Innerhalb der Entwicklung neuer Fahrzeugkonzepte und Fahrzeuge in der Automobilindustrie liegt der Fokus derzeit verstärkt auf alternativen Antriebskonzepten wie z. B. Hybridantrieben oder reinen Elektroantrieben. Für diese Konzepte ist eines identisch - es wird eine Hochleistung- bzw. Hochenergiebatterie benötigt, um die Potenziale bezüglich der Verbrauchs- und Emissionsreduktion auszuschöpfen. Bei der Auswahl der Batteriekonzepte für alternative Antriebe wird den auf der Lithium-Ionen-Technologie basierenden Batteriekonzepten aktuell das größte Potenzial zugesprochen. Bei dem Einsatz von Li-Ionen-Batterien in Kraftfahrzeugen sind aus Sicht der Kraftfahrzeugsicherheit folgende Themenfelder genauer zu betrachten: 1. Prinzipielle Eigenschaften und daraus resultierende Risiken; 2. Crashanforderungen für Fahrzeuge mit integrierten HV-Batterien; 3. Anforderungen aufgrund gesetzlicher Transporttests; 4. Anforderungen an die Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien Die Crashanforderungen für Fahrzeuge mit Lithium-Ionen-Batterien sind im Wesentlichen von den Fahrzeugen mit konventionellem Antriebsstrang abgeleitet. Besonders zu beachten sind das höhere Fahrzeuggewicht, die Positionierung der HV-Batterie und der Schutz vor elektrischer Spannung bei der Montage, der Wartung und nach Unfallereignissen. Lithium-Ionen-Batterien müssen für den Transport bestimmte vorgeschriebene Anforderungen erfüllen, welche von der UN festgelegt wurden und unterschiedlichste Testkonfigurationen beinhalten. Ohne den Nachweis der Erfüllung dürfen diese Batterien nicht transportiert werden. Für die Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien müssen ebenfalls spezielle Konzepte erarbeitet werden, wobei die wesentlichen Bausteine im Brandschutz, im Umweltschutz und im Notfallmanagement zu sehen sind.
The main focus of the current development projects of the automobile industry is actually on the vehicles with alternative powertrains like hybrid vehicles or electric vehicles. For all of these technologies one thing remains constant - all of them need a high power or a high energy battery to realize the existing benefits concerning increased mileage and reduction of the emissions. The kind of batteries, which are basing on the Lithium-lon-technology, seem to be the concepts with the highest potential concerning the use in vehicles for the future. According to the field of vehicle safety, the following issues need to be addressed: 1. General characteristics and existing risks 2. Safety requirements for vehicles with integrated high-voltage batteries 3. Requirements for the transport 4. Requirements for the storage of lithium-ion-batteries The requirements for the crash tests are similar with the requirements for vehicles with a conventional powertrain. The higher weight of the vehicle and position of the battery may have an influence on the crash-pulse. Additionally, it has to be considered, that workers and mechanics have to be protected against electric shock while working on the vehicle, for example during maintenance works. Lithium-ion-batteries have to meet the 'UN Regulations on Transport of Dangerous Goods ADR 2003', which describe several different test cases and conditions. Without the confirmation of the approved tests it is not legal to transport the batteries (for all kind of transportation). In addition it is needed to provide special storage conditions for regular and defected batteries. This should be consisting of a strategy for fire protection as well as an environment protection plan and an emergency management concept.
Lithium-Ionen-Batterien - Anforderungen und Risiken beim Einsatz aus dem Blickwinkel der Kraftfahrzeugsicherheit
2009
14 Seiten, 8 Bilder, 7 Quellen
Conference paper
German
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