{"id":36580,"date":"2022-08-17T12:00:38","date_gmt":"2022-08-17T10:00:38","guid":{"rendered":"https:\/\/www.nimms-rad.de\/news\/?p=36580"},"modified":"2022-08-17T09:05:56","modified_gmt":"2022-08-17T07:05:56","slug":"e-bike-akku-brand","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.nimms-rad.de\/news\/e-bike-akku-brand\/","title":{"rendered":"Akku-Experten im Interview: Wie gef\u00e4hrlich sind E-Bike-Akkus?"},"content":{"rendered":"

Mit der Digitalisierung und dem Boom von Elektromobilit\u00e4t steigt auch die Anzahl von Akkus in unseren Haushalten. Und je nachdem, wen man fragt, sind diese Energiespeicher f\u00fcr manche wahre H\u00f6llenmaschinen, die scheinbar jederzeit unberechenbar und ohne erkennbare Ursache in Brand geraten oder gar explodieren k\u00f6nnen. F\u00fcr uns Grund genug, diesen Schauergeschichten und der tats\u00e4chlichen Brandgefahr durch E-Bike-Akkus mal auf den Grund zu gehen.\u00a0<\/strong><\/p>\n

[toc]<\/p>\n

Wie funktioniert ein E-Bike-Akku?<\/h2>\n

Jan Hetzel, Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer von accundu<\/strong><\/a>, entwickelt und baut seit 2006 Akkus. Er steht uns zusammen mit weiteren Akku-Experten f\u00fcr diesen Ratgeber<\/a> geduldig Rede und Antwort.<\/p>\n

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\n <\/a>\n \n \"Das\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Das haben wir alle schon einmal gesehen: \u2026<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure>\n
\n <\/a>\n \n \"\u2026\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n \u2026 E-Bike-Akkus!<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure>\n <\/div><\/div>\n
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\nDiashow: Akku-Experten im Interview: Wie gef\u00e4hrlich sind E-Bike-Akkus?\n<\/div>\n
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\n\"Hier\n<\/figure>\n
\n\"Moderne\n<\/figure>\n
\n\"\u2026\n<\/figure>\n
\n\"Ein\n<\/figure>\n
\n\"Gro\u00dfe\n<\/figure>\n<\/div>\n
\n<\/svg>Diashow starten \u00bb<\/span>\n<\/div>\n<\/div>\n
\n <\/a>\n \n \"Hier\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Hier ein 720-Wh-Akku aus einem aktuellen Rock Mountain.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n

Akkumulatoren, kurz \u201eAkkus\u201c genannt, sind wiederaufladbare, elektrochemisch basierte Speicherzellen f\u00fcr elektrische Energie und essenziell, um Motorsysteme moderner E-Bikes<\/a> mit Energie zu versorgen. Ganz oberfl\u00e4chlich betrachtet besteht ein moderner Akku-Block<\/a> eines E-MTBs oder E-Bikes aus etlichen zusammengeschalteten, meist zylindrischen Lithium-Ionen-Zellen, einem Batterie-Management-System (BMS) und einem Geh\u00e4use, um alle Teile sicher beieinanderzuhalten und sie gegen Umwelteinfl\u00fcsse zu sch\u00fctzen. Einen Zusammenschluss kleiner Einheiten zum Zwecke der B\u00fcndelung ihres Effekts nennt man \u00fcbrigens, aus dem Milit\u00e4rjargon kommend, eine Batterie.<\/p>\n

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\n <\/a>\n \n \"Dies\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Dies sind Akkuzellen, kurz Akkus genannt.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure>\n
\n <\/a>\n \n \"Und\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Und dies ist eine Batterie.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure>\n <\/div><\/div>\n
\n <\/a>\n \n \"Gro\u00dfe\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Gro\u00dfe Oberfl\u00e4che bei kleinem Volumen. Das Innere einer Zelle besteht aus gerollten Folien, dazwischen der Elektrolyt.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n
\n <\/a>\n \n \"Funktionsweise\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Funktionsweise in vereinfachter Darstellung veranschaulicht.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n

