TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Krause, Ulrich T1 - BEV Accidents - Consequences in Case of a Battery Thermal Runaway N2 - The number of cars which use a battery for propulsion, like BEV (battery electric vehicle) or PHEV (plug-in hybrid electric vehicle), is increasing. Following, the probability of these car types being involved in car accidents will increase. In a worst-case accident scenario, the installed batteries could go under thermal runaway (TR). A TR could be initiated by various causes, e.g., high temperatures from outside, mechanical damage of the cells/modules/batteries or internal and external short circuits. During such an event, large amounts of heat and toxic and/or flammable gases are released. This poses a great hazard to people and property in the immediate vicinity. The paper describes a large-scale test series on the lithium-ion battery TR consequences of automobile cells and modules up to E = 6.85 kWh. Near field temperatures of ΔT > 800°C in a distance of l = 2 m were measured. During an overcharge test, fragment throwing distances of l > 30 m were detected. Subsequent gas explosions of the released gases were documented. Hydrogen fluoride (HF) was measured in all tests, from cell to module. The highestmeasured concentration was cHF = 76 ppm, which is significantly higher than the 30-min-level for AEGL 2 (acute exposure guideline level 2). Based on the experimentally determined consequences, concrete measures for the accident analysis are subsequently drawn. T2 - 31st Annual Congress of the European Association for Accident Research and Analysis (EVU) CY - Limassol, Cyprus DA - 05.10.2023 KW - Gas release KW - Consequences KW - Lithium-ion battery KW - Electrical Energy Storage KW - BEV PY - 2023 SP - 1 EP - 18 AN - OPUS4-58552 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Saupe, Alexander A1 - Janßen, Marvin A1 - Krause, Ulrich T1 - Sicherheitsrisiko Batterien – Demonstrator aus dem Projekt SEE-2L bereits im Einsatz N2 - Der Beitrag beschreibt das BMBF-Verbundvorhaben SEE-2L. Im Artikel werden die wesentlichen Meilensteine des Projektes vorgestellt. Ebenso werden die wichtigsten im Projekt erzielten Ergebnisse aufgeführt und verlinkt. KW - Stationäre Energiespeicher KW - Batterie KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - EES KW - Elektrische Energiespeicher PY - 2023 UR - https://info.sifo.de/public/a_25436_GZ5jd/file/data/669_Informationsbrief_zur_zivilen_Sicherheitsforschung_07-2023.pdf#page=7 IS - 7 SP - 7 EP - 9 PB - Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) CY - Bonn AN - OPUS4-58347 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Krause, Ulrich T1 - BMBF-Vorhaben SEE-2L - Auswirkungen des thermischen Durchgehens von Second-Life-Lithium-Ionen-Batterien auf Modulebene N2 - Elektrische Energiespeicher können unter bestimmten Bedingungen thermisch Durchgehen. Dies ist mit der Freisetzung von großen Mengen an Wärme sowie toxischen und/oder brennbaren Gasen assoziiert. Um die potenziellen Auswirkungen des thermischen Durchgehens zu quantifizieren, wurden Versuche mit Zellen und Modulen mit einem Energieinhalt von bis zu E = 6,85 kWh durchgeführt. Es wurden verschiedene Kenngrößen, wie z.B. Temperatur, Spannung, Massenabbrand, qualitative Gaszusammensetzung sowie Fragmente, messtechnisch erfasst und ausgewertet. Die Ergebnisse können sowohl für Bemessungen im vorbeugenden baulichen Brandschutz als auch in der Prozess- und Anlagensicherheit verwendet werden. Ebenso können sie in Konzept des abwehrenden Brandschutzes integriert werden. KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2024 SN - 1868-6540 VL - 73. Jahrgang IS - 3 SP - 111 EP - 122 PB - Ebner Media Group GmbH & Co. KG CY - Ulm AN - OPUS4-61082 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Amano, Kofi Owusu Ansah A1 - Gimadieva, Elena A1 - Krause, Ulrich T1 - A Study on Thermal Runaway Propagation in Battery Modules Assembled from Pouch Cells N2 - Thermal runaway reactions were studied in arrangements from single battery cells with energy capacities of 2.5 Ah (9.25 Wh) to battery modules up to 6.85 kWh. All cells were pouch cells of the Li-ion NMC type and the modules were composed of such. Abuse was triggered either by overcharging or thermally by attaching a heat source (heating plate or glow plug) to the cells. Experiments with single cells or assemblies of two to four cells were undertaken in closed autoclaves. Samples of the gas released from the cells during the runaway were extracted and analysed using a Fourier-transformed infrared spectrometer (FTIR). In some experiments pressure peaks up to 7 bar (g) were observed which could not be explained by the gas release alone. Obviously, secondary explosions took place. Thermal runaway propagation was studied with and without an