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ADAC Württemberg e.V. Carl-Eugen Metz 1

Württemberg e.V.

Elektromobilität im Motorsport

Obering. Dipl. Ing (FH) Thomas Kassner

ADAC Württemberg e.V.


Übersicht

• Gefahrenquellen an elektrifizierten Fahrzeugen

• Verhalten der Fahrzeuge im Gefahrenfall

• Beispiele für Sicherheit an Elektrofahrzeugen

• Informationen über die Batterien und das Hochvoltsystem

• Auszug weiterer Sicherheitsregeln

• Gefährdungen am elektrifiziertem Fahrzeug

• Entzünden und Löschen einer Batterie

• Löschen von Fahrzeugbränden

• Rettungskarten

Obering. Dipl. Ing (FH) Thomas Kassner 2

ADAC Württemberg e.V. Obering. Dipl. Ing (FH) Thomas Kassner 3


Potentielle Gefahrenquellen an beschädigten Fahrzeugen


Anzeige von Fahrbereitschaft funktioniert nicht

(eingeschaltete Fahrzeuge sind geräuschlos und ggf. mit

automatischer Anrollfunktion Überrollen?)

Fahrzeug ist noch an elektrischer Anlage angeschlossen

(Erdung nicht mehr vorhanden, Sicherung hat nicht ausgelöst

Elektrischer Schlag?)

Antriebsblockade beim Laden funktioniert nicht

Abschaltung HV-System funktioniert nicht

HV-System ist nicht mehr isoliert

Lokale Erhitzung durch Kurzschlüsse

Gesundheitsgefährdende Stoffe treten aus

Bei Hybridfzg. treten brandgefährliche Stoffe aus

(Öl, Benzin,…)

Sonstige Gefahren konventionell angetriebener Fahrzeuge…

(Airbags, Lüfter,…)


Verhalten der Elektroautos bei einem Unfall

Obering Dipl. Ing (FH) Thomas Kassner 5

• Die Fahrzeuge sind mit mehreren, verschiedenartigen Schutzmechanismen ausgestattet.

- Einerseits ist das Hochvoltsystem berührgeschützt ausgeführt

- das HV-System ist elektrisch getrennt von Fahrzeugkarosserie

- bei schweren Unfällen, bei denen die Airbag-Auslösung stattfindet, wird bei den meisten Fahrzeugen das HV-System abgeschaltet. Es kann auch vergleichbare Schutzmechanismen geben. Die Details sind aus den fahrzeugspezifischen Rettungskarten zu entnehmen.

- es wird in jedem Fall zusätzlich eine manuelle Abschaltung des HV-Systems

vorhanden sein.

Hinweis:

Bei Deaktivierung der Stromversorgung (Trennung der Batterie) ist das Hochvoltsystem nicht sofort spannungsfrei. Die Selbstentladung des gesamten Systems kann bis zu 20 Sekunden dauern.

(Quelle: Unfallhilfe & Bergen bei Fahrzeugen mit Hochvolt-Systemen, VDA, 2013)

• Allerdings bei einem geparkten Fahrzeug oder einem Fahrzeug an der Ladestation erfolgt meist keine Abschaltung durch einen Unfall. Daher ist in diesen Fällen bei schweren Unfällen das HV-System unbedingt manuell zu deaktivieren.


Beispiel für Sicherheit an Elektrofahrzeugen

Beispiel 1: Untersuchung des Crashverhaltens des Prius II


- Crash Test im DEKRA Crash Test Center in

Neumünster

- Frontanprall unter 30° Winkel in Anlehnung

an FMVSS 305

- Aufprallgeschwindigkeit 49km/h


Beispiel für Sicherheit an Elektrofahrzeugen

Beispiel 1: Untersuchung des Crashverhaltens des Prius II


Keine Verletzung der HV-Kabel am Unterboden

HV Spannung 60Vdc nach ca.