In den einzelnen Zellen eures Akkus befindet sich, so verr\u00e4t uns Jan, ein Elektrolyt, welches als leitf\u00e4higes \u2013 und leider auch brennbares Medium den Fluss von Ionen zwischen den Polen der Zelle erm\u00f6glicht. Die beim Laden aufgenommene elektrische Energie wird elektrochemisch gespeichert und kann elektrisch wieder abgeben werden. Ma\u00dfgeblich ist hier das Metall Lithium \u2013 weil es so sch\u00f6n reaktionsfreudig ist.<\/p>\n

Wer es ganz genau wissen will: In diesem Video<\/a> wird der innere Aufbau und die Funktionsweise eines modernen E-Bike-Akkus sch\u00f6n erkl\u00e4rt.<\/p>\n

K\u00f6nnen E-Bike-Akkus brennen?<\/h2>\n

Machen wir es mal kurz: Ja! Der Akku eures E-Bikes oder E-Mountainbikes ist ein ziemlich gro\u00dfer Energiespeicher. Und dieselbe Energie, die euch planm\u00e4\u00dfig, elektrisch, \u00fcber sch\u00f6ne Trails oder lange Touren schaukelt, kann auch au\u00dferplanm\u00e4\u00dfig \u2013 dann als thermische Energie und dabei recht schnell \u2013 an die Umwelt abgegeben werden. Das ist dann ein Brand. Misslich: Wenn eine Zelle im Verbund \u201ethermisch durchgeht\u201c, also temperaturbedingt au\u00dfer Kontrolle ger\u00e4t, kann sie intakte Nachbarzellen mit in den Tod rei\u00dfen und so in einer Kettenreaktion das ganze Paket entz\u00fcnden. Und weil bei Br\u00e4nden Gase entstehen, die, in Geh\u00e4use eingesperrt, \u00dcberdruck zur Folge haben, besteht auch die M\u00f6glichkeit, dass Akkuzellen infolgedessen explodieren. Aber wie wahrscheinlich ist so etwas? Kann man Akkubr\u00e4nde verhindern oder vermeiden? Wie schlimm ist ein Akkubrand und wie kann man die Auswirkungen solcher Ereignisse minimieren?<\/p>\n

\n <\/a>\n \n \"Moderne\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Moderne E-Bike-Batterien enthalten eine ganze Menge Zellen. Wenn es bl\u00f6d l\u00e4uft: viel Brennstoff.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n

Welche Ursachen f\u00fchren zu brennenden Akkus?<\/h2>\n

Unangenehm wird es immer dort, wo gespeicherte Energie au\u00dferplanm\u00e4\u00dfig freigesetzt wird. Da unterscheiden sich Akkuzellen gar nicht mal so sehr von \u2013 sagen wir \u2013 einem Kanister voll Benzin, weshalb ja Akkus, genau wie fossile Treibstoffe, als Gefahrgut klassifiziert sind. Wusstet ihr, dass auf deutschen Stra\u00dfen j\u00e4hrlich rund 15.000 (Verbrenner-)Pkw brennen? Und wo wir schon bei stumpfen Vergleichen sind: Wer von euch w\u00fcrde ein paar Liter Super-Plus in einer ollen Plastikt\u00fcte unklarer Herkunft in der Diele lagern? Genau \u2026! :-)<\/p>\n

Eine 100 % eigensichere Variante gibt es bei Lithium-Ionen-Akkus nicht. Und leider werden die Produktion, der Import und die Qualit\u00e4t von Akkupacks und Einzelzellen nicht so streng wie bei Pkw und Kraftstoff \u00fcberwacht und unterliegen keiner st\u00e4ndigen Kontrolle.<\/p><\/blockquote>\n

