DE102019127014B4

DE102019127014B4 - Wannenförmiger Behälter zur Aufnahme von HV-Batterien und/oder E-Fahrzeugen und Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE102019127014B4
Application number: DE102019127014.6A
Authority: DE
Inventors: Peter Meissner
Original assignee: Elogplan GmbH
Current assignee: Elogplan GmbH
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2039-10-09
Also published as: DE102019127014A1

Abstract

Wannenförmiger Behälter (1) mit einem Aufnahmeraum (3) zur Lagerung und/oder zum Transport von HV-Batterien (6) und/oder mindestens eines E-Fahrzeugs (7) mit HV-Batterien (6),dadurch gekennzeichnet,dass zusätzlich zum Aufnahmeraum (3) der Behälter (1) als weiteren Behälterraum einen integrierten betriebsmäßig mit Löschflüssigkeit gefüllten Flutungstank (5) aufweist,dass der Flutungstank (5) eine steuerbare Ausströmeinrichtung (12) in den Aufnahmeraum (3) aufweist,dass eine Steuereinheit (15) vorgesehen ist, mit der im Bedarfsfall bei kritischen Batteriezuständen im Aufnahmeraum (3) ein Flutungsprozess durch Ansteuerung der Ausströmeinrichtung (12) durchführbar ist, dergestalt, dass der Flutungstank (5) zumindest teilweise entleert wird und der Aufnahmeraum (3) wenigstens bis über ein Batterieniveau mit Löschflüssigkeit (10) geflutet wird, unddass weiter im oder am Behälter (1) eine mit der Steuereinheit (15) steuerbare Pumpvorrichtung angeordnet ist mit wenigstens einer Rückströmpumpe (17) und wenigstens einer angeschlossenen Rückströmleitung (18, 21) zum Aufnahmeraum (3) und zum Flutungstank (5), mit der nach dem Ende von kritischen Batteriezuständen im gefluteten Aufnahmeraum (3) durch Ansteuerung der Pumpvorrichtung mittels der Steuereinheit (15) ein Rückpumpprozess durchführbar ist, dergestalt, dass die Löschflüssigkeit (10) dem gefluteten Aufnahmeraum (3) in den Flutungstank (5) zurückgepumpt wird und dort für eine erneute Verwendung wieder zur Verfügung steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen wannenförmigen Behälter mit einem Aufnahmeraum zur Lagerung und/oder zum Transport von HV-Batterien und/oder mindestens eines E-Fahrzeugs mit HV-Batterien nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines wannenförmigen Behälters mit einem Aufnahmeraum zur Lagerung und/oder zum Transport von HV-Batterien und/oder mindestens eines E-Fahrzeugs mit HV-Batterien nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
Mit dem Begriff „HV-Batterien“ werden sogenannte Hochvolt-Batterien als Lithium-Ionen-Batterien bezeichnet, wie sie insbesondere in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, sogenannten E-Fahrzeugen, eingesetzt werden. Konkreter werden mit dem Begriff „Lithium-lonen-Batterien“ wiederaufladbare Lithium-Ionen-Akkus mit einem im Vergleich zu konventionellen Batterietechnologien wesentlich höheren Energien verstanden.
Bei technischen Defekten und/oder fehlerhafter Handhabung und/oder einem unsachgemäßen Umgang besteht bei Lithium-Ionen-Batterien eine Brand- und gegebenenfalls Explosionsgefahr, insbesondere bei mechanischen Beschädigungen, thermischen Überlastungen und Überladungen mit starken Temperaturerhöhungen infolge exothermer Vorgänge. Neben einer unsachgemäßen Handhabung liegt eine weitere Gefahrenquelle unmittelbar in den Batteriezellen und Batteriesystemen, wobei hoher elektrischer Strom möglich ist, beispielsweise durch Temperaturerhöhungen, über Lichtbogen, Kurzschlüsse, etc.. Weiter können giftige und/oder brennbare oder explosionsfähige Inhaltsstoffe im Brandfall austreten, insbesondere bei einem Bersten von Batterien und Batteriezellen.
Bei allgemein bekannten Brand- und Löschversuchen hat sich gezeigt, dass Brände von Lithium-Ionen-Batterien ebenso von Geräten, insbesondere von E-Fahrzeugen mit Lithium-Ionen-Batterien mit dem Löschmittel Wasser beherrschbar sind.
Dazu ist eine Behälter zum Bergen havarierter Fahrzeuge, insbesondere von E-Fahrzeugen, bekannt ( DE 10 2016 211 854 B3 ) mit einem Behälterboden mit mehreren Seitenwänden, die einen Aufnahmebereich für das Fahrzeug definieren. Weiter ist eine verschließbare Öffnung, konkret als abklappbare Rückwand, zum Überführen des Fahrzeugs in den oder aus dem Aufnahmebereich am Behälter angeordnet, ebenso wie eine Winde zum Verbringen des Fahrzeugs in den Behälter sowie eine Anzahl von Anschlüssen zum Einleiten und/oder Abführen von Kühl- und/oder Löschmittel in den Aufnahmebereich.