1,9s

Sofortige

Abschaltung der HV

Spannung


Heckcrash



Ausschnitt Aufnahme Crashversuche



Batterie ist nicht beschädigt.



Batterie


Für den Antrieb der Elektromotoren wird eine hohe elektrische Antriebsleistung

benötigt, die nicht von einer 12 Volt Autobatterie geleistet werden kann. Deshalb

werden in der Regel Batterien verwendet, die eine Spannung von mind. 400 Volt

bereitstellen und mehrere Kilowattstunden Energiegehalt aufweisen - deutlich mehr als eine

12 Volt Batterie. Bei Nutzfahrzeugen liefern solche Batterien Spannungen von bis zu 1000

Volt.

• Hinweis:

Die Batterien von Zweirädern bis 45 km/h führen Spannungen bis max. 60 V und

stellen somit nur eine geringe elektrische Gefahr dar.

Als Antriebsbatterien werden in heutigen Elektrofahrzeugen hauptsächlich Lithium-

Ionen-Batterien oder auch Nickel-Metall-Hydrid-Batterien eingesetzt. Die in PKW

verwendeten Batterien können mehrere hundert Kilogramm wiegen. Die bevorzugte

Einbaustelle für Batterien in Fahrzeugen ist der Unterboden oder Mitteltunnel sowie

der Raum zwischen den beiden hinteren Radkästen.


Fehlermöglichkeiten bei Batterien


Überladen

Durch fehlerhaftes Batteriemanagementsystem

Tiefentladen

Durch fehlerhaftes Batteriemanagement

Überhitzen

Durch externe Hitzequelle

Durch internen Kurzschluss, z.B. Membran zerstört

Mechanische Beschädigungen

Kurzschluss durch Beschädigung der Membran

Reaktionen durch eindringendes Wasser

Dentridenbildung in stark gealterten Zellen

Gasbildung in stark gealterten Zellen


Hochvoltsystem

Anders als beim bekannten 12 Volt Bordnetz hat das Hochvoltnetz keine elektrische

Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie. Plus- und Minuspol werden mit

Hochvoltkabeln zum Elektromotor geführt. Selbst wenn ein Kabel durch Schäden

Kontakt zur Karosserie bekommt, kann das Fahrzeug gefahrlos angefasst werden,

da nur ein Pol berührt wird. Nur wenn beide Pole gleichzeitig berührt werden, kommt

es zu einem elektrischen Schlag.



Strom durch den Menschen



Schulungen nach GDUV-I 200-005

(ehemals BGI 8686)



Sicherheitsvorkehrungen Schritt 1:

Freischalten – Teil A: 12V-System




Freischalten – Teil B: HV-System




Gegen Wiedereinschalten sichern.



Spannungsfreiheit des Systems prüfen



Auszug weiterer Sicherheitsregeln bei beschädigten Batterien


Tragen Sie geeignete Schutzkleidung, Handschuhe und Augen-/Gesichtsschutz

Tragen Sie beim Arbeiten keine Metallgegenstände mit sich.

Gehen Sie nie davon aus, dass das Hybridfahrzeug ausgeschaltet ist, weil es geräuschlos ist.

Die Hochvoltanlage kann nach dem Ausschalten bis zu 10 Minuten lang unter Spannung bleiben.

Sie dürfen nie ein (orangefarbenes) Hochspannungskabel oder Hochspannungskomponenten schneiden oder öffnen, ohne die Spannungsfreiheit selbst geprüft zu haben.

Verursachen Sie keinen Stoß, der einen Schaden auslösen könnte. Bsp.: Das Elektrolyten können ätzend sein und für menschliches Gewebe schädlich sein.