Jan Hetzel<\/cite><\/p>\n

Brandursache Produktionsfehler<\/h3>\n

Baut schon der Hersteller der Zellen bei deren Fertigung Mist, bekommt ihr als Nutzer*innen m\u00f6glicherweise ein Problem: Zu enge H\u00fcllen, geknickte Elektroden, fehlerhafte Schwei\u00dfpunkte, fehlende Isolierungen \u2026 die Ursachen f\u00fcr Produktionsfehler sind so vielf\u00e4ltig wie Akkuzellen kompliziert. Fehlerhafte Akkuzellen k\u00f6nnen sich \u2013 durch interne Kurzschl\u00fcsse \u2013 selbst entz\u00fcnden. Fehlerhafte oder schlecht konzipierte Akkupakete k\u00f6nnen das ebenfalls. Werden Akkupakete mit minderwertigen Batterie-Management-Systemen best\u00fcckt oder versagen diese, sind die Zellen nicht mehr vor z. B. \u00dcberladung gesch\u00fctzt. Jan Hetzel wei\u00df zu berichten, dass dies eine Ursache f\u00fcr brennende Akkus sein kann. Moderne BMS sind im besten Falle hochwertige und recht aufwendige Schaltungen. Bei sehr preisg\u00fcnstigen Akkus dubioser Herkunft fallen diese oft weniger komplex und betriebssicher aus. Bei denen kann man, wenn es schlecht l\u00e4uft, irgendwann mal die Hand ins Feuer legen. Auch hier gilt die alte Faustregel, dass potenziell gef\u00e4hrliche Gegenst\u00e4nde besser aus vertrauensw\u00fcrdigen Quellen stammen sollten. Liest man Meldungen \u00fcber abgebrannte Akkus, findet man oft Ger\u00e4te oder Fahrzeuge dubioser Herkunft als Ursache.<\/p>\n

\n <\/a>\n \n \"Ein\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Ein gutes Batterie-Management-System ben\u00f6tigt Platz. Der ist aber rar. Die Versuchung, kleinere Platinen zu bauen, daher gro\u00df. Das kann zulasten der Sicherheit gehen.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n

Brandursache Akkudesign<\/h3>\n

Ein weiterer Aspekt f\u00fcr die Sicherheit eines Akkus ist dessen Konfektionierung: \u201eBeispielsweise werden einem E-Bike-Akku beim Bergauffahren relativ gro\u00dfe Str\u00f6me entnommen. Der Akku kann sich dabei ziemlich erw\u00e4rmen. Damit Luft zwischen den Zellen zirkulieren kann, sollten deswegen Zellhalter verbaut werden. Diese praktischen Bauteile halten die Zellen in einem kleinen Abstand, die W\u00e4rme kann besser abflie\u00dfen. Fr\u00fcher wurden in E-Bikes allerdings Akkus aus eng gepackten Lithium-Polymer-Zellen-Sandwiches verbaut. Die Hitze konnte nicht abflie\u00dfen und die Akkus haben schnell den Geist aufgegeben\u201c, erkl\u00e4rt uns Akku-Experte Jan. Ein solches thermisches Durchgehen kann bei manchen Akkutypen bereits ab 60\u00b0 Celsius stattfinden. Es empfiehlt sich insofern, besonders zur warmen Jahreszeit, nicht, E-Bike-Akkus oder ganze E-Bikes in der prallen Sonne zu grillen.<\/p>\n

\n <\/a>\n \n \"Zellhalter\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Zellhalter und ein W\u00e4rmemanagement sind weitere Kriterien f\u00fcr sichere \u2013 oder kritische Batterien.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n

Brandursache unsachgem\u00e4\u00dfe Nutzung<\/h3>\n

Jetzt wird es spannend, Freunde: Zu unserer grenzenlosen \u00dcberraschung k\u00f6nnen auch Kundinnen und Kunden einen eigenen, wertvollen Beitrag zu brennenden oder explodierenden Stromspeichern liefern. Versucht man beispielsweise alte und\/oder tiefentladene Akkus frankensteinm\u00e4\u00dfig wiederzubeleben, setzt man sich damit erheblichen Risiken aus:<\/p>\n

