EP3191195A1 - Verfahren zum betrieb einer vorrichtung zur beherrschung eines brandes oder stoffaustrittes, insbesondere für lithiumbatterien - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer vorrichtung zur beherrschung eines brandes oder stoffaustrittes, insbesondere für lithiumbatterien

Info

Publication number
EP3191195A1
EP3191195A1 EP15771869.3A EP15771869A EP3191195A1 EP 3191195 A1 EP3191195 A1 EP 3191195A1 EP 15771869 A EP15771869 A EP 15771869A EP 3191195 A1 EP3191195 A1 EP 3191195A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
neutralizer
fire
foam
operating
application
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP15771869.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Schäfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Envites Energy Gesellschaft fur Umwelttechnik und Energiesysteme Mbh
Original Assignee
Envites Energy Gesellschaft fur Umwelttechnik und Energiesysteme Mbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Envites Energy Gesellschaft fur Umwelttechnik und Energiesysteme Mbh filed Critical Envites Energy Gesellschaft fur Umwelttechnik und Energiesysteme Mbh
Publication of EP3191195A1 publication Critical patent/EP3191195A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
    • A62C99/0036—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using foam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/002—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for warehouses, storage areas or other installations for storing goods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/06—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places of highly inflammable material, e.g. light metals, petroleum products
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C35/00—Permanently-installed equipment
    • A62C35/02—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C5/00—Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • A62C5/02—Making of fire-extinguishing materials immediately before use of foam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for the safe control of a fire or material leakage and the reduction of its spread and effects, in particular for lithium batteries.
  • Such a device according to the invention and a method for the safe control of a fire or substance leakage and the reduction of its spread and effects, especially for lithium batteries should be targeted particularly preferred for the safe control of a battery fire, to avoid hazards from particular fires or fire consequences that still today basically considered in the prior art to be difficult or impossible or not optimally controllable, for the practice, contribute.
  • the invention can be applied extensively, including to preparations, products, use and promotion in the context of life cycles (in the sense of regulatory or normative terms), other flammable substances or products or (semi) electrically powered fuel cell vehicles, all products and Products, electric vehicles or energy systems, equipment and machinery, warehouses, combinations, infrastructures, collection points, recycling facilities, aircraft and the like, even be applied.
  • the invention will be described essentially with reference to batteries as energy storage, especially large-scale ionic or metallic, of lithium-ion batteries, for use along the entire value chain. There is a significance for transports and transport processes, especially with dangerous goods such as lithium batteries. This in the context of the protection of life, nature, infrastructures and investments of many kinds and respects.
  • Batteries and energy systems generally play an important role in the efficiency and individually determined society as well as in public transport / economy and the like. However, it can also be seen that these energy systems, which can store and release more and more energy and power, can develop fire events in extreme misuse, some of which, as in the following example, with the help of lithium-ion batteries are difficult to extinguish without having more significant, damaging or even more dangerous effects (dangerous heat, explosions (oxyhydrogen), fumes, fire etc.).
  • a consequence of overheating or an internal short circuit may be a battery burn, which is currently the subject of discussion in the case of lithium batteries in particular. These things are certainly rare, but can hardly be prevented in the worst case by a protective electronics or any other measure nor be reduced completely without danger and residual risk.
  • batteries are hermetically sealed (lithium-ion batteries, Li-polymer, Li-metal), but in the event of damage to or opening of safety devices or bursting of the enclosure, dangerous, sudden reactions may occur.
  • the preferably embedded in the carbon lithium can react with water with flame formation. Hydrogen or HF (hydrofluoric acid) may be liberated during the reaction of the lithium with the electrolyte as well as with the extinguishing agent. Other toxic reaction products are also regularly produced in significant amounts. Forming hydrogen can form ignitable mixtures with the ambient air and burn off abruptly.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2004 004 403 A1 describes a compressed-air foam system for use in extinguishing fire, comprising a line, a water flow sensor, a foam dosing device, an air line, an air flow sensor, an air flow control valve and a system control.
  • the water flow sensor is configured to sense a water flow rate through the conduit.
  • the airflow sensor is configured to sense an airflow rate through the airline.
  • the system controller has a user-settable ratio input.
  • the system controller is configured to receive the sensed water flow rate to receive the sensed air flow rate to output a first control signal to the airflow control valve and to output a second control signal to the foam dispenser.
  • the system controller automatically adjusts the first and second control signals to maintain a ratio of air flow to foam flow based on the user adjustable ratio input.
  • Dangers can in particular result from substances and preparations or products already at the beginning of unforeseen substance leakage. These can propagate in the sense that such a material outlet for ignition possibly further contributes to heating and ultimately enters a thermal runaway.
  • a thermal runaway In a module or in a battery assembly, as they occur today in cars, then the thermal runaway can reproduce itself, which identifies the expert under propagation.
  • venting are typically rather fast and large amounts of flue gases, which represent a particular hazard. Under certain circumstances it can also come to eruptive processes with detonation character. The latter is largely excluded by overpressure devices and by other measures in the art by the battery manufacturers. Battery fires, thermal runaway, etc. are reported.
  • the object of the present invention is to provide an improved method and an improved apparatus for controlling a fire or a substance leakage.
  • the inventive method for operating a device for controlling a fire or substance leakage, in particular for lithium batteries, which comprises a hot foam extinguishing system and a device for applying at least one neutralizer comprises the following steps:
  • Hot foam in the context of the invention is understood to mean a foam which is up to at least 1200 ° C is heat resistant and is foamed in hot foam generators up to 600-fold, according to particular embodiments, up to 1200-fold.
  • a neutralizer in the context of the present invention is intended to prevent at least one danger from escaping or even only temporarily forming hazards.
  • toxic substance is taken up, also bound or reacted, or in a possible manner, for example also purely physically or biologically neutralized.
  • the apparatus further comprises means for applying at least one reaction accelerator and the additional step of applying the at least one reaction accelerator.