In einer konkreten Ausführungsform ist der Behälter als transportierbarer Abrollcontainer ausgebildet, welcher zu einem havarierten E-Fahrzeug zu transportieren ist. Zudem ist unabhängig davon ein weiterer zusätzlicher Tank mit Löschwasser als Löschflüssigkeit zum havarierten Fahrzeug zu transportieren, in der Nähe des Abrollcontainers zu positionieren und mit den Anschlüssen zum Einleiten von Löschmittel in den Aufnahmebereich zu verbinden. Danach kann der dicht verschlossene Container mit dem darin aufgenommenen E-Fahrzeug mit kritischem HV-Batteriezustand oder brennender HV-Batterie aus dem zusätzlichen Tank geflutet werden.
Ersichtlich ist dabei ein großer Transportaufwand mit einem Zusatztank erforderlich, das eine möglichst schnelle Brandbekämpfung verzögert.
Ein weiteres Problem besteht in der Kontamination des Löschwassers bei der Flutung durch Bestandteile der HV-Batterien, da insbesondere im Zuge der Verbrennung hochtoxische, thermische Zersetzungsprodukte entstehen können. Dies bedingt, dass nach einer Flutung des Containers und nach Beherrschung eines kritischen Brandzustands kontaminiertes Löschwasser einem weiteren externen Tank zugeführt werden muss, mit dem dann das kontaminierte Löschwasser zu einem Entsorgungsbetrieb für eine Aufbereitung und Entsorgung zu transportieren ist. Ein solcher Transport nach einem einzigen Löschwassereinsatz mit anschließender Aufbereitung ist aufwendig und kostenintensiv.
Aus der DE 10 2017 210 615 A1 ist zudem eine Energieliefervorrichtung mit Nutzeinheiten bekannt, die zum Zwecke einer Energieaufnahme oder einer Energieabgabe in einem Schaltungsverbund angeordnet sind. Für die Energieaufnahme sind beispielsweise ein Versorgungsnetz, Solarpaneele oder Brennstoffzellen angegeben. Als Beispiel für die Energieabgabe ist der Ladevorgang einer Traktionsbatterie eines mit der Energieliefervorrichtung gekoppelten Elektrofahrzeugs angegeben. Für die Energieliefervorrichtung ist eine zweistufige Schutzmaßnahme offenbart: In einer ersten präventiven Schutzmaßnahme wird jede Nutzeinheit im Schaltungsverbund auf ein Abschaltkriterium überwacht. Bei einem erfüllten Abschaltkriterium wird eine entsprechende Nutzeinheit, um beispielsweise einen Kurzschluss oder Brand zu verhindern, im Schaltungsverbund von den übrigen Nutzeinheiten abgeschaltet. Die übrigen Nutzeinheiten werden dann weiter für einen Energieaustausch betrieben. Erst wenn diese erste präventive Schutzmaßnahme nicht greift, ist eine pauschale Löschmaßnahme mit Löschflüssigkeit vorgesehen. Dabei können mehrere oder alle Nutzeinheiten mittels einer Löscheinrichtung mit einer Löschflüssigkeit beaufschlagt werden. Die Nutzeinheiten sind in einem wasserdichten Container angeordnet, in dem sich die Löschflüssigkeit während eines Löschvorgangs sammelt und somit einen Brand, das heißt eine offene Flamme, ertränken kann. Zudem kann ein Anschluss zum Abpumpen der Löschflüssigkeit vorgesehen sein. Der gesamte Schaltungsverbund kann mit Löschflüssigkeit beaufschlagt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Behälter mit Brandschutzeinrichtungen vorzuschlagen, der als Lagerbehälter zur Lagerung von HV-Batterien und/oder E-Fahrzeugen mit HV-Batterien oder als Transport-Behälter zum Transport von HV-Batterien und/oder E-Fahrzeugen mit HV-Batterien sowie zur Brandbekämpfung vor Ort bei havarierten E-Fahrzeugen einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 weist der Behälter zusätzlich zum Aufnahmeraum als weiteren Behälterraum einen integrierten, betriebsmäßig mit Löschflüssigkeit, insbesondere mit Löschwasser gefüllten Flutungstank auf, an dem eine steuerbare Ausströmeinrichtung in den Aufnahmeraum angeordnet ist.
Zudem ist eine Steuereinheit vorgesehen, mit der im Bedarfsfall bei kritischen Batteriezuständen im Aufnahmeraum ein Flutungsprozess durch Ansteuerung der Ausströmeinrichtung durchführbar ist, dergestalt, dass der Flutungstank zumindest teilweise entleert wird und der Aufnahmeraum wenigstens bis über ein Batterieniveau mit Löschflüssigkeit geflutet wird.
Weiter ist im oder am Behälter eine mit der Steuereinheit steuerbare Pumpvorrichtung angeordnet, mit wenigstens einer Rückströmpumpe und wenigstens einer angeschlossenen Rückströmleitung zum Aufnahmeraum und zum Flutungstank. Nach dem Ende von kritischen Batteriezuständen im gefluteten Aufnahmeraum ist durch Ansteuerung der Pumpvorrichtung mittels der Steuereinheit ein Rückpumpprozess durchführbar, dergestalt, dass die Löschflüssigkeit aus dem gefluteten Aufnahmeraum in den Flutungstank zurückgepumpt wird und dort für eine erneute Verwendung wieder zur Verfügung steht.