Ich k\u00fcmmere mich schon seit 15 Jahren um Akku-Entwicklungen und um die Sicherheit bei meinen Kunden. In unseren Systemen verbinden wir die Zellen immer mit einer Schutzschaltung. Diese Schutzschaltung achtet darauf, dass die Spannung der Zellen 2,5 Volt (die Nennspannung betr\u00e4gt 3,6 V, Anm. d. Red.<\/em>) nicht unterschreitet. Falls es doch mal dazu kommt, ist die Zelle defekt und der Akku l\u00e4dt nicht mehr.<\/p><\/blockquote>\n

Jan Hetzel<\/cite><\/p>\n

Versucht man, unter Umgehung des BMS, einen toten, tiefentladenen Akku auferstehen zu lassen, bekommt man \u2026 einen Zombie. Infolge chemischer Prozesse im Inneren der Zelle k\u00f6nnen spitze Ablagerungen aus Lithium, sogenannte Dendriten, die d\u00fcnne Separatorenfolie durchsto\u00dfen und die Zelle kurzschlie\u00dfen. Einen \u00e4hnlichen Effekt hat das Laden von Akkus bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt (E-Bike-Akkus von Bosch besitzen daher eine Schutzschaltung, die ein Laden nur zwischen 0\u00b0 und 40\u00b0 C erlaubt!). Auch hier wachsen in der Zelle und unsichtbar Dendriten, die irgendwann einen Kurzschluss, und dann, wenn es bl\u00f6d l\u00e4uft, einen Akkubrand verursachen.<\/p>\n

Zu den potenziellen Ursachen f\u00fcr defekte Akkus geh\u00f6ren nat\u00fcrlich auch mechanische Besch\u00e4digungen, z. B. durch Fallenlassen oder Vibrationen.<\/p>\n

E-Bike-Akku-Brand, wie schlimm ist das?<\/h2>\n

Jeder Akku brennt nur einmal!<\/p><\/blockquote>\n

Auf die Frage, wie oft E-Bike-Akkus denn nun eigentlich brennen, bekommen wir am Telefon eine \u00fcberraschend unterhaltsame Antwort von Ina Schmiedeberg. Ina ist Pressereferentin beim Institut f\u00fcr Schadenverh\u00fctung und Schadenforschung der \u00f6ffentlichen Versicherer e.V.<\/a> (IFS), welches sich mit Ursachenforschung von Schadensereignissen besch\u00e4ftigt.<\/p>\n

\u201eAber l\u00e4ngst nicht jeder Akku brennt!\u201c, beeilt sie sich gleich darauf, uns zu versichern. Tats\u00e4chlich kann aber niemand auch nur ungef\u00e4hr angeben, wie viele Akkus \u00fcberhaupt im Umlauf sind, welche Qualit\u00e4t diese haben, geschweige denn, wie oft und warum einer davon in Flammen aufgeht. Sicher ist nur: Die Anzahl von Akkus in deutschen Haushalten ist in den vergangenen Jahren enorm angestiegen und das merkt man auch in der Zunahme von Schadenereignissen, die urs\u00e4chlich auf Akkus zur\u00fcckzuf\u00fchren sind.<\/p>\n

Ina Schmiedebergs Chef, IFS-Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer Dr. Hans-Hermann Drews, fasst es gut zusammen:<\/span><\/span><\/p>\n

Mit der Lithium-Akkutechnologie geht unserer Erfahrung nach eine klare, wenn auch keine unverh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfige Brandgefahr einher. Betroffen ist eine breite Produktpalette von der Computermaus bis zum Elektrofahrzeug. Lithium-Ionen-Akkus haben gegen\u00fcber anderen Akkumulatoren den Vorteil einer h\u00f6heren Energiedichte, darum ist eine verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig kleine, leichte Bauweise m\u00f6glich. Einerseits macht sie diese Eigenschaft attraktiv f\u00fcr den Einsatz in immer mehr mobilen Anwendungen, andererseits sorgt gerade die Energiedichte im Falle eines Defektes f\u00fcr eine starke Reaktion.<\/span><\/span><\/p><\/blockquote>\n