insulation layer between the battery cells. Several materials and combinations of them were tested as insulations: hollow glass spheres (Pyrobubbles®), phase change materials (PCM) and intumescent materials. Experiments showed that already layers of 10 to 20 mm of insulation effectively prevented the propagation of a thermal runaway. In addition to the experiments, a mathematical model was developed for studying numerically the heat transfer through arrangements of multiple battery cells and also the effect of insulation layers. This model was implemented into the commercial finite-element software package COMSOL Multiphysics®. The simulations confirmed the experimental findings that already quite thin insulation layers between cells or modules effectively delay or even suppress the propagation of the thermal runaway. T2 - EUSAS conference "Addressing the Fire Risks of Electromobility" CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 10.05.2023 KW - Thermal Runaway KW - Consequences KW - Electrical Energy Storage KW - Gas release KW - Lithium-ion battery PY - 2024 UR - https://eusas.eu/publications/eusas-journals VL - 15 SP - 43 EP - 50 PB - EUSAS e.V. (European Society for Automatic Alarm Systems e.V.), Universität Duisburg-Essen, Dept. Nachrichtentechnische Systeme CY - Duisburg AN - OPUS4-61598 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Sarah-K. T1 - Second Life Verwendungen - Untersuchungen und erste Erfahrungen mit einem Ausbildungsdemonstrator N2 - Der Vortrag gibt zunächst einen Themeneinstieg in den Bereich der Second-Life-Batterien sowie rechtliche und technische Grundlagen zu Lebenszyklus und Alterung. Im Weiteren werden experimentelle Ergebnisse aus Versuchen zum thermischen Durchgehen mit Batteriemodulen aus dem BMBF-Vorhaben SEE-2L vorgestellt. Darüber hinaus wird ein eigens entwickelter Ausbildungsdemonstrators vorgestellt, welcher einen wesentlichen Baustein des Ergebnistransfers aus dem Vorhaben darstellt. T2 - Brände von Lithium-Ionen Batterien in Elektrofahrzeugen kontrollieren, eindämmen und vorbeugen CY - Essen, Germany DA - 25.04.2024 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2024 AN - OPUS4-60187 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Sarah-K. T1 - Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher – Ergebnisse aus dem Projekt SEE-2L N2 - Die Transformation der Energienutzung von konventionellen zu erneuerbaren Quellen führt dazu, dass zukünftig mehr Energie effizient zwischengespeichert werden muss. Eine Möglichkeit der elektrochemischen Zwischenspeicherung bieten Lithium-Ionen-Batterien. Hierfür können ausgemusterte Automobilantriebsbatterien verwendet werden. Erfüllen sie die hohen Anforderungen des mobilen Bereichs nicht mehr, haben sie oftmals noch eine ausreichende Kapazität und Leistungsfähigkeit für die stationäre Zwischenspeicherung. Neben der Verwendung der Batterien im größeren Maßstab, z.B. bei Energieversorgern, werden durch den vermehrten Einsatz von Photovoltaik-Anlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern verstärkt Zwischenspeicher für Privathaushalte nachgefragt. Dies birgt auch für Einsatzkräfte neue Herausforderungen in der Gefahrenabwehr. Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt „SEE-2L – Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen“ wurden Versuche mit Second Life Modulen durchgeführt. Verbundpartner im Projekt waren neben der vfdb die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Zudem war das Institut der Feuerwehr Nordrhein-Westfalen eingebunden. Die durchgeführten Versuche bilden eine Grundlage für die Einordnung der Batteriespeicher, z.B. aus Sicht des baulichen Brandschutzes, zur Methodik der Brandbekämpfung oder zur Risikobewertung hinsichtlich der Prozess- und Anlagensicherheit. Im Beitrag werden die Versuchsergebnisse vorgestellt und Ansätze für deren Anwendung gezeigt. Um die gewonnenen Erkenntnisse zu vermitteln, wurde im Projekt zudem ein Schulungskonzept für Einsätze mit Lithium-Ionen-Technologien erarbeitet, das im Beitrag präsentiert wird. Es besteht aus theoretischen und praktischen Anteilen, sodass bei den Feuerwehren praxisnah aus- bzw. fortgebildet werden kann. T2 - vfdb-Jahresfachtagung CY - Magdeburg, Ger DA - 06.05.2024 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2024 AN - OPUS4-60192 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Saupe, Alexander A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Bernardy, Christopher A1 - Janßen, Marvin A1 - Amano, Kofi Owusu Ansah A1 - Krause, Ulrich T1 - Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher – Ergebnisse aus dem Projekt SEE-2L N2 - Die Transformation der Energienutzung von konventionellen zu erneuerbaren Quellen führt dazu, dass zukünftig mehr Energie effizient zwischengespeichert werden muss. Eine Möglichkeit der elektrochemischen Zwischenspeicherung bieten Lithium-Ionen-Batterien. Hierfür können ausgemusterte Automobilantriebsbatterien verwendet werden. Erfüllen sie die hohen Anforderungen des mobilen Bereichs nicht mehr, haben sie oftmals noch eine ausreichende Kapazität und Leistungsfähigkeit für die stationäre Zwischenspeicherung. Neben der Verwendung der Batterien im größeren Maßstab, z.B. bei Energieversorgern, werden durch den vermehrten Einsatz von Photovoltaik-Anlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern verstärkt Zwischenspeicher für Privathaushalte nachgefragt. Dies birgt auch für Einsatzkräfte neue Herausforderungen in der Gefahrenabwehr. Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt „SEE-2L – Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen“ wurden Versuche mit Second Life Modulen durchgeführt. Verbundpartner im Projekt waren neben der vfdb die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Zudem war das Institut der Feuerwehr Nordrhein-Westfalen eingebunden. Die durchgeführten Versuche bilden eine Grundlage für die Einordnung der Batteriespeicher, z.B. aus Sicht des baulichen Brandschutzes, zur Methodik der Brandbekämpfung oder zur Risikobewertung hinsichtlich der Prozess- und Anlagensicherheit. Im Beitrag werden die Versuchsergebnisse vorgestellt und Ansätze für deren Anwendung gezeigt. Um die gewonnenen Erkenntnisse zu vermitteln, wurde im Projekt zudem ein Schulungskonzept für Einsätze mit Lithium-Ionen-Technologien erarbeitet, das im Beitrag präsentiert wird. Es besteht aus theoretischen und praktischen Anteilen, sodass bei den Feuerwehren praxisnah aus- bzw. fortgebildet werden kann. T2 - 70. Jahresfachtagung der vfdb CY - Magdeburg, Deutschland DA - 06.05.2024 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2024 SN - 978-3-9360-5038-7 SP - 645 EP - 657 PB - vfdb, Vereinigung zur Förderung des Deutschen Brandschutzes e.V. CY - Münster AN - OPUS4-60068 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Sarah-K. T1 - Second Life Verwendungen - Untersuchungen und erste Erfahrungen mit einem Ausbildungsdemonstrator N2 - Der Vortrag gibt zunächst einen Themeneinstieg in den Bereich der Second-Life-Batterien sowie rechtliche und technische Grundlagen zu Lebenszyklus und Alterung. Im Weiteren werden experimentelle Ergebnisse aus Versuchen zum thermischen Durchgehen mit Batteriemodulen aus dem BMBF-Vorhaben SEE-2L vorgestellt. Darüber hinaus wird ein eigens entwickelter Ausbildungsdemonstrators vorgestellt, welcher einen wesentlichen Baustein des Ergebnistransfers aus dem Vorhaben darstellt. T2 - Brände von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen kontrollieren, eindämmen und vorbeugen CY - Essen, Germany DA - 25.03.2025 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2025 AN - OPUS4-63180 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Pascal, Schmitz A1 - Krause, Ulrich T1 - Forschung zur Sicherheit von Elektroenergiespeichern N2 - Bei der Umstellung der Energieversorgung von fossilen auf „erneuerbare“ Energieträger kommt der Zwischenspeicherung von Energie eine entscheidende Bedeutung zu. Volatile Energieträger wie Solar- und Windenergie werden in Abhängigkeit der Tageszeit und des Wetters gewonnen, sodass die Energiegewinnung starken Schwankungen unterliegt und gleichzeitig begrenzt vorhersagbar ist. Hinzu kommt, dass der Zeitpunkt von Spitzenwerten verfügbarer Energie (z. B. Sommernachmittag bei Wind und Sonnenschein) nur bedingt mit den Zeiten des größten Energiebedarfs (z. B. Winterabend mit niedrigen Temperaturen) übereinstimmt. KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Thermisches Durchgehen KW - Stationäre Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Elektrische Energiespeicher PY - 2025 UR - https://www.schadenprisma.de/archiv/artikel/forschung-zur-sicherheit-von-elektroenergiespeichern/ SN - 0343-3560 VL - 2025 IS - 2 SP - 14 EP - 17 PB - Institut für Schadenverhütung und Schadenforschung der öffentlichen Versicherer e.V. (IFS) CY - Kiel AN - OPUS4-63994 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Janßen, Marvin A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Was macht eigentlich… der Demonstrator aus dem Forschungsprojekt SEE-2L? N2 - In den Jahren 2021 bis 2023 hat die BAM im Verbund mit weiteren Institutionen das BMBF-Vorhaben SEE-2L bearbeitet. Der Artikel gibt einen kurzen Überblick über die daraus weitergeführten Aktivitäten. KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Thermisches Durchgehen KW - Stationäre Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Elektrische Energiespeicher PY - 2025 UR - https://info.sifo.de/-lp/GZ5jd25436/c5350177#SEE-2L VL - 2025 IS - 06 SP - 24 EP - 28 PB - Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) CY - Bonn AN - OPUS4-63996 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -