Brandmelder für Batterieprüfung in der Autoindustrie

An Batterieprüfständen ist Brandmeldung ein heißes Thema, denn die Detektion muss hier äußerst schnell und zuverlässig laufen, wenn man Brände wirkungsvoll verhindern will. Nahezu alle großen Automobilhersteller zählen inzwischen mindestens ein Fahrzeug mit Elektroantrieb zu ihrem Portfolio. Der Anteil elektroangetriebener Fahrzeuge wächst weltweit langsam, aber stetig. Mit der steigenden Nachfrage wächst auch der Bedarf an zukunftsweisenden Akkutechnologien. Experte für die Errichtung entsprechender Mess- und Prüfsysteme ist das österreichische Unternehmen AVL, das ganz besonders hohe Anforderungen an den Brandschutz seiner Anlagen stellt.

Bevor eine neue Akkugeneration die Serienreife erlangt, wird sie umfangreichen Tests unterzogen. Die dafür notwendigen Prüfstände, die sogenannten Klimaprüfzellen, liefert AVL seinen Kunden komplett mit umfassender Sicherheitstechnik. Denn auch wenn es erklärtes Ziel ist, eine möglichst schnelle Markteinführung zu erreichen, steht das Thema Sicherheit – und damit auch eine intelligente Brandschutzlösung – an vorderster Stelle.

Umfassender Brandschutz inklusive Brandmeldern ist ein Muss für die Autoindustrie

In den Klimaprüfzellen werden die Akkus Temperaturen von -40 bis +80°C ausgesetzt. Dies entspricht dem maximalen Temperaturspektrum, das während der kompletten Lebensdauer des Akkus weltweit zu erwarten wäre. Durch die hohe Energiedichte in den Prüfzellen und dem damit verbundenen hohen Brandrisiko ist ein umfassendes Brandschutzkonzept unabdingbar. Dies berücksichtigt das breite Temperaturspektrum in den Prüfzellen. Die Prüfstände von AVL, die entweder direkt in die Gebäude des Kunden eingebaut werden, oder alternativ modular in externen Containern zu erhalten sind, verfügen daher immer über eine speziell für diesen Einsatzbereich entwickelte Brandschutzlösung der Wagner Group. Mit Wagner hat AVL einen kompetenten Partner gefunden, zu dessen Spezialgebiet innovative Sonderlösungen für besonders herausfordernde Einsatzbereiche gehören.

Frühestmögliche Branddetektion hat oberste Priorität

Sind Akkus erst einmal in Reaktion geraten oder gar entzündet, ist das wesentliche Schutzziel, den Brand einzudämmen und ein Übergreifen auf weitere Batteriezellen zu verhindern. Eine frühestmögliche Branddetektion hat daher im Prüfstand oberste Priorität. Diese erfolgt über Ansaugrauchmelder des Typs Titanus Pro Sens, deren Installation aber speziell für den Einsatz in den Klimaprüfzellen modifiziert werden musste. „Die großen Temperaturschwankungen in den Prüfzellen waren eine Herausforderung für unsere Ingenieure. Wir mussten uns etwas einfallen lassen, um dieses breite Spektrum mit nur einem Melder abdecken zu können“, erinnert sich Christian Strempfl, Vertriebsleiter bei Wagner Austria.

Im Fall einer Detektion durch die Brandmelder wird der Prüfstand mit einem Zwei-Phasen-Gemisch, bestehend aus Wassernebel und Argon, geflutet.

Das Ergebnis ist das sogenannte Detectpad, das vor dem eigentlichen Rauchmelder sitzt. Die durch Edelstahlrohre aus der Prüfzelle angesaugte Luft wird je nach aktuellem Prüfzyklus durch einen Ladeluftkühler gekühlt und/oder mit einer Rohrleitungsheizung erwärmt, um auch das Kondensat aus den Rohrleitungen entfernen zu können. Die Luft wird dann mit etwa 25°C dem Melder zugeführt. Das dabei anfallende Kondensat wird automatisiert abgeleitet. Die Branddetektion erfolgt über Titanus-Ansaugrauchmelder, die in den Prüfständen von AVL durch eine weitere Detektionseinheit, den sogenannten Flowblock, erweitert werden. Dieser ermöglicht bereits in einem sehr frühen Stadium die Detektion von Spaltprodukten, die durch chemische Reaktionen bei fehlerhaften oder beschädigten Akkus entstehen – also noch vor dem Aufbrechen des Akkus und der eigentlichen Entstehung eines Brandes.

Doppelter Löscheffekt mit Wassernebel und Argon

Im Fall einer Detektion durch die Ansaugrauchmelder wird der Prüfstand mit einem Zwei-Phasen-Gemisch, bestehend aus Wassernebel und Argon, geflutet. Der Vorteil dieser Löschtechnologie liegt darin, dass zusätzlich zum Kühleffekt durch den Wassernebel durch das Argon der Sauerstoffgehalt im Löschbereich abgesenkt wird. Ein möglicher Brand wird durch den Wassernebel ständig gekühlt und somit eingedämmt. Die Flutung mit dem Wassernebel-Argon-Gemisch wird für eine Zeit von 20 min aufrechterhalten. Im Fall größerer Brandszenarien besteht zudem die Möglichkeit, die komplette Prüfzelle zu fluten, um eine weitere Ausdehnung des Brandszenarios zu verhindern.

Gelebte Partnerschaft in Sachen Brandmelder an Batterieprüfständen

Die Kundenliste von AVL ist lang und liest sich wie das „Who-is-Who“ der Automobilbranche. Etwa 70 derartiger Prüfstände wurden in den vergangenen Jahren an Standorten namhafter Automobilhersteller weltweit von AVL mit Wagner-Brandschutztechnik gebaut. „Wir sind Technologieführer für Prüfstände und Entwicklungsumgebungen. Da lag es nahe, dass wir uns mit dem Technologieführer für Branderkennung zusammentun. Es gibt einfach Bereiche, die gehören in die Hände von Experten und letztendlich sind es unsere Kunden, die von unserer gemeinschaftlichen Expertise profitieren“, resümiert Dipl.-Ing. Martin Brunner, Leiter des Bereichs Personenkraftwagen und leichte Nutzfahrzeuge bei AVL.