  • the application of the reaction accelerator separately and in time before or after the application of the hot foam or time before or after the application of the neutralizer or simultaneously with the application of the hot foam or the neutralizer feasible.
  • reaction accelerator is thus independent of time of use of the neutralizer and / or hot foam.
  • reaction accelerator can be applied separately or in a suitable sequence before, after or simultaneously with the neutralizer and / or the hot foam.
  • the device further comprises, in addition to the means for applying a neutralizer and / or hot foam, means for applying at least one hazard inhibitor, and the additional step of applying the at least one hazard inhibitor.
  • the application of the hazard inhibitor separately and in time before or after the application of the hot foam or time before or after the application of the neutralizer or simultaneously with the application of the hot foam or the neutralizer feasible.
  • the application of the hazard inhibitor is thus independent of time of use of the neutralizer and / or the hot foam.
  • the hazard inhibitor can be used separately or in a suitable Run before, after or together with the neutralizer and / or the hot foam can be applied.
  • the apparatus in addition to the means for using a neutralizer and / or hot foam and / or reaction accelerator, the apparatus further comprises means for applying at least one hazard inhibitor, and the additional step of applying the at least one hazard inhibitor.
  • the application of the hazard inhibitor separately and before or after the application of the hot foam or before or after the application of the neutralizer or the reaction accelerator or simultaneously with the application of the hot foam or the neutralizer or the reaction accelerator feasible.
  • the hazard inhibitor thus temporally independent of an application of the neutralizer and / or the hot foam and / or the reaction accelerator.
  • the hazard inhibitor can be applied separately or in a suitable sequence before, after or together with the neutralizer and / or the hot foam and / or the reaction accelerator.
  • the application of the hot foam, and / or the neutralizer, and / or the reaction accelerator and / or the risk inhibitor takes place several times.
  • the sequence of application of the method steps is carried out depending on the present situation of a substance leakage or fire.
  • at least a portion of the applied hot foam is already preformed before the detection of a fire or material leakage and stored in a buffer memory.
  • the neutralizer and / or the reaction accelerator and / or the hazard inhibitor are already preformed before the detection of a fire or substance leakage and stored in a buffer storage.
  • the supply of hot foam and / or neutralizer and / or reaction accelerator and / or hazard inhibitor in the buffer storage is quickly available and can be reproduced from the supply in the process and thus permanently available constantly.
  • the neutralizer and / or the reaction accelerator and / or hazard inhibitor are added to the hot foam when the hot foam extinguishing system is triggered.
  • the device is in signal connection to at least one sensor system, by means of which parameters such as, for example, the temperature or operating data are detected and transmitted, wherein at least one step of the method is triggered by means of the sensor system.
  • a further embodiment of the method has the further step of detecting the neutralizer activity by an indicator action or by a reaction product of the neutralizer.
  • a neutralizer is used, in which a particular chemical see reaction in the neutralization of a substance from the outside is recognizable, for example by changing the properties of the neutralizer such as the color, the temperature or physical properties such as viscosity or a phase transition (eg liquid too solid: setting or failure) of the product.
  • substances which indicate the neutralization such as, for example, CO 2 released .
  • a further embodiment of the method has the further step of eliminating the consequences of the preceding steps, in particular if there is no further danger from the dangerous goods.
  • a device for controlling a fire or substance leakage, in particular for lithium batteries is proposed, which is designed to carry out the out-going method described.
  • An embodiment of this device binds at least one arrangement part in the vicinity of the expansion-limiting device.
  • a further embodiment of this device has a guide, which serves to protect the extinguishing effect and / or to accelerate the reaction.
  • a further embodiment of this device has a buffer memory in which pre-formed hot foam can be stored even before the detection of a fire or substance leakage.
  • a further embodiment of this device has at least one buffer store, in which preformed neutralizer and / or the reaction accelerator and / or the risk inhibitor can already be stored before the detection of a fire or substance.
  • a neutralizer is also proposed for use in a device for controlling a fire or substance leakage, in particular for lithium batteries as described above, as well as for use in the previously described method for operating such a device, whereby a risk arises from the use of the neutralizer of emerging or even only temporarily forming hazards due to a fire or substance leakage by neutralizing the hazard can be prevented.
  • the neutralizer neutralizes a fire or material leakage by temperature conversion.
  • the neutralizer is optionally used only once or repeatedly when the device is triggered, for example on the basis of measurement results or on suspicion or predicative.
  • the neutralizer receives a pulp, binds and / or converts it, in particular neutralizes it physically and / or biologically and / or chemically.
  • Lithium batteries are energy storage devices, such as ionic systems or batteries, whose definitions and classifications can be found in particular in the test manual UN 38.3, Tests and Criteria, and can then apply the invention. For these batteries in particular there are entries in the list of dangerous goods.
  • the device consists according to a preferred example of an extinguishing device, in particular with at least one foam generator.
  • the device can be completely independent of the battery resp. be the object to be deleted, such as separately in a system, stationary or mobile, in an airplane or in any other possible form.
  • the method task is consequently solved by at least one step in one step
  • one or more media can be used at least in one step.
  • An extinguishing effect within the meaning of the invention can also consist only in receiving a substance outlet and / or neutralizing it.
  • An extinguishing effect in the sense of the invention can be per se, cumulative or in any sequence and combination, depending on the event and fire load and safety requirement.
  • substances and media of various types and combinations may be arranged or used, in at least one step of the process.
  • a deletion effect can be achieved secondarily, in interrupting a propagation and / or interrupting a deletion, at least temporarily.
  • the method for the safe control of a fire or substance leakage and the reduction of its spread and effects especially for lithium batteries is preferably by using an extinguishing method such as a 1200 ° C resistant hot foams (hot foam), quasi dry foam (expansion ratio E> 11) solved.
  • Extinguishing method is within the meaning of the invention, any influence, which may preferably also consist in the omission of an influence.
