Brennende Elektroautos sind heutzutage des Öfteren in den Medien zu sehen. Nicht etwa, weil diese öfters als herkömmliche Verbrenner in Brand geraten, sondern einfach, weil sie stärker im Fokus der Berichtserstattung stehen. Zu hohe Außentemperaturen kommen da auch Mal gerne als Brandauslöser ins Gespräch.
Prof. Dr.-Ing. Boris Schilder, Professor für Thermodynamik und Strömungslehre an der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS), hat das Ganze sachlich betrachtet und versucht mit einigen Fakten das vermeintlich heiße Thema etwas abzukühlen.
“Elektrofahrzeuge sind relativ sicher, und ich halte einen Brand bei einem Fahrzeug mit konventionellem Antrieb mit Verbrennungsmotor für wahrscheinlicher. Aufgrund der Neuheit der Technologie stehen Elektrofahrzeuge jedoch stärker im Fokus der Berichterstattung, und einzelne Unfälle fallen daher stärker auf.” – Prof. Dr.-Ing. Boris Schilder, Professor für Thermodynamik und Strömungslehre an der Frankfurt UAS
Mit dem zuvor eingebundenen Zitat möchten wir direkt die wichtigsten Informationen vorab mit auf den Weg geben, bevor wir ins Detail gehen. Schilder vertieft seine Aussage dadurch, dass in der Regel diese Brände, welche wir in den Medien präsentiert bekommen, “durch Unfälle, fehlerhafte Batteriezellen, Elektronik- oder Software-Fehler verursacht” werden und nicht durch hohe Außentemperaturen.
Sicherheitskritische Batterietemperaturen erst im Bereich ab ca. 130 Grad
Um dies zu untermauern betrachtet er in seiner Ausführung das ganze Thema von der technischen Seite. Das Thema Thermomanagement spielt hierbei eine nicht unwesentliche Rolle. Idealerweise sollten Lithium-Ionen-Batteriezellen in einem Temperaturfenster von ca. 15 bis 35 Grad betrieben und gelagert werden. Wird die Temperatur geringer “sinkt die Leistung, und der elektrische Widerstand der Batterie steigt an”, was sich auf die Reichweite des Fahrzeugs auswirkt. Haben es Batteriezellen mit hohen Temperaturen zu tun “reduziert sich dagegen die Lebensdauer von Batterien”, laut Schilder.
Sogenannte “Thermomanagement-Systeme, die kühlen und häufig auch heizen können, sorgen in Elektroautos dafür, dass die Batterietemperatur im oben genannten Temperaturfenster gehalten wird”, erläutert der Wissenschaftler, der selbst solche Thermomanagement-Systeme für die Autoindustrie entwickelt hat. “Sicherheitskritisch werden erst Batterietemperaturen im Bereich ab ca. 130 Grad”, so Schilder. In diesem Temperaturbereich können Kurzschlüsse und/oder chemische Reaktionen auftreten und Brände ausgelöst werden.
Somit lässt sich festhalten, dass selbst bei hohen Außentemperaturen Elektroautos durch diese in der Regel nicht in Brand geraden. Denn das verbaute Thermomanagement-System sorgt dafür, dass die Batterietemperatur im oben genannten Bereich gehalten wird. Je nach Hersteller arbeiten diese System zudem im geparkten Zustand, hauptsächlich, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern. Sollte kein Thermomanagement-System vorhanden sein, welches die Batterie kühlt, sorgt eine Temperaturüberwachung dafür, “dass die sich im Betrieb befindende Batterie abgeschaltet wird und zwar lange, bevor sicherheitskritische Temperaturen erreicht werden”.
Insbesondere spricht aber die Tatsache gegen einen Brand durch zu hohe Außentemperaturen, dass bei parkenden Elektroautos das Fahrzeug nicht im Betrieb ist, dadurch keine Abwärme generiert wird und somit die Batterie nicht aufheizt. “Selbst bei sehr hohen Außentemperaturen, Sonneneinstrahlung und ohne aktives Thermomanagement werden innerhalb der Batterie keine sicherheitskritischen Temperaturen von mehr als 130 Grad erreicht”, wie Schilder zu verstehen gibt.
Außentemperaturen haben durchaus Einfluss auf Batterielebensdauer und Reichweite
Nachdem man nun festhalten konnte, dass hohe Umgebungstemperaturen die Sicherheit von Elektroautos nicht beeinträchtigen, sollte man darauf hinweisen, dass diese sich durchaus auf Batterielebensdauer und Reichweite auswirken kann. So reduzieren zu hohe Temperaturen die Batterielebensdauer und die Reichweite des Elektroautos.
“Der Energieverbrauch des Thermomanagement-Systems und insbesondere der Klimaanlage kann die Reichweite des Elektroautos bei Umgebungstemperaturen von 40 Grad gegenüber moderaten Temperaturen von 20 Grad im Extremfall um bis zu ca. 50 Prozent reduzieren.” – Prof. Dr.-Ing. Boris Schilder, Professor für Thermodynamik und Strömungslehre an der Frankfurt UAS
Leistungslimitierungen aufgrund hoher Umgebungstemperaturen sind dagegen nicht die Regel, können aber bei Elektroautos auftreten, die über ein unzureichendes Thermomanagement-System verfügen. Daher sollte man lieber auf diese Punkte einen Blick werfen, als sich über Brandgefahr durch zu hohe Außentemperatur Gedanken zu machen.
Quelle: Pressestelle Frankfurt University of Applied Sciences – Per Mail am 15. August 2019