Somit kann vorteilhaft dieselbe Löschflüssigkeit gegebenenfalls in einer Art von Kreislaufführung bei mehreren Flutungsprozessen nacheinander verwendet werden, wobei nach einem Rückpumpenprozess jeweils der Aufnahmeraum keine Löschflüssigkeit mehr enthält und gegebenenfalls dort HV-Batterien oder E-Fahrzeuge wieder entfernt werden können.
Durch den im Behälter integrierten Flutungstank kann vorteilhaft die Löschflüssigkeit, insbesondere Löschwasser, im Behälter mitgeführt werden, so dass ein separater Transport und Anschluss eines separaten Löschwassertanks entfallen kann. Dies führt vorteilhaft zu einem geringeren Transportaufwand und einer schnellen Brandbekämpfung.
Ersichtlich sind der Flutungstank und dessen Befüllung mit Löschflüssigkeit so zu dimensionieren, dass eine Flutung des Aufnahmeraums bis über ein Batterieniveau zur Löschung einer brennenden Batterie und/oder zur Kühlung der Batterie unter eine kritische Zündtemperatur möglich ist. Besonders vorteilhaft ist die steuerbare Pumpeinrichtung für einen Rückpumpprozess der Löschflüssigkeit aus dem Aufnahmeraum wieder zurück in den Flutungstank, so dass nach dem Ende kritische Batteriezustände von im Aufnahmeraum gelagerter HV-Batterien oder von in einem E-Fahrzeug verbauter HV-Batterien, diese wieder aus dem trockenen Aufnahmeraum entnommen werden können, ohne dass ein zusätzlicher externer Tank für eine kontaminierte Löschflüssigkeit erforderlich ist und diese nach nur einem Flutungsprozess aufbereitet und entsorgt werden muss.
Vorteilhaft kann erfindungsgemäß aus dem Flutungstank die Löschflüssigkeit für mehrere Flutungsprozesse entnommen werden, wobei sich die Kontamination der Löschflüssigkeit lediglich anreichert aber die Funktion als Löschflüssigkeit für eine Mehrzahl von Flutungsprozessen erhalten bleibt, da die eventuell vorliegenden Kontaminierungen gering sind.
In einer weiteren Ausgestaltung kann am Flutungstank ein absperrbarer, gegebenenfalls steuerbarer Befüllanschluss, vorzugsweise im oberen Tankbereich, zur externen Befüllung mit Löschflüssigkeit als Frischwasser angebracht werden. Entsprechend kann weiter am Flutungstank und/oder am Aufnahmeraum ein absperrbarer, gegebenenfalls steuerbarer Auslassanschluss, vorzugsweise im unteren Tankbereich und/oder unteren Aufnahmebereich, zur Entleerung von Löschflüssigkeit als kontaminiertes Löschwasser aus dem Behälter angeordnet sein.
Die steuerbare Ausströmeinrichtung am Flutungstank zum Aufnahmeraum hin kann einfach als Ausströmventil ausgeführt sein, welches vorzugsweise im unteren Tankbereich angeordnet ist und elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder von Hand betätigbar sein kann. Grundsätzlich kann auch bei entsprechender Leitungsführung die Rückströmpumpe mittels einer Drehrichtungsumkehr zur Entleerung des Flutungstanks in den Aufnahmeraum verwendet werden.
Vorteilhaft kann in der Rückstromleitung wenigstens ein Filter zur Filterung der zurückgepumpten Löschflüssigkeit eingebaut werden, insbesondere um brandbedingte Feststoffe vom Flutungstank fernzuhalten. Der oder die Filter sind zu kontrollieren und gegebenenfalls zu reinigen oder auszuwechseln.
Weiter können vorteilhaft Analysezugänge zum Flutungstank vorgesehen sein, über die kontaminierte Löschflüssigkeit entnommen werden kann. In einer externen oder gegebenenfalls behälterintegrierten Analyseanlage kann dann der Kontaminationsgrad der Löschflüssigkeit bestimmt werden. Wird hier ein vorgebbarer Schwellwart überschritten, ist es erforderlich die Löschflüssigkeit, gegen eine nicht kontaminierte Löschflüssigkeit, insbesondere gegen Frischwasser, im Flutungstank auszutauschen. Alternativ kann auch eine Zyklenzahl von Flutungsprozessen als Schwellwert vorgegeben werden nach der eine Aufforderung zum Austausch mittels der Steuereinheit durch ein optisches und/oder akustisches Signal erfolgt. Ein Austausch kann auch automatisch erfolgen, insbesondere bei einem oder mehreren stationär angeordneten und an eine Wasserversorgung angeschlossenen Behältern.
Die Energieversorgung für aktive Elemente und Einrichtungen am und im Behälter, zum Beispiel der Steuereinheit und/oder der Ausströmeinrichtung und/oder der Rückströmpumpe und/oder eines steuerbaren Befüllanschlusses und/oder eines steuerbaren Auslassanschlusses, etc. kann insbesondere bei transportierbaren Behältern durch am Behälter angeordnete, wiederaufladbare Batterien und/oder Druckspeicher folgen. Weiter ist eine Energieversorgung über einen Netzanschluss an ein elektrisches Stromnetz möglich, wobei diese Energieversorgung besonders bei stationär aufgestellten Lagerbehältern zweckmäßig ist.