  • Dry foam can be any extinguishing foam solution or process step. Also preferably a water content, vapor content or mist content is preferably variable. Preference is given to all types of foam or foaming agents, with or without additive or additive complexes. Preferably, a neutralizer is added to the foaming agent or added in the same course, if not mix as a slurry or separate phase. This can happen to preferred foaming agents, such as protein foaming agents or synthetic foaming agents of all kinds, in at least one method step, preferably via the inventive device.
  • preferred foaming agents such as protein foaming agents or synthetic foaming agents of all kinds
  • compositions Preference is given to using a synthetic water-film-forming foam extinguishing agent based on surface-active and surface-active agents. Special fluorine- or fluorine-free components, tensides, foam stabilizers and antifreeze form the basis.
  • the compositions preferably give a high-viscosity foam, at least in one process step.
  • a preferred agent can be foamed very well, usually under pressure, as heavy or light and medium foam and creates according to a preferred embodiment due to the water film-forming and anti-reglomeration ingredients the prerequisite for a quick and sustainable extinguishing success especially in fires.
  • the foaming agent solution emerging from the foam preferably forms the water film. It enhances the extinguishing performance, flowability and the special burnback resistance.
  • the extinguishing time is significantly shortened and the fire is cooled.
  • the water film preferably also extinguishes where the fire surface is covered only to a limited extent by foam or prevents flashbacks where the foam cover is torn open, preferably in at least one of the inventive steps.
  • the foam is preferably oil-repellent (oleophobic), ie it does not burden itself with flammable material and is excellently suitable for the direct task on the flammable material, eg via monitors as well as for "sub-surface” foaming. Plastics are evenly covered and wetted intensively.
  • the foam is preferably stable and, in combination with the water film, sustainably covers fire surfaces in a gastight manner according to a preferred embodiment.
  • a neutralizer is used at least briefly and in one step.
  • Batteries are preferably constructed to be stable on a regular basis, ie the design-in will generally grant a secure reception and fixation of the preferred prismatic or cylindrical cells even in the case of the thermal runaway of the battery.
  • batteries are all energy and storage systems, independent of one or more transducers or power regulators, of their electrochemical type, structure or design or storage step.
  • all substances, preparations or products and the like are usually include high fire loads and are critical in their possible hazards to subsume. Further also technical systems, infrastructures, airplanes, engines, storerooms.
  • these are also hazardous substances, goods and, preferably, ionic batteries, such as lithium batteries, especially those of the large formats on the cell level as well as on the battery level.
  • Power storage devices in the invention are preferably electrochemical storage media or electrostatic charge storages, also in any combination or offered together for transport.
  • Electrochemical storage media comprise a battery cell set (battery, accumulator, rechargeable battery) with at least one individual rechargeable cell or rechargeable battery cells.
  • batteries are exemplary of all potential cases of preferably relatively high fire loads to be considered within the meaning of the invention, for which the invention is preferably suitable.
  • batteries for the purposes of this invention as energy systems or energy storage or power storage esp. converter or generator or network and distribution equipment, also defined as follows.
  • These may be components such as cells or modules, batteries, bat- teriebau theme and the like, and fuel cells, turbines, engines, transmissions, cooling, tempering devices, transformers other products or substances and their mixtures, types or derivatives act.
  • the hot foam preferably prevents electrical short circuits or at least reduces their danger.
  • the foam prevents ignition of the flue gases or in the flue gas.
  • this BMMS monitors the battery assembly always, even in sleep mode or during maintenance or removal of a battery assembly in the battery compartment, so that no hazards, dangerous heat developments and the like can be overlooked in the potential disaster case. For the purposes of the present invention, in particular such incidents are addressed.
  • the BMS or the BMMS is coupled to the separation and / or the process. It is of particular inventive advantage if the BMS or the BMMS sets the method according to the invention in motion via a regulation which is advantageously of redundant design, as described here.
  • gas or combustion gases here also called fire gases for the invention
  • fire gases gas or combustion gases
  • Certain battery systems with lithium iron phosphates and PVDF / anodes with graphite show higher gas volumes than lithium iron phosphates and SBR / anodes with graphite or mixed oxide systems with a NMC (nickel manganese cobalt), optionally with lithium manganate added or mixed.
  • NMC nickel manganese cobalt
  • the system can ignite due to a short circuit or even self-ignition.
  • Gasoline fires are usually more difficult to control and spread to the entire vehicle.
  • Battery fires have also been generated by equipment or device faults, such as electronic cigarettes or dive lights. The battery burn preferably does not spread to the entire vehicle, the batteries are fixed and the inventive solution ensures that any hazards are eliminated.
  • Such device errors may also be due to operator error or chargers, resp. Inverter or the on-board electronics of a vehicle are generated.
  • Creeping smoke is preferably neutralized by means of a neutralizer or at least one essential hazardous substance (dangerous goods defintions), at least in one process step of this invention.
  • a neutralizer or at least one essential hazardous substance (dangerous goods defintions)
  • This is preferably done in at least one process step with lime, lime or Calzi- umanhydrit (anhydrous gypsum).
  • this can take place in a temporary controlled combustion process step with the optional use of a reaction accelerator.
  • this reaction is resp. their reaction sequences are completely foamed.
  • reaction products are collected in at least one step, and used for further process steps, at least to one such, in the process according to the invention.
  • a extinguishing effect is thereby generated and / or amplified.
  • the typical behavior may be regarded as venting, but during propagation it may also be considered as having strong flames among several multiple jet flame complexes.
  • the behavior, especially the described jet flames (jet flames) will depend on the extent to which the construction of cell, battery module or battery resp. the entire structure of the battery assembly (battery assembly) is arranged concretely. Jet flames do not necessarily have to occur either, as described above there is also a system-determined failure behavior, which will manifest itself in the thermal runaway with significantly more or less emissions of flue gas and also HF.
  • venting and / or one or more jet flame complexes is trapped in the foam, virtually foamed immediately.
