom Verbrennungsmotor auf E-Mobilität zu wechseln. Auch ist der sichere Schutz vor einem Batteriebrand ein deutliches Zeichen, dass Sie als Unternehmen Verantwortung übernehmen, wodurch Ihre Zukunftsfähigkeit noch weiter ansteigt.

Sie sind Hersteller von E-Fahrzeugen, sind im Bereich der Energiespeichersysteme (ESS) oder Konsumgüterindustrie tätig? Dann können wir Sie mit dem Schutz vor einem Lithium-Batterie-Brand und einer besseren Batteriesicherheit bei der Entwicklung unterstützen. So haben Sie den Kopf frei für weitere wichtige Zukunftsthemen.

Professionelle Batterietests sind unentbehrlich

Berichte von brennenden Elektroautos, die kaum zu löschen sind, oder von explodierenden Smartphones und E-Zigaretten können Kunden verunsichern und das Geschäft nachhaltig schädigen. Ein Batteriebrand ist damit zum Schreckgespenst der Industrie geworden.

Batteriegehäuse müssen sowohl extremen Temperaturen als auch Druckveränderungen und Partikelbeschuss standhalten. Deshalb sollten Ihre Batterien unbedingt vor ihrem Einsatz in der Praxis bestmöglich geprüft werden. Hierzu wenden wir bei svt unseren patentierten Partikelschlagtest an, mit dem die Sicherheit von Batteriesystemen überprüft werden kann. Der Test ermöglicht, die Beanspruchungen des Batteriegehäuses während eines Lithium-Batterie-Brandes zu simulieren und Sie zur optimalen Materialauswahl zu beraten.

Was ist Partikelbeschuss?

Partikelbeschuss tritt auf, wenn aufgrund eines Thermal Runaways der Innendruck einer Batteriezelle so stark ansteigt, dass die Außenhülle ruptiert, ein heißer Gasstrahl mit ca. 1.500 °C austritt und Verbrennungsprodukte in Form von Partikeln aus dem Inneren der Batteriezelle herausgeschleudert werden. Der Partikelbeschuss funktioniert im Prinzip wie Sandstrahlen bei 1.500 °C und stellt eine enorme Gefahr für umliegende Zellen, Bauteile und das Gehäuse dar.

Bedarfsgerechter Partikelschlagtest für sicheren Brandschutz

Mit unserem patentierten Partikelschlagtest simulieren wir für Sie die Beanspruchungen, die während eines Batteriebrandes auf das Batteriegehäuse einwirken. Dabei wird überprüft, ob die verwendeten Materialien sowohl extremen Temperaturen und Druckveränderungen als auch dem Partikelbeschuss standhalten. Denn nur dann kann die Umwelt vor Belastungen geschützt werden, die bei einem Lithium-Batterie-Brand auftreten können.

Die verschiedenen Parameter des Testverfahrens, wie z. B. die Dauer der tatsächlichen Beanspruchung, die Maximaltemperatur und die Korngröße für den Partikelbeschuss, Abstand und Winkel zwischen dem Prüfkörper und der Partikel-Auslassöffnung, lassen sich schnell und einfach nach Ihren Vorgaben anpassen, sodass wir den Test bedarfsgerecht variieren können. Mit dieser bewährten Methode haben wir bereits über 100 verschiedene Materialien und Materialkombinationen auf ihre Brandschutzsicherheit geprüft.

Batterie-Stresstest durch Partikelschlag

Batterie-Stresstest durch Partikelschlag

Mithilfe eines patentierten Testverfahrens kann svt die Belastungen, die während eines Batterie-Ereignisses auf ein Batteriegehäuse wirken, simulieren. Das Video zeigt eindrucksvoll, wie sich eine herkömmlich ungeschützte Aluminiumplatte im Vergleich zu einer mit dem Brandschutzmaterial SAERTEX LEO® COATED FABRIC isolierten Aluminiumplatte verhält. Das zusätzliche Material verhindert ein Durchbrennen des Systems und schützt so die Umgebung vor dem Austritt von Feuer und heißen Gasen.

Individuelle Gefahrenanalyse verhindert Batteriebrand

Durch eine Kooperation mit dem TÜV Rheinland ist es uns gelungen, die Kompetenzen im Bereich der Testung von Batterien und Batteriegehäusen durch externe Profis zu erweitern.

Eine gezielte Gefahrenanalyse ermöglicht uns, Ihr Batteriesystems in einem der modernsten Testzentren Deutschlands umfangreichen Brandschutzprüfungen zur Verhinderung eines Batteriebrandes zu unterziehen (batterylab.tuv.com).