Das IFS mahnt also zu Vorsicht und Sorgfalt beim Umgang mit den Energiespeichern, r\u00e4t aber nicht von deren Verwendung ab.<\/p>\n

Brandverhalten abh\u00e4ngig vom Ladestand<\/h3>\n

Interessant, aber nicht wirklich \u00fcberraschend ist: Volle Akkus brennen deutlich besser\/hei\u00dfer als leere. Das IFS hat dies in einem Experiment veranschaulicht:<\/p>\n

Entz\u00fcndung einer leeren Akkuzelle<\/strong><\/p>\n

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\"YouTube<\/div>\n
Brandversuch mit Lithium-Ionen-Akku (1\/3): ungeladene Zelle<\/div>\n<\/p><\/div>\n
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Entz\u00fcndung einer halb vollen Akkuzelle<\/strong><\/p>\n

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Brandversuch mit Lithium-Ionen-Akku (2\/3): halb geladene Zelle<\/div>\n<\/p><\/div>\n
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Entz\u00fcndung einer vollen Akkuzelle<\/strong><\/p>\n

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\"YouTube<\/div>\n
Brandversuch mit Lithium-Ionen-Akku (3\/3): voll geladene Zelle<\/div>\n<\/p><\/div>\n
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Wie kann man als Nutzer*in das Risiko eines Akkubrands minimieren?<\/h2>\n

Grunds\u00e4tzlich gilt: Die Brandgefahr f\u00fcr einen Akku ist w\u00e4hrend des Ladevorgangs am gr\u00f6\u00dften.\u00a0Experte Jan Hetzel empfiehlt, E-Bike-Akkus in stabilen Kisten oder Schr\u00e4nken aus Metall zu lagern und zu laden.<\/p>\n

\n
\n <\/a>\n \n \"Die\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Die Industrie bietet fertige Ladeschr\u00e4nke f\u00fcr Akkubatterien an.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure>\n
\n <\/a>\n \n \"Diese\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Diese sind aber eher gro\u00df und recht teuer.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure>\n <\/div><\/div>\n
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\n <\/a>\n \n \"Jan\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n Jan Hetzel empfiehlt seiner Kundschaft feuerfeste Kisten wie diese, \u2026<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure>\n
\n <\/a>\n \n \"\u2026\n <\/a>\n
\n #<\/a>\n \u2026 idealwerweise mit L\u00f6schgranulat: Das bl\u00e4ht in einem Feuer auf und umh\u00fcllt die brennenden Zellen mit einer gl\u00e4sernen Schicht.<\/strong> \n <\/figcaption>\n <\/figure>\n <\/div><\/div>\n

Daf\u00fcr gibt es fertige L\u00f6sungen, sogenannte Ladeschr\u00e4nke. Als g\u00fcnstigerer Lifehack ist auch eine alte Blechkiste mit einem Bett aus L\u00f6schgranulat und das Laden an einem Ort ohne allzu viel brennbaren Materials in der unmittelbaren N\u00e4he bestimmt eine Verbesserung. Wichtig ist, dass euer feuerfester Beh\u00e4lter nicht gasdicht ist, sonst fliegt der euch im Extremfall auch noch um die Ohren.<\/p>\n

Welche Vorkehrungen ergreift Ihr, um Risiken durch brennende Akkus entgegenzutreten?<\/p>\n

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<\/div>Text: Peter Hundert, Fotos: diverse<\/span>
<\/div>
<\/div><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Mit der fortschreitenden Digitalisierung und dem Boom der Elektromobilit\u00e4t steigt auch die Anzahl von Akkus in unseren Haushalten. 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