  • venting and / or the jet flame complexes are passed and / or concentrated through the device, preferably through a guide device.
  • Venting and / or jet flame complexes within the meaning of the invention are any smoke or fire / flames that can be of any kind.
  • IEC standards USABC or EUCAR eg in lithium batteries in the test regulations.
  • the inventive device may preferably comprise a guide such as a fire baffle or a fireplace-like protection arrangement.
  • this serves on the one hand the foam as a protective device (pressure reducer, restrictor, insulator).
  • this inventive guide device can preferably (processively) accelerate the process step (temporarily) as a process step Support combustion chamber.
  • such an inventive device part or a device part serves as a guide for the protection of the extinguishing effect, preferably a foam.
  • the neutralizer may also be advantageous to the guide at least in one step and at least partially within or in any other context.
  • the HF can damage the battery peripheral equipment, such as cables, parts, insulation, electronics, sensors and safety or switching devices together with insulation and insulation and the like and also creeping, that it comes to chain reactions, thus the entire battery assembly irreversibly damaged especially in the creeping process is destroyed or in the battery fire, even temporarily staggered nature. Other material leaks can also be "harmless", deposit themselves or lead to corrosion reactions that per se can not lead to any significant hazard.
  • a deletion effect according to the invention is a deletion effect of any kind and form.
  • An extinguishing effect can be generated in many ways. An exemplary embodiment is shown in FIG. 4. In the inventive sense, an extinguishing effect can also be seen in that at least partially, a extinguishing effect can also be seen in the fire passing without further action. Preferably, the fire is used in at least one of its effects or sequences to achieve an improved extinguishing effect.
  • at least one hazard in a step that is temporary is neutralized by temperature conversion or neutralization.
  • a neutralizer in the context of the present invention is intended to prevent at least one danger from escaping or even only temporarily forming hazards.
  • toxic substance is preferably taken up in the foam, also bound or reacted, or in a possible manner, for example also purely physically or biologically neutralized.
  • Hydrofluoric acid Aqueous solutions of hydrogen fluoride are called hydrofluoric acid.
  • Hydrogen fluoride is a pungent-smelling, colorless, clear liquid boiling at 19- 20 ° C and strongly fuming in moist air. These vapors of hydrofluoric acid are also poisonous.
  • Hydrofluoric acid boils as an azeotropic mixture at 112 ° C. Upon heating of hydrofluoric acid with a concentration of> 40%, hydrogen fluoride is emitted.
  • Hydrogen fluoride is also formed during the hydrolysis of various fluorides (cobalt fluoride, phosphorus pentafluoride, silicon tetrafluoride, sulfur tetrafluoride).
  • Hydrofluoric acid is a strong acid that reacts with many compounds with a strong evolution of heat, forming easily flammable and explosive substances. It attacks metal, glass and stone and dissolves silicon and must therefore be in plastic, lead,
  • HF should preferably be neutralized with lime milk and the resulting insoluble calcium fluoride should be properly disposed of as a waste product, neutralization with alkalis (NaOH or KOH) or alkaline earth compounds (eg CaO, Ca (OH) 2, CaCO 3 or neutralized Binder, fabric, filters, mats, loosening materials, etc., which are used as neutralizers in one step of the process according to the invention, can preferably also be used as neutralizer or as absorbent material In the construction industry, a distinction is made, for example, between hydraulic binders.
  • Non-hydraulic binders are not water-resistant in the hardened state
  • Advantageous and common binders are:
  • Burnt lime especially lime, lime mixture, - milk
  • HF is burned off as an example, in at least one temporary step.
  • a reaction accelerator in the sense of the invention is a substance or medium of any kind or at least one process step of suitable type of any form. Preferably, this may also be air and water, a catalyst and the like. Preferably, this or at least one substance is at least also used to achieve a extinguishing effect, which according to one embodiment may be oxygen.
  • a reaction acceleration is achieved partially.
  • a reaction acceleration is achieved temporarily, preferably in that a extinguishing effect is also restricted in a targeted manner in order to run or accelerate a temporary reaction such as a fire.
  • the device can withstand a negative pressure such as an overpressure, without developing a danger thereof.
  • a negative pressure such as an overpressure
  • a body forms, in particular to the guideway also a kind of almost closed unit, which is used for the inventive method. Regardless of whether the technology is permanently installed on board, temporarily located or associated with the containment / packaging.
  • the process can be carried out according to the invention with or in and in operative connection with closed containers, cold traps, in each case with an additional suitable adsorbent or agent.
  • the inventive method is carried out predicatively, so that no danger can arise at all.
  • the process is carried out temporarily until it is ensured that the reaction has subsided or no hazardous situation can occur. Investigations have shown that in the case of a hybrid battery with xs25Ah, this may be the case for about 5 minutes to 45 minutes, depending on the modulus or actual propagation effect.
  • the extinguishing agent remains yes of stock, up to ten hours, so there is time enough, for example, to end a promotion. It is also advantageous in the context that any fire nests subside, so it can no longer endanger the opening of about a container.
  • foam can be added.
  • reaction rate intensity and / or temperature.
  • a reliable treatment against HF can thus also be achieved thermally, or later hazards can be completely avoided from the otherwise possibly contained or stifled fire in the inventive method.
  • the affected battery would burn out by way of example, RF implemented, other hazards prevented by the described other effects of the extinguishing effect.
  • An increase in the reaction rate can be up to a multiple, so it is advantageously possible to make the technique more efficient.
  • the inventive method is carried out in a step for neutralizing a hazard, for example such that a first substance outlet is neutralized and contained, caught or absorbed. It is particularly advantageous that, according to an exemplary embodiment, the smoke is suffocated and absorbed in one step, the neutralizer is introduced in one step.
  • efficient extinguishing agents such as e.g. AFFF foam, significantly reducing extinguishing time for certain fires, thereby reducing the incidence of highly toxic, carcinogenic and persistent emissions.
  • the extinguishing effect is based on the one hand in foam on separation of the burned material from atmospheric oxygen (extinguishing effect suffocation).