Dort haben wir umfassende Möglichkeiten, das Verhalten der Batterie bei thermischem Durchgehen genau zu untersuchen und gemeinsam mit Ihnen eine passende Brandschutz-Lösung zu finden. Dieser „Thermal Runaway“-Test stellt den für die Prüfung der Batteriesicherheit wichtigsten Test dar. Hierbei können Systeme mit einer maximalen Kapazität von 150 kWh, einer Gesamtgröße von B 1,6 x L 2,3 x H 0,4 m und einem Gewicht von bis zu 800 kg getestet werden. So ist auch Ihr Batteriesystem bei uns in besten Händen.

Was ist Thermal Runaway?

Thermal Runaway bedeutet das sogenannte thermische Durchgehen von Batteriezellen. Damit wird der Start einer möglichen Kettenreaktion bezeichnet, die durch hohe Temperaturen in einem Akku entstehen können, etwa nach einem Aufprall durch einen Unfall und einen darauffolgenden Kurzschluss. Der elektrische Kurzschluss im Lithium-Ionen-Akku sorgt im Fall eines Thermal Runaway dafür, dass sich das Elektrolyt entzündet. Die Hitze löst weitere Reaktionen aus und gegebenenfalls durch thermische Propagation die Ansteckung von Nachbarzellen, sodass unaufhaltsam mehrere hundert Grad erreicht werden und sich der gesamte Akku entzündet oder sogar explodiert. Das macht die unberechenbare Gefahr eines Lithium-Batterie-Brandes aus.
Vor allem für Hybrid- und Elektrofahrzeuge, die mit besonders großen, leistungsstarken Batterien angetrieben werden, ist die Verhinderung eines Thermal Runaway ein wichtiger Sicherheitsaspekt. Denn durch Thermal Runaway und Thermal Propagation verursachte Batteriebrände sind ein großes Risiko.

Quick-Screening als kostensparende und effiziente Lösung

Bisher mussten Hersteller ihre Batterietests durch zertifizierte Institute durchführen lassen, was mit enormen Kosten, hohem Aufwand und viel Materialverschleiß verbunden war. Fällt das Batteriegehäuse bei dem durchgeführten Test durch und der Thermal Runaway nimmt seinen Lauf, muss der gesamte Test wiederholt werden.

Mit unserem patentierten Testverfahren bieten wir Ihnen die Möglichkeit, einzelne Schutzprodukte alleine zu testen. Durch das bewährte Quick-Screening erhalten Sie eine kostensparende und effiziente Lösung. Unser Fokus liegt hierbei auf der Fragestellung: Kann das eingesetzte Material dem Thermal Runaway widerstehen? Das Material kann sehr gute Eigenschaften haben, auch wenn es den Test nicht bestanden hat. Die Frage ist nur: Wie verhalten sich die einzelnen Komponenten und wie kann das Material im Gesamtsystem der Batterie am besten genutzt werden? Das finden wir für Sie heraus. Mit unserem speziellen Batteriebrand-Testverfahren identifizieren wir bereits zu einem frühen Zeitpunkt der Entwicklung das Optimierungspotenzial für den Brandschutz Ihres Batteriesystems und entwickeln mit Ihnen gemeinsam die beste Lösung für eine zielführende Batteriesicherheit.

Patentiertes Testverfahren zur Simulation eines Thermal Runaway

Ein Patent für svt und Andreas Pfitzinger! Mehr als zwei Jahre ist es her, als sich Andreas Pfitzinger mit den ersten Gedanken zu dem Thema beschäftigt. Nun hält er sein Patent in der Hand. Durch das patentierte Prüfverfahren können wir das Platzen einer Batteriezelle simulieren. Damit sind wir in der Lage, die Widerstandsfähigkeit gegen die Auswirkungen eines Thermal Runaways zu testen.

Freuen sich über das erhaltene Patent – Syndikusrechtsanwalt Fabian Dietz (links) und Produktmanager Andreas Pfitzinger

Vorteile unserer Lithium-Batterie-Brand-Tests im Überblick

  • Weniger Materialeinsatz, geringere Kosten
  • Quick-Screening für schnelle Ergebnisse
  • Beratung zur optimalen Materialauswahl
  • Mehr Sicherheit für Mensch, Umwelt und Geschäftserfolg
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Aluminium bietet keinen Schutz – Durchbrand der Aluplatte

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Brandschutzkissen PYRO-SAFE® B BX 3200 unter Beschuss

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PYRO-SAFE® B BX 3200 Kissen hält Stand - intakt nach Partikelbeschuss mit lodernder Flamme

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PYRO-SAFE® B BX 3200 Kissen in der Rückansicht – kein Durchbrand

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Brandschutzplatte PYRO-SAFE® B B 3100 unter Beschuss mit abprallenden Funken

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Kein Durchkommen – die Platte PYRO-SAFE® B B 3100 hält, was sie verspricht

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SAERTEX LEO® COATED FABRIC ebenfalls unter Beschuss – auch hier prallt alles ab

Wir beraten Sie gern

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Andreas Pfitzinger

Andreas Pfitzinger

Produktmanager Transportation