Vorteilhaft werden im Behälter an einer oder mehreren Stellen, gegebenenfalls auch unmittelbar an eingelagerten HV-Batterien befestigte, Temperatursensoren angeordnet, die mit einer Temperaturmesseinrichtung der Steuereinheit verbunden sind, wobei zur Erkennung temperaturkritischer Batteriezustände ein oder mehrere erfasste Temperaturwerte angezeigt und gegebenenfalls an eine externe zentrale Anzeigestelle weitergeleitet werden.
Bei einem erkennbaren Brand oder über einem angezeigten Temperaturschwellwert kann insbesondere bei einer Bergung eines havarierten E-Fahrzeugs manuell ein Flutungsprozes gestartet und durchgeführt werden. Vorzugsweise bei einem Behälter als stationärem Lagerbehälter kann ein bestimmter Temperaturschwellwert auch an der Steuereinheit zur Überwachung vorgegeben werden. Bei Überschreiten eines solchen Temperaturschwellwerts kann dann ein Flutungsprozess automatisch mittels der Steuereinheit gestartet und durchgeführt werden. Zudem kann nach einem Flutungsprozess mittels der Temperaturmesseinrichtung der angestrebte Temperaturrückgang optisch und/oder automatisch überwacht werden. Insbesondere kann damit auch gegebenenfalls das Ende eines kritischen Batteriezustands erfasst werden und der Rückpumpvorgang für die Löschflüssigkeit in den Flutungstank beim Unterschreiten eines unteren Temperaturschwellwerts gestartet werden.
Ein stationär aufgestellter Behälter kann vorteilhaft ständig an ein Wassersystem angeschlossen werden, so dass bei Bedarf Löschwasser aus dem Aufnahmeraum und gegebenenfalls aus dem Flutungstank gesteuert abgezogen und durch neues, kaltes Löschwasser aus dem Wassersystem gesteuert ersetzt und/oder ergänzt werden kann.
Besonders vorteilhaft kann ein überwachtes und sicheres Lagersystem für gelagerte HV-Batterien oder E-Fahrzeuge aus mehreren stationär und parallel aufgestellten Behältern gebildet werden. Die Behälter sind dabei jeweils mit einem Wassersystem und einem Abwassersystem für kontaminiertes Löschwasser sowie mit einem Stromnetz verbunden. Zudem können die Behälter zentral mit einer Steuereinheit überwacht und gesteuert werden. In einer besonders einfachen und kostengünstigen Ausführungsform kann der Behälter als wasserdichter Container, insbesondere als Normcontainer, ausgebildet sein in der Art eines stationären Stand-Containers oder als mit einem Lastkraftwagen transportierbarer Abroll-Container. Gegebenenfalls kann ein Container auch fest auf einem Lastkraftwagen, beispielsweise einem Tieflader, angeordnet sein.
Ein solcher Container kann für eine Beladung oben offen sein oder einen öffenbaren Deckel aufweisen mit sonst festangebrachten Seitenwänden. Eine Beladung mit HV-Batterien und/oder einem E-Fahrzeug kann hier mittels Hebezeug und Kran erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann auch an wenigstens einer Längs- oder Schmalseite des Containers ein dicht verschließbares Tor oder eine Klappe, gegebenenfalls als abklappbare Auffahrtrampe, angeordnet sein.
Vorzugsweise hat der Behälter die Form eines Quaders, insbesondere die eines Norm-Containers mit etwa den Maßen einer Länge von 7000mm, einer Breite von 2250mm und einer Höhe von 2500mm. Auch der Flutungstank soll quaderförmig im Container anschließend an eine Stirnwand angeordnet sein, wobei die Stirnwand und Teile der Seitenwände des Containers Wände des Flutungstanks bilden können, der mit einer Schottwand zum Aufnahmeraum hin begrenzt ist. Der Flutungstank soll dabei etwa die Maße mit einer Länge von 2400mm, die Breite von 2250mm entsprechend der Containerbreite und die Höhe von 2200mm haben.
Über dem Flutungstank können vorteilhaft die Pumpvorrichtung und/oder die Steuereinheit und/oder Elemente einer Energieversorgung angeordnet sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Anhand einer Zeichnung werden Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:

1 einen Stand-Container als Lager-Container mit eingelagerten HV-Batterien;
2 einen Stand-Container als Lagercontainer mit einem darin gelagerten E-Fahrzeug;
3 einen Transport-Container als Abroll-Container mit einem darin aufgenommenen E-Fahrzeug auf einem Transportfahrzeug;
4 eine Seitenansicht eines Containers als wannenförmiger Behälter, in dem ein E-Fahrzeug mit kritischem Batteriezustand eingestellt ist;
5 die Anordnung nach 4 in einer Draufsicht;
6 die Ansicht nach 4 mit einem gefluteten Aufnahmeraum;
7 ein Lagersystem bestehend aus mehreren parallel aufgestellten Containern; und
8 ein Ablaufschema zur Funktion eines Lösch- und Flutungsprozesses.

In den 1 bis 3 ist jeweils ein wannenförmiger Behälter 1 als im geschlossenen Zustand wasserdichter Container 2 zur Lagerung und/oder zum Transport von HV-Batterien und/oder mindestens eines E-Fahrzeugs mit HV-Batterien in unterschiedlichen Einsatzfällen gezeigt. Der Container 2 enthält jeweils einen Aufnahmeraum 3 mit einem daran stirnseitig anschließenden und durch eine Schottwand 4 vom Aufnahmeraum 3 getrennten Flutungstank 5. (Bei den 1 bis 6 ist jeweils die sichtseitige Seitenwand weggelassen.)
In 1 ist der Container 2 als stationärer Stand-Container ausgeführt, in dem im Aufnahmeraum 3 eine Mehrzahl von schematisch dargestellten HV-Batterien 6 eingelagert sind. Der Container 2 nach 1 hat gegenüberliegend zum Flutungstank 5 für eine einfache Beladung ein dicht verschließbares Tor 22.
Auch der Container 2 nach 2 ist als Stand-Container ausgebildet, wobei im dicht geschlossenen Aufnahmeraum 3 ein E-Fahrzeug 7 gelagert und abgestellt ist. Die HV-Batterien 6 sind hier im Bodenbereich des E-Fahrzeugs 7 eingebaut. Das eingestellte E-Fahrzeug 7 wird hier auf brandkritische Betriebszustände der HV-Batterien 6 überwacht und gegebenenfalls werden die weiter unten detailliert dargestellten Brandschutzmaßnahmen gesteuert ausgeführt.
In 3 ist der Container 2 mit eingestelltem E-Fahrzeug 7 als Transport-Container in der Art eines Abroll-Containers ausgeführt, der mit einer Hebevorrichtung 8 auf eine Ladefläche eines Lastkraftwagens 9 gezogen oder von dieser nach hinten auf den Boden abgestellt werden kann. Der Container nach 3 ist insbesondere geeignet zum Bergen havarierter E-Fahrzeuge oder gegebenenfalls für einen sicheren überwachten Transport von E-Fahrzeugen. Gegebenenfalls kann ein Container 2 auch fest auf der Ladefläche eines Lastkraftwagens, insbesondere eines Tiefladers mit geringer Beladehöhe montiert sein.
In 4 ist der Container 2 als Stand-Container oder Transport-Container verwendbar mit weiteren Details dargestellt. 5 zeigt eine Draufsicht entsprechend 4:

Der Behälter 1 als Container 2 entspricht einem Norm-Container mit etwa den Maßen 7000mm lang, 2500mm hoch und 2250 mm breit. Der durch die Schottwand 4 vom Aufnahmeraum 3 getrennte Flutungstank 5 ist hier 2400mm lang, 2200mm hoch und entsprechend der Containerbreite 2250mm breit. Der Flutungstank 5 ist hier bis zu einem oberen Niveau 11 mit Löschwasser 10 gefüllt, welches für eine Flutung des Aufnahmeraums 3 zur Verfügung steht.

Dazu ist eine Ausströmeinrichtung in der Art eines steuerbaren Ausströmventils 12, vorzugsweise als Magnetventil, im unteren Bereich der Schottwand 4 angeordnet, das im normalen Betriebsfall geschlossen ist. Am Flutungstank 5 sind zudem zum Befüllen mit Frischwasser ein schematisch angedeuteter Befüllanschluss 13 sowie zur Entleerung von kontaminiertem Löschwasser nach außen ein Auslassanschluss 14 angeordnet.
Wie in 5 schematisch dargestellt, sind an Seitenwänden des Containers 2 in Höhe der HV-Batterien 6 des E-Fahrzeugs 7 Temperatursensoren 29a, 29b, 29c, 29d angeordnet, die mit einer (nicht dargestellten) Temperaturmesseinrichtung einer gegebenenfalls über dem Flutungstank 5 angeordneten Steuereinheit 15 verbunden sind. Erfasste Temperaturwerte können dabei an der Steuereinheit 15 oder auch extern in einer Fernsteuereinheit angezeigt und überwacht werden. Beim Überschreiten eines bestimmten Temperaturschwellwerts, der auf einen kritischen, möglicherweise gefährlichen Zustand der HV-Batterien 6 hinweist, kann ein Flutungsprozess automatisch mittels der Steuereinheit 15 oder gegebenenfalls auch von Hand durch Öffnen des Ausströmventils 12 gestartet werden, so dass sich das Löschwasser 10 aus dem Flutungstank 5 so weit in den Aufnahmeraum 3 ergießt, bis sich im Flutungstank 5 und im Aufnahmeraum 3 ein gemeinsames Löschwasserniveau 16 einstellt. Der Flutungstank 5 und der Aufnahmeraum 3 in Verbindung mit der Füllhöhe des Löschwassers 10 im befüllten Flutungstank 5 sind so dimensioniert, dass nach der Flutung das Löschwasserniveau 16 oberhalb der HV-Batterien 6 liegt, so dass diese effektiv gekühlt oder gegebenenfalls gelöscht werden, wie dies in 6 dargestellt ist.
Durch visuelle Beobachtung insbesondere eines Rückgangs der erfassten Temperaturwerte im gefluteten Löschwasser 10 nach 6 kann auf das Ende eines kritischen Batteriezustands geschlossen werden. Wenn ein unkritischer Temperaturwert erreicht wird, kann manuell oder mittels der Steuereinheit automatisch ein Rückpumpprozess gestartet werden.
Dazu ist hier über den Flutungstank 5 eine Rückströmpumpe 17 angeordnet, an die eine Saugleitung als Rückströmleitung18 mit einem endseitigen Saugkopf 19 im Bodenbereich des Aufnahmeraums 3 angeschlossen ist. In der Rückstromleitung 18 ist zudem ein Filter 20 angeordnet und von der Rückströmpumpe 17 führt eine Ausströmleitung als weitere Rückstromleitung 21 in den Flutungstank 5. Der Rückpumpprozess wird solange durchgeführt, bis bei geschlossenem Ausströmventil 12 das kontaminierte Löschwasser aus dem Aufnahmeraum 3 wieder in den Flutungstank 5 vollständig zurückgepumpt ist, was beispielsweise durch eine oder mehrere Durchfluss- und/oder Niveausensoren detektierbar ist. Damit ist die Ausgangsposition vor dem Flutungsprozess wie in 4 dargestellt, wieder erreicht, und das Fahrzeug 7 kann aus dem trockenen Aufnahmeraum 3 wieder herausbefördert werden. Dazu ist beispielsweise in 4 eine dicht verschließbare Rückwand des Containers 2 zu einer Ausfahrrampe 22a abklappbar. Alternativ kann das E-Fahrzeug 7, insbesondere als havariertes, nicht mehr fahrbereites E-Fahrzeug von oben her mit einem Kran in einen oben offenen Container 2 oder bei einem geöffneten Containerdeckel in den Aufnahmeraum 3 gehoben und aus diesem wieder herausgehoben werden. Auch einzulagernde HV-Batterien können von oben in einen Container 2 gehoben werden, so dass keine seitlichen Tore oder Klappen erforderlich sind.
In 7 ist schematisch in einer Draufsicht ein Lagersystem 23 dargestellt, bei dem hier vier Container 2a, 2b, 2c, 2d stationär und parallel aufgestellt sind. In die Container 2a bis 2d können vorzugsweise eine Mehrzahl von HV-Batterien vor ihrem Verbau in E-Fahrzeuge sicher eingelagert und überwacht werden. Alternativ ist auch eine überwachte Lagerung von E-Fahrzeugen beispielsweise vor einer Auslieferung möglich.
Die Container 2a bis 2d des Lagersystems 23 sind jeweils über Leitungen mit einem Wassersystem 24, einem Abwassersystem 25 für kontaminiertes Löschwasser sowie mit einem Stromnetz 26 verbunden. Die Container 2a bis 2d werden hiervon einer zentralen Steuereinheit 15 überwacht und gesteuert. Die zentrale Steuereinheit 15 ist hier mit einer Antenne 27 über Funk mit zugeordneten containerseitigen Modulen und dortigen Funkantennen 28a, 28b, 28c, 28d verbunden. Beispielhaft ist hier der Container 2b mit sechs HV-Batterien 6 bestückt, die durch eine stirnseitige Tür 7 eingelagert worden sind.
In 8 ist ein Flussschema betreffend die erfindungsgemäßen Brandschutzmaßnahmen dargestellt:

Im Aktionsrechteck 30 wird die Brandschutzüberwachung bei bereits in einen dichten Aufnahmeraum 3 eingelagerten HV-Batterien 6 oder eines eingestellten E-Fahrzeugs 7 aktiviert.

In der nachfolgenden Entscheidungsraute 31 wird überprüft, ob der Flutungstank 5 bei geschlossenem Ausströmventil 12 voll ist, wenn nicht, wird entsprechend dem Aktionsrechteck 32 das Ausströmventil 12 geschlossen und der Flutungstank 5 vollgefüllt.
In der Entscheidungsraute 33 wird ermittelt, ob eine Kontamination des Löschwassers 10 unter einem Schwellwert einer zulässigen Maximalkontamination liegt oder gegebenenfalls unter einer zulässigen Anzahl von Flutungszyklen liegt. Wenn diese Werte überschritten sind, wird gemäß dem Aktionsrechteck 34 das Löschwasser 10 gegen Frischwasser getauscht.
Ist dagegen das Löschwasser 10 noch in Ordnung, wird in der Entscheidungsraute 35 überprüft, ob die ermittelte Temperatur der überwachten HV-Batterien 6 über einem kritischen Schwellwert liegt, falls dies nicht der Fall ist, beginnt der Überprüfungszyklus von neuem.
Wird dagegen eine Schwellwertüberschreitung der Temperatur festgestellt, wird gemäß dem Aktionsrechteck 36 der Flutungsprozess gestartet, indem das Ausströmventil 12 am Flutungstank 5 geöffnet wird, so dass die HV-Batterien 6 mit Löschwasser 10 überflutet werden.
Gemäß der Entscheidungsraute 37 erfolgt weiter eine Überwachung der Temperatur der HV-Batterien 6. Wenn die Temperatur unter einen zulässigen Schwellwert gefallen ist und damit eine Überhitzungs- und/oder Brandgefahr als beendet angenommen werden kann, wird gemäß dem Aktionsrechteck 38 das Ausströmventil 12 am Flutungstank 5 geschlossen und die Rückströmpumpe 17 aktiviert. In der Entscheidungsraute 39 wird beispielsweise mit einem Niveausensor festgestellt, ob der Flutungstank wieder mit Löschwasser gefüllt ist. Wenn dies der Fall ist, wird gemäß dem Aktionsrechteck 40 die Rückströmpumpe 17 wieder ausgeschaltet und der Durchlauf wird wieder neu aktiviert.