Im Fall eines Unfalls oder wenn Sie sich unwohl fühlen, suchen Sie umgehend ärztlichen Rat


Sicherheitseinschränkung

Es muss darauf hingewiesen werden, dass Elektrofahrzeuge nicht nur von

Serienherstellern, sondern auch von Umrüstern gebaut werden. Folgende mögliche

Sicherheitseinschränkungen können auftreten:

‐ Die Batterien können minderwertige Materialien enthalten und sind evtl.

qualitativ schlechter verarbeitet, was eine höhere Brandgefahr zur Folge hat.

‐ Fahrzeuge sind nach einem Crash evtl. nicht eigensicher, da

Sicherheitsmechanismen nicht oder nur unzureichend vorhanden sind. So

kann es sein, dass bei einer Airbag-Auslösung keine Abschaltung des

Hochvoltsystems erfolgt.

‐ Zusätzlich gilt es zu beachten, dass die Hochvolt-Leitungen anders als bei

Serienfahrzeugen üblich verlaufen können oder die Batterien an

crashgefährdeten Orten eingebaut sind.

Hinweis: Vor Beginn der Veranstaltung alle sicherheitsrelevanten Informationen über das

Fahrzeug einholen.



Gefährdungen am elektrifiziertem Fahrzeug

Elektrische Gefahr

Wirkt Gleichstrom auf den menschlichen Körper ein, können bereits ab einer

Spannung von 60 Volt körperliche Schäden auftreten, z.B. feine Risse im Gewebe.

Bei Elektrofahrzeugen treten Spannungen von bis zu 1000 Volt auf. Bei erheblichen

Beschädigungen, starken Deformationen oder einem Brand kann es zu Kurzschlüssen

oder Verbindungen von Hochvolt-Kabeln mit der Karosserie kommen.

Liegt zwischen zwei Polen eine hohe Spannung an und beträgt der Abstand

zwischen den zwei Polen nur wenige Zentimeter, kann es zu einer Lichtbogenbildung

kommen. Befinden sich Personen in unmittelbarer Nähe zu einem unter Spannung

stehenden Fahrzeug oder wird ein metallischer Gegenstand, wie z. B. eine

Rettungsschere, an die Karosserie geführt, kann es zu einem Spannungsüberschlag

mit einem grellen Lichtblitz (Lichtbogen) kommen. Lebensbedrohliche Verletzungen

können entstehen. Es ist jedoch sehr unwahrscheinlich, dass ein Spannungspotential

auf der Karosserie vorhanden ist.




Chemische Gefahr

Im Falle einer Deformation des Batteriegehäuses kann es zum Austritt von

Elektrolytflüssigkeit, gasförmigen und teilweise gesundheitsschädlichen, ätzenden,

giftigen und brennbaren Gefahrstoffen kommen. Diese bergen eine Gesundheitsgefahr

für die Atemwege und können zu einer verpuffungsartigen Reaktion führen. Klassische

12 V-Fahrzeugbatterien enthalten ätzende Schwefelsäure und stellen somit im Falle einer

Beschädigung ebenfalls eine Gesundheitsgefahr dar.

Hinweis:

Hautkontakt und Einatmen der Dämpfe sind unbedingt zu vermeiden.

Es sind konventionelle Bindemittel zu verwenden.




Brandgefahr

Kommt es zu einer internen Beschädigung der Batterie, auch ohne dass Stoffe

austreten, kann es in Extremsituationen zu einem internen Kurzschluss kommen.

Das führt zu einer massiven Wärmeentwicklung. Die Bestandteile der Batterie

können brennen oder es kommt zu einer verpuffungsartigen Reaktion. Dies kann

auch durch einen Kurzschluss im Hochvoltsystem ausgelöst werden, wenn die

Sicherheitseinrichtungen versagen.

Hinweis:

Eine Batterie kann auch noch Tage nach einem Unfall in Brand geraten. Interne

Reaktionen in der Batterie können auch mit zeitlicher Verzögerung ablaufen.