  • a cooling effect is also effective (extinguishing effect cooling).
  • the cooling effect may predominate.
  • MBS-based foams on burning liquids do not form a water film and are therefore more susceptible to re-ignition and tearing.
  • the safe extinguishing effect is achieved mainly by the increase in volume. This enormous enlargement of the surface often absorbs more heat.
  • this is advantageous, and according to a preferred embodiment this may also be less, for example 1: 5 or more 1:16.
  • the hot foam foam and / or the neutralizer and / or the reaction accelerator preformed.
  • this is a buffer amount, which is then very quickly available and can be reproduced from the supply in the process, thus permanently supplied constant.
  • the inventive method includes at least one step involving a hot foam foam solution, also in combination with other options described.
  • the decomposed foam after about 9 hours can preferably be sucked off and disposed of.
  • a hot foam fire extinguishing system (smoke foam) is therefore a sensible alternative to conventional fire extinguishing methods. It preferably extinguishes the fire in a production or storage hall quickly by full foam filling. By eliminating the unnecessary electric foam generators, foam gates and pressure relief ports and their control, this quenching process is quite an affordable, advantageous, fire extinguishing solution.
  • the hot foam extinguishing system can preferably be designed as a stationary and semi-stationary or mobile extinguishing system.
  • Preferred and advantageous is the relatively favorable disposal of the then together completing smoke foam as well as or partially bound therein Abreaktions occur the neutralization and / or the reaction acceleration.
  • the neutralizer and / or the reaction accelerator is optionally attached to the triggering of the extinguishing system via the pump, the concentrate or separately and thus preferably on the existing system, for example due to measurement results or suspicion or predicative, even temporarily only once or repeatedly if necessary ., also mixed, fed.
  • this is done quasi separately, but it is supplied to the foam generator or admixed or the like.
  • the nozzles particularly advantageous are three nozzles in the foam generator for these neutralization purposes, respectively. Reaction acceleration purposes or be used for this one or more times in combination performed step.
  • the steps are redundant executable.
  • the steps are independent of any other, such as a battery control (BMS, BMMS, PCM, OPC e.c.) or a transport lock.
  • BMS battery control
  • BMMS Battery Management
  • PCM PCM
  • OPC e.c. transport lock
  • the inventive method can be centralized or decentralized, such as a cockpit, a control center or headquarters resp. a higher level of automation or technical or intelligence.
  • This is preferably a BMS electronic control of any kind and shape.
  • such a control is set up in accordance with the invention and is in signal transmission with it.
  • the neutralizer is arranged on the wire or can be fed via the wire.
  • the neutralizer can remain there independent of the function of the foam generator up to one or more separate steps and be triggered separately.
  • the ascended flue gases are optionally bound to the neutralizer in the foam bubbles.
  • the foam and the flue gases bound therein fall, and in the example of a container, it fills it within a short time, preferably within 1-4 minutes.
  • a fire is completely avoided if necessary, an emerging fire smothered.
  • Favor is cooled very well.
  • the inventive task has already been solved. But alone is also the resulting cooling or embroidery effect, which results from the foam. It is preferably advantageous here that no further steps or measures are thus required.
  • no expensive other protection solution such as a separate packaging is required.
  • the method triggers automatically.
  • the device comprises at least one sensor system and in the inventive method at least one step triggered by at least one sensor system.
  • At least one redundant and / or diverse sensors are arranged in a sensitive infrastructure, such as an aircraft.
  • at least one method step, also repeated, is likely to trigger a detection via only one triggering result.
  • only one neutralization is carried out in one process step.
  • a temporary effect such as a special embroidery effect (increased foam load) or catalytic effect is generated.
  • This can advantageously be caused by one and the same device.
  • the device may preferably have separate devices which preferably allow further access, preferably for a substance other than that needed for the foam quenching.
  • this can stabilize the foam effect, i. Foaming, foam effect and maintenance are supported.
  • the foam is thereby protected even against the jet flames or other danger.
  • the battery module or cell envelope (prismatic or round cell housing) is a guide or defined as a separate part of the inventive device.
  • the water pump and the pump for the foam concentrate is controlled.
  • the water or other substance, mixture, derivative preferably 3% foam concentrate is added. In another exemplary embodiment, this may also be less, 6% or more.
  • This water / foam mixture preferably in one step, only water or steam is then conveyed to the foam generators and via the nozzles in the foam generator, pressed against the sieve, resp. introduced.
  • the counter-pressing of the foam the ascended flue gases bound in the foam bubbles.
  • the foam and the flue gases bound therein fall into the protected object (e.g., high bay warehouse, ...) and fill it in a short time, such as a storage hall in 4 minutes. This is preferably done so that important functions of the object or the machine or the battery are not affected.
  • a short time such as a storage hall in 4 minutes.
  • at least part of a battery is obtained.
  • an aircraft as another example, can safely terminate the flight.
  • Inhibitors may preferably be arranged as neutralizers or used at least in one step.
  • Chemical inhibitors passivators, inhibitors, retarders, anticatalysts, negative catalysts.
  • corrosion inhibitors may preferably be added to the medium.
  • a catalyst is selected to accelerate only that reaction which achieves the desired product. Impurities caused by by-products and hazards are thus largely avoided.
  • a reaction accelerator in the sense of the invention is a substance or else a process step. Preferably described in the figures as (S8).
  • the invention can preferably be set and carried out efficiently in a targeted manner in any desired steps or combinations.
  • Flue gases preferably do not emit advantageously into technical systems, and no flammable gas concentrations can be formed. Dangerous heat is advantageously contained, protected important device. It is particularly advantageous that a very small proportion of water is bound and only required, so nothing can get into the soil.
  • this can be stored material or used as an example from cooling circuits or car washes in case of need, the process advantageously be flexibly upgraded in a vehicle or aircraft and with simple effort.