Bezugszeichenliste

1: Behälter
2: Container
2a: Container
2b: Container
2c: Container
2d: Container
3: Aufnahmeraum
4: Schottwand
5: Flutungstank
6: HV-Batterien
7: E-Fahrzeug
8: Hebevorrichtung
9: Lastkraftwagen
10: Löschwasser/Löschflüssigkeit
11: Löschwassern iveau
12: Ausströmventil/Ausströmeinrichtung
13: Befüllanschluss
14: Auslassanschluss
15: Steuereinheit
16: Löschwassern iveau
17: Rückströmpumpe
18: Rückströmleitung
19: Saugkopf
20: Filter
21: weitere Rückströmleitung
22: Tor
22a: Rückwand-Klappe
23: Lagersystem
24: Wassersystem
25: Abwassersystem
26: Stromnetz
27: Antenne
28a, b, c, d: Antennen
29a, b, c, d: Temperatursensoren
30: Aktionsrechteck
31: Entscheidungsraute
32: Aktions-Rechteck
33: Entscheidungsraute
34: Aktions-Rechteck
35: Entscheidungsraute
36: Aktionsrechteck
37: Entscheidungsraute
38: Aktionsrechteck
39: Entscheidungsraute
40: Aktionsrechteck

Claims

Wannenförmiger Behälter (1) mit einem Aufnahmeraum (3) zur Lagerung und/oder zum Transport von HV-Batterien (6) und/oder mindestens eines E-Fahrzeugs (7) mit HV-Batterien (6), dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Aufnahmeraum (3) der Behälter (1) als weiteren Behälterraum einen integrierten betriebsmäßig mit Löschflüssigkeit gefüllten Flutungstank (5) aufweist, dass der Flutungstank (5) eine steuerbare Ausströmeinrichtung (12) in den Aufnahmeraum (3) aufweist, dass eine Steuereinheit (15) vorgesehen ist, mit der im Bedarfsfall bei kritischen Batteriezuständen im Aufnahmeraum (3) ein Flutungsprozess durch Ansteuerung der Ausströmeinrichtung (12) durchführbar ist, dergestalt, dass der Flutungstank (5) zumindest teilweise entleert wird und der Aufnahmeraum (3) wenigstens bis über ein Batterieniveau mit Löschflüssigkeit (10) geflutet wird, und dass weiter im oder am Behälter (1) eine mit der Steuereinheit (15) steuerbare Pumpvorrichtung angeordnet ist mit wenigstens einer Rückströmpumpe (17) und wenigstens einer angeschlossenen Rückströmleitung (18, 21) zum Aufnahmeraum (3) und zum Flutungstank (5), mit der nach dem Ende von kritischen Batteriezuständen im gefluteten Aufnahmeraum (3) durch Ansteuerung der Pumpvorrichtung mittels der Steuereinheit (15) ein Rückpumpprozess durchführbar ist, dergestalt, dass die Löschflüssigkeit (10) dem gefluteten Aufnahmeraum (3) in den Flutungstank (5) zurückgepumpt wird und dort für eine erneute Verwendung wieder zur Verfügung steht.
Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flutungstank (5) einen absperrbaren, gegebenenfalls steuerbaren Befüllanschluss (13), vorzugsweise im oberen Tankbereich, zur externen Befüllung mit Löschflüssigkeit (10) als Frischwasser aufweist, und dass der Flutungstank (5) und/oder der Aufnahmeraum (3) einen absperrbaren, gegebenenfalls steuerbaren Auslassanschluss (14), vorzugsweise im unteren Tankbereich und/oder Aufnahmeraumbereich, zur Entleerung aus dem Behälter (1) von Löschflüssigkeit (10) als kontaminiertes Löschwasser zur Entsorgung aufweist.
Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Ausströmeinrichtung am Flutungstank in den Aufnahmeraum (3) ein von Hand oder hydraulisch oder pneumatisch oder elektrisch betätigbares Ausströmventil (12) ist und vorzugsweise im unteren Tankbereich angeordnet ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückströmleitung (18) wenigstens ein Filter (20) eingebaut ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Analysezugänge zum Flutungstank (5) vorgesehen sind zur Entnahme von Löschflüssigkeit (10), insbesondere zur Entnahme von kontaminiertem Löschwasser und zur Bestimmung eines Kontaminationsgrads mit einer Analyseanlage, und dass ein Schwellwert für einen Kontaminationsgrad an der Steuereinheit (15) vorgegeben wird und bei dessen Überschreitung oder nach einer vorgebbaren Zyklenzahl von Flutungsprozessen ein optisches und/oder akustisches Signal als Aufforderung zu einem Austausch der Löschflüssigkeit (10) erfolgt oder ein Austausch insbesondere bei einem oder mehreren stationär angeordneten und an eine Wasserversorgung angeschlossenen Behältern (1) gesteuert automatisch erfolgt.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der Steuereinheit (15) und/oder der Ausströmeinrichtung (12) und/oder der Rückströmpumpe (17) und/oder eines steuerbaren Befüllanschlusses (13) und/oder eines steuerbaren Auslassanschlusses (14) und/oder einer Analyseanlage über eine am Behälter angeordnete wiederaufladbare Batterie und/oder einen Druckspeicher und/oder einen Netzanschluss eines elektrischen Stromnetzes (26) erfolgt.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (1) an einer oder mehreren Stellen, gegebenenfalls an eingelagerten HV-Batterien (6) befestigte, Temperatursensoren (29a, 29b, 29c, 29d) angeordnet sind, die mit einer Temperaturmesseinrichtung der Steuereinheit (15) verbunden sind, und dass ein oder mehrere erfasste Temperaturmesswerte angezeigt, gegebenenfalls an eine externe, zentrale Anzeigestelle weitergeleitet werden und dass über einem bestimmten, vorgegebenen Temperaturschwellwert manuell ein Flutungsprozess gestartet und durchgeführt wird und/oder dass ein bestimmter Temperaturschwellwert an der Steuereinheit (15) vorgegeben wird und über diesem Temperaturschwellwert ein Flutungsprozess automatisch mittels der Steuereinheit (15) gestartet und durchgeführt wird und/oder dass ein Temperaturrückgang nach einer Flutung optisch und/oder automatisch überwacht wird und bei einem Rückgang auf einen unkritischen Temperaturwert ein Rückpumpprozess gestartet wird.
Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) stationär aufgestellt und an ein Wassersystem (24) angeschlossen ist, und dass bei keinem oder nur relativ geringem Temperaturrückgang im Löschwasser nach einer Flutung Löschwasser (10) aus dem Aufnahmeraum (3) und gegebenenfalls aus dem Flutungstank (5) gesteuert abgezogen und durch neues, kaltes Löschwasser aus dem Wassersystem (24) gesteuert ersetzt und/oder ergänzt wird.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Behälter (1) stationär parallel als Lager für eine Mehrzahl von in den Behältern (1) eingelagerten HV-Batterien (6), und/oder Fahrzeugen (7) aufgestellt sind, dass die Behälter (1) stationär jeweils mit einem Wassersystem (24) und einem Abwassersystem (25) für kontaminiertes Löschwasser (10) sowie jeweils mit einem Stromnetz (26) verbunden sind, und dass die Behälter (1) zentral mit einer Steuereinheit (15) überwacht und gesteuert werden.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) ein wasserdichter Container (2) ist, als stationärer Stand-Container oder als mit einem Lastkraftwagen (9) transportierbarer Abroll-Container oder als fest auf einem Lastkraftwagen (9) angeordneter Container.
Behälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Container (2) für eine Beladung oben offen ist oder einen öffenbaren Deckel aufweist und/oder an wenigstens einer Längs- oder Schmalseite ein dicht verschließbares Tor (22) oder eine Klappe (22a) gegebenenfalls als klappbare Auffahrtrampe aufweist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) als Norm-Container (2) die Maße mit ca. einer Länge von 7000mm, einer Breite von 2250mm und einer Höhe von 2500mm aufweist, und dass der Flutungstank (5) als quaderförmiger Tank im Container (2) anschließend an eine Stirnwand angeordnet ist, mit ca. einer Länge von 2400mm, einer Breite von 2250mm entsprechend der Containerbreite und einer Höhe von 2200mm.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Flutungstank (5) die Pumpvorrichtung und/oder die Steuereinheit und/oder Elemente einer Energieversorgung angeordnet sind.
Verfahren zum Betrieb eines wannenförmigen Behälters (1) mit einem Aufnahmeraum (3) zur Lagerung und/oder zum Transport von HV-Batterien (6) und/oder mindestens eines E-Fahrzeugs (7) mit HV-Batterien (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) zusätzlich zum Aufnahmeraum (3) als weiteren Behälterraum einen integrierten betriebsmäßig mit Löschflüssigkeit gefüllten Flutungstank (5) aufweist, dass der Flutungstank (5) eine steuerbare Ausströmeinrichtung (12) in den Aufnahmeraum (3) aufweist, dass eine Steuereinheit (15) vorgesehen ist, mit der im Bedarfsfall bei kritischen Batteriezuständen im Aufnahmeraum (3) ein Flutungsprozess durch Ansteuerung der Ausströmeinrichtung (12) durchgeführt wird ist, dergestalt, dass der Flutungstank (5) zumindest teilweise entleert wird und der Aufnahmeraum (3) wenigstens bis über ein Batterieniveau mit Löschflüssigkeit (10) geflutet wird, und dass weiter im oder am Behälter (1) eine mit der Steuereinheit (15) steuerbare Pumpvorrichtung angeordnet ist mit wenigstens einer Rückströmpumpe (17) und wenigstens einer angeschlossenen Rückströmleitung (18, 21) zum Aufnahmeraum (3) und zum Flutungstank (5), mit der nach dem Ende von kritischen Batteriezuständen im gefluteten Aufnahmeraum (3) durch Ansteuerung der Pumpvorrichtung mittels der Steuereinheit (15) ein Rückpumpprozess durchgeführt wird dergestalt, dass die Löschflüssigkeit (10) dem gefluteten Aufnahmeraum (3) in den Flutungstank (5) zurückgepumpt wird und dort für eine erneute Verwendung wieder zur Verfügung steht.