Explosionsgefahr an der Batterie

Bei einer Beschädigung der Batterie jeglicher Fahrzeugtypen oder Ausfall des

Batteriekühlsystems kann es in der Batterie zu einer massiven Wärmeentwicklung

bis hin zu einer Entzündung von Batteriezellen kommen, welche durch einen Pingpong-

Effekt auf die gesamte Batterie übergreifen kann. In Abhängigkeit der Batteriegröße kann

dies auch zu einer massiven Beschädigung des Fahrzeugs führen. Die Reaktion der

Batterie kann auch erst nach Tagen erfolgen!



Was tun, wenn es brennt?

Beflammung



Beflammung und Abblasen der Sicherheitsventile



Batteriebrand



Löschen mit Wasser möglich.



Löschen durch Fluten möglich.




Löschen von Fahrzeugbränden

Fahrzeugbrände im Zusammenhang mit einem Elektrofahrzeug (z.B. Brandstiftung)

werden von der Feuerwehr grundsätzlich erst mit Wasser (evtl. mit einem

Löschmittelzusatz) und falls nötig, in einem zweiten Schritt mittels Schaum gelöscht.

Vorgehensweise: Wenn ein Fahrzeug brennt, muss die Feuerwehr verständigt werden.

Ein Entstehungsbrand sollte bereits bis zum Eintreffen der Feuerwehr mit zur Verfügung

stehendem Feuerlöscher bekämpft werden. Mit dem Wind vorgehen. Zirka einen Meter

Abstand halten. Diese Vorgehensweise ist nicht gefährlicher als bei einem normalen

Fahrzeugbrand. Beim Eintreffen der Feuerwehr - Brand an die Feuerwehr übergeben.



Weitere wichtige Informationen

• Es können von außen nicht erkennbare Gefahren weiter bestehen.

• Bei unbemerkten Beschädigungen z. B. der Hauptbatterie ist eine

Selbstentzündung mit Zeitverzögerung von mehreren Stunden möglich.

• Solche Gefahren sind nur durch einen Fachmann/Fachwerkstätte erkennbar.

• Information des Eigentümers über die Gefahren, wenn er über die weitere

Verwahrung seines Fahrzeuges selbst verfügt (z. B. elektrischen Schlag,

Selbstentzündung einer defekten Hauptbatterie o. ä.)

• Ebenso ist der Abschleppdienst darüber zu informieren.

• Niemals ein Elektro- oder Hybridfahrzeug nach einem Unfall

unbeaufsichtigt oder in geschlossenen Hallen abstellen!

• Übergabe des Fahrzeugs an einen Fachmann oder eine Fachwerkstätte!

Dabei sind auch entsprechende Informationen über den Unfallverlauf, die

Fahrzeugbergung, Besonderheiten während des Einsatzes etc. mitzuteilen



Rettungskarten


©Tesla Motors

• Rettungskarten sollte in jedem Auto vorhanden sein

• Gibt den Rettungskräften Überblick über alle relevanten und gefährlichen Bauteile

• Betriebsspannung bis zu 1000 Volt (Quelle: 2011 Landesfeuerwehrschule BW)


Literaturverzeichnis

Dipl.-Ing. Dr.techn. Rudolf Mörk-Mörkenstein. (März 2012). Elektro- und

Hybridfahrzeuge. Überlegungen zu Sicherheitsfragen beim

Feuerwehreinsatz. Version 04. [PDF-Dokument]. Zugriff darauf am

01.12.2016

FAQ Hochvoltsysteme. (Dezember 2013). Unfallhilfe & Bergen bei Fahrzeugen mit

Hochvolt-Systemen. Verband der Automobilindustrie. [PDF-Dokument].

Zugriff darauf am 01.12.2016

Handlungsleitfaden. (Mai 2013). Notfallkonzeption Elektromobilität – Polizei Version

1.0. [PDF-Dokument]. Zugriff darauf am 01.12.2016.

Sicherheit von Elektrofahrzeugen. (November 2016). Interner Vortrag der DEKRA

über Elektrofahrzeuge.


Date post:	23-Aug-2020
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