  • modules or batteries / cells by separation with insulating material such as a 1000 ° C melt-resistant material such as an engineering ceramics as described below or a material such as Microtherm plates or moldings such as cylinders thereof for wrapping in cylindrical batteries (large format), side complaint and to use as box without a fixed lid or simply as foreclosure to the next module.
  • insulating material such as a 1000 ° C melt-resistant material such as an engineering ceramics as described below or a material such as Microtherm plates or moldings such as cylinders thereof for wrapping in cylindrical batteries (large format), side complaint and to use as box without a fixed lid or simply as foreclosure to the next module.
  • insulating material such as a 1000 ° C melt-resistant material such as an engineering ceramics as described below or a material such as Microtherm plates or moldings such as cylinders thereof for wrapping in cylindrical batteries (large format), side complaint and to use as box without a fixed lid or simply as foreclosure to the next module.
  • the lining or insulation of the excellent liquid-tight separation by suitable engineering ceramics, glass foams or their occupation with Pyrobubbles are applied in multiple layers and can optionally be arranged or embedded with special sealing materials + fibers.
  • a carbide ceramic or a derivative thereof is advantageous according to the invention.
  • These carbide ceramics are excellently advantageous according to the invention also used for the lining as a separation or form laterally shaped body, which at least partially enclose a battery or a - module.
  • Engineered ceramics of the type described withstand more than 1200 ° C during rapid temperature changes, against such shocks combine the property of HF Resistance, so that such ceramics as carbides, especially recrystallized silicon carbide are particularly suitable according to a particular inventive embodiment.
  • the geometric shape of a hollow cylinder around a battery module ensure that the resulting heat and the gases are better dissipated and no congestion forms over the combustion gas binding device.
  • these arrangements also possibly reduce pressure rise well.
  • the direct sufficiently positive connection of such a hollow cylinder with the combustion gas binding device are provided.
  • a feed device preferably acts as an option, for example an automatic recognition and conveying device which conveys and distributes the material to the event location via an electronic control and measuring device.
  • an automatic recognition and conveying device which conveys and distributes the material to the event location via an electronic control and measuring device.
  • the free-flowing material is arranged excellently above the energy store and is released by the occurrence of heat, for example by melting away a membrane or opening a predetermined breaking point made of a plastic. Thus trickles down to the event location, local, until the respective separation.
  • the material then trickles between the separation and energy storage initially and supports or strengthens the already arranged insulation at the site.
  • This has the advantage that one can make thinner, described to, between the separation etc. described described insulation thinner, only in an emergency, this would be reinforced.
  • a layer of foaming agents of 3cm can withstand heat up to 1000 ° C resp. take up.
  • a further modification would be provided for the over the separation and the energy storage stored flowable material with predetermined breaking points, which are triggered by a fire alarm system. According to a further preferred modification, this could be done or triggered by self-triggering fire-extinguishing devices or by means of a propellant charge, for example from an airbag.
  • the propellant charge of the airbag or the airbag itself would rupture or destroy the above-described retention membrane for the flowable material enough to allow enough material to trickle out.
  • the propellant charge of the airbag or the airbag itself would rupture or destroy the above-described retention membrane for the flowable material enough to allow enough material to trickle out.
  • the transport case preferably to form a separation around the electric vehicle or, depending on the size of the batteries (kWh), individual transport units which then correspond to a sufficient combustion gas binding device.
  • this can be done so that redundant Brandgasitatis- facilities secure several transport units.
  • the separation and, for example, the combustion gas binding device and / or the battery can preferably be arranged in various forms and arrangements with other device or any coupled.
  • the partition may preferably include a functional sensor or electronics. This can be arranged according to a particularly advantageous exemplary embodiment so that parameters or a parameter such as the temperature can be constantly monitored, transmitted or visualized. Due to the complete binding of the smoke produced at the source of the fire, no smoke / particles enter the atmosphere and very rapid extinguishment occurs in all areas of the room to be protected in its separation proposed according to the invention.
  • the hot foam extinguishing system fulfills extinguishing properties in certain exceptional fire situations.
  • Other systems such as water mist, foam, steam, suppression, inhibition or PyroBubbles systems, are optional.
  • hot-foam systems as fire gas bonding devices here, a mixture of approximately 97% water and 3% is used here.
  • Hot foam extinguishing systems can advantageously be combined with sprinkler systems or similar technical extinguishing options as inventive, preferred, combustion gas binding devices.
  • inventive, preferred, combustion gas binding devices In order to be able to dominate particularly high fire loads (of batteries), it is expedient to use a hot foam extinguishing method, which achieves a safe extinguishing without expensive construction measures.
  • 3 shows a further exemplary method sequence according to the invention
  • 4 is a schematic representation of an exemplary hot foam extinguishing system
  • Fig. 5 is a schematic representation of an exemplary device according to the invention for controlling a fire or substance leakage.
  • FIG. 1 shows an exemplary sequence of steps of a method according to the invention with operating data which generate or represent a hazard, and are detected, S2 transmission of the data S3, or execution of an immediate measure S4 with neutralizer, accelerator, hazard inhibitor.
  • S5 at least triggering, build up a extinguishing effect, preferably a flue gas binding measure of unpressurized nature, asphyxiation and / or cooling.
  • S5 Preferably, a flue gas binding measure of unpressurized nature, asphyxiation and / or cooling.
  • a buffer S6 Downstream or in the process, one or more sequences of the reaction are preferably eliminated S7.
  • a hazard is effectively negated, preferably the dry foam is then simply sucked away / sucked up, blown away or the like.
  • a reaction accelerator in the sense of the invention is a substance or else a process step. Preferably described herein as S8.
  • FIG. 2 shows an exemplary process sequence according to the invention. If operating data are detected and transmitted in steps S1 and S2, which indicate that one or more battery parameters are not in order, an immediate action is initiated with S4. If jet flames or a battery burn are detected, then hot foam is supplied S5 and an immediate action S4 is repeatedly used, for example a reaction accelerator is used. Furthermore, hot foam is supplied from the hot foam buffer S6, and another immediate measure S4 is performed.
  • FIG. 3 shows a further exemplary method sequence according to the invention which is applicable, in particular, to batteries which can not be diagnosed.
  • an immediate measure S4 is initiated and hot foam S5 is applied. Furthermore, hot foam is supplied from the hot foam buffer S6 and a catalyst measure S8 is carried out. Thereafter, hot foam is further supplied S5 and another emergency measure applied S4.
  • FIG 4 shows a schematic representation of an exemplary hot foam extinguishing system 20, as is known in the art.
  • foam concentrate is stored, which is guided via a pump 12 to the Schaumzumischer 13.
  • water is pumped by a water pump 14.
  • the water-foam mixture 15 formed in Schaumzumischer 13 is then fed via supply lines to Shuumerdüsen 6, where it is foamed when passing through a screen in a known manner using ambient air to form a hot foam.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an exemplary device 10 according to the invention for controlling a fire or substance leakage. Shown is a supply line for hot foam 3 and a neutralizer 8, and Schwarzerdüsen 6 for foaming the hot foam 3 and nozzle openings 1 for supplying a neutralizer 8.
  • the Schwarzumerdüsen 6 and the nozzle openings 1 are arranged above a battery 4. Also above the battery, a separate supplier 7 is arranged, by means of which, for example, hot foam 3 from a buffer memory (not shown) can be supplied.
  • a guide 5 is arranged in the form of a baffle, which serves to ensure that a hot foam 3 and a neutralizer 8 is not applied directly to the fire in case of danger, but in an area next to the battery. It is intended to fill the space around the battery, so that with sufficient filling of the environment hot foam 3 rises if necessary with the neutralizer 8 side over the battery 4 and then stifled the fire, or finished the fabric outlet. Further, the guide 5 is used to form a kind of combustion chamber, by means of which the reaction of an immediate measure such as a reaction acceleration is supported temporarily targeted.
  • a supply line for a reaction accelerator 2 / neutralizer 8 is arranged, by means of which a reaction accelerator 2 and / or a neutralizer 8 a source of danger to the battery 4 by means of a nozzle opening. 1 can be fed.
  • a reaction accelerator 2 and / or a neutralizer 8 can be applied to the battery 4 or in its immediate vicinity in case of danger and act there until a hot foam 3 reaches the space below the guide 5 from the side.

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (10) zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes, insbesondere für Lithiumbatterien (4), welche eine Heißschaum-Löschanlage (20) und eine Einrichtung zum Anwenden wenigstens eines Neutralisators (8) aufweist, mit den Schritten: Erfassen eines Brandes oder Stoffaustrittes, Auslösen einer Löschwirkung abhängig von der Erfassung eines Brandes oder Stoffaustrittes mittels: Anwenden eines Heißschaums (3) und/oder Anwenden des wenigstens einen Neutralisators (8). Die Anwendung des Neutralisators (8) ist dabei separat und zeitlich vor oder nach der Anwendung des Heißschaums (3) oder gleichzeitig mit der Anwendung des Heißschaums (3) durchführbar.

Description

Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes, insbesondere für Lithiumbatterien
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur gefahrlosen Beherr- schung eines Brandes oder Stoffaustrittes und der Verminderung seiner Ausbreitung und Auswirkungen insbesondere für Lithiumbatterien.
Ein solche erfindungsgemäße Vorrichtung und ein Verfahren zur gefahrlosen Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes und der Verminderung seiner Ausbreitung und Auswirkungen insbesondere für Lithiumbatterien soll zielführend insbesondere bevorzugt zur gefahrlosen Beherr- schung eines Batteriebrandes, zur Vermeidung von Gefährdungen aus insbesondere Bränden bzw. Brandfolgen, die heute noch grundsätzlich im Stand der Technik als schwer oder nicht bzw. nicht optimal beherrschbar gelten, für die Praxis, beitragen.
Die Erfindung kann weitgehend, so auch auf Zubereitungen, Erzeugnisse, die Anwendung und Beförderung im Rahmen der Lebenszyklen (im Sinne der regulativen oder normativen Begriffe), an- dere brandgefährliche Stoffe oder Erzeugnisse oder auf (teil-) elektrisch betriebene Brennstoffzellenfahrzeuge, alle Produkte und Erzeugnisse, Elektrofahrzeuge oder Energiesysteme, Geräte und Maschinen, Lager, Kombinationen, Infrastrukturen, Sammelstellen, Recyclingeinrichtungen, Fluggeräte und dergleichen, selbst angewandt werden. Im Folgenden soll die Erfindung im Wesentlichen anhand von Batterien als Energiespeicher, speziell großformatiger ionischer oder metalli- scher, von Lithium-Ionen Batterien, zur Anwendung entlang der gesamten Wertschöpfungskette, beschrieben werden. Es besteht eine Bedeutung für Transporte und Beförderungsprozesse, insbesondere mit Gefahrgütern wie Lithiumbatterien. Dies im Kontext mit dem Schutz von Leben, Natur, Infrastrukturen und Investitionen vieler Art und Hinsicht.
Vorzugsweise Batterien, Energiesysteme allgemein spielen in der Effizienz- und individual deter- minierten Gesellschaft wie auch im öffentlichen Verkehr/Wirtschaft und dergleichen nunmehr eine große Rolle. Man kann aber auch sehen, dass diese Energiesysteme, die immer mehr Energie und Leistung speichern bzw. abgeben können, im extremen Missbrauch Brandereignisse entwickeln können, die teilweise, wie im Folgenden exemplarisch anhand von Lithium-Ionen Batterien erläutert, schwer zu löschen sind, ohne signifikantere, schädigende oder wiederum gefährlichere Auswirkungen zu haben (gefährliche Hitze, Explosionen (Knallgas), Rauchgase, Feuer etc.).
Eine Folge etwa einer Überhitzung oder eines internen Kurzschlusses kann ein Batteriebrand sein, der besonders bei Lithiumbatterien in der aktuellen Diskussion steht. Diese Dinge sind sicherlich selten, können aber im worst case kaum durch eine Schutzelektronik oder eine andere Maßnahme weder verhindert noch gesamtgefahrlos und restgefahrlos vermindert werden.
Außer den herkömmlichen Feuerlöschsystemen, wie Sprinkler-, Sprühwasser-, Gas- und Schaumlöschanlagen, wurden zwischenzeitlich viele anerkannte innovative Löschsysteme entwickelt. Solche herkömmlichen Löschkonzepte mit Wasser, Wasser/Gel, Schaum, Pulver aller Arten, Glasschaumbildner, andere innovative Verfahren, Heißschaum (hot foam), Trockenschaum, Teilinerti- sierungen, Sprinkler, Sauerstoffreduktion können je nachdem was bspw. an einem Erzeugnis wie einer Lithiumbatterie im Energiesystem brennt, teilweise insoweit wirken, dass nur bestimmte Gefahrenmomente gemindert werden können.
Andererseits werden dazu bei größeren Batterien oder Batteriebaugruppen relativ große Mengen von Wasser oder Löschmittel benötigt, welches ggf. zugeführt werden muss. Dabei soll das Löschmittel nicht ins Grundwasser gelangen, dies ist aufgrund der beschriebenen Problematik schwierig zu realisieren. Zwar sind Batterien insbesondere hermetisch abgeschlossen (Lithium-Ionen Batterien, Li-Polymer, Li-Metall), aber im Falle einer Schädigung oder Öffnung der Sicherheitseinrichtungen oder des Berstens der Einhausung, kann es zu gefährlichen, plötzlichen Reaktionen kommen. Das vorzugsweise in den Kohlenstoff eingelagerte Lithium kann mit Wasser unter Flammbildung reagieren. Da bei der Reaktion des Lithiums mit dem Elektrolyten als auch mit dem Löschmittel kann Wasserstoff oder HF (Flusssäure) freigesetzt werden. Auch andere giftige Reaktionsprodukte entstehen regelmäßig in signifikantem Gehalt. Entstehender Wasserstoff kann mit der Umgebungsluft zündfähige Gemische bilden und schlagartig abrennen.
Für die weiterführende exemplarische Ausführung am Beispiel der Lithiumbatterien soll den Stand und Hintergrund verdeutlichen aus der Literatur, Vortrag:„Gefahrenabwehr bei der Zersetzung von Li-Ionen-Akkus- Sachstand" Prof. Dr. Görtz, Bergische Universität Wuppertal (2014) vor dem Fachverband Batterien im ZVEI sowie exemplarisch der Artikel aus R. Korthauer„Handbuch Lithium-Ionen- Batterien, Springer Verlag Berlin Heidelberg 2013 (ebook), insb. Teil IV M. Fleischhammer und H. Döring:„Chemische Sicherheit", S. 285ff.
Aus DE 602 14 442 12 ist eine Automatische Schaumfeuerlöscheinrichtung bekannt. In der deut- sehen Offenlegungsschrift DE 10 2004 004 403 AI ist ein Druckluft-Schaumsystem zur Verwendung beim Feuerlöschen beschrieben, umfassend eine Leitung, einen Wasserflusssensor, ein Schaumdosiergerät, eine Luftleitung, einen Luftflusssensor, ein Luftfluss-Steuerventil und eine Systemsteuerung. Der Wasserflusssensor ist konfiguriert, um eine Wasserfließrate durch die Leitung zu erfassen. Der Luftflusssensor ist konfiguriert, um eine Luftfließrate durch die Luftleitung zu erfassen. Die Systemsteuerung besitzt einen durch einen Anwender einstellbaren Verhältniseingang. Die Systemsteuerung ist konfiguriert, um die erfasste Wasserfließrate aufzunehmen, um die erfasste Luftfließrate aufzunehmen, um ein erstes Steuersignal an das Luftfluss-Steuerventil auszugeben und ein zweites Steuersignal an das Schaumdosiergerät auszugeben. Die Systemsteuerung stellt automatisch die ersten und zweiten Steuersignale ein, um ein Verhältnis des Luftflusses zu dem Schaumfluss, basierend auf dem durch den Anwender einstellbaren Verhältniseingang, aufrecht zu erhalten.
Gefährdungen können insbesondere von Stoffen und Zubereitungen oder Erzeugnissen schon bei beginnendem unvorhergesehenem Stoffaustritt resultieren. Diese können sich in dem Sinne fortpflanzen dass ein solcher Stoffaustritt zur Zündung ggf. weiteren Erhitzung beiträgt und letztlich ein Thermal Runaway eintritt. In einem Modul oder in einer Batteriebaugruppe, so wie diese heutzutage auch in PKW vorkommen, kann sich dann der Thermal Runaway selbst fortpflanzen, was der Fachmann unter Propagation kennzeichnet. Im Falle eines sogenannten Venting kommen kennzeichnend eher schnell und große Mengen an Rauchgasen, die eine besondere Gefährdung darstellen. Unter Umständen kann es auch zu eruptiven Vorgängen mit Detonationscharakter kommen. Letzteres ist durch Überdruckeinrichtungen und auch durch andere Maßnahmen im Stand der Technik durch die Batteriehersteller aber weitgehend ausgeschlossen. Über Batteriebrände, Thermal Runaway usw. wird berichtet. Oft liegen die Ursachen dafür in Misshandlungen, Defekten oder externen Einflüssen. Alle Energiesysteme z.B. besitzen aber gewisse inhärente Risiken, schon aufgrund der darin enthaltenen hohen Energiegehalte, Ihrer Fähigkeit der Lieferung von sehr hohen Strömen, Reaktionspotenziale der Missbrauchsfolgenreaktionen usw. Ein Abdecken mit Sand oder Brandpulvern deckt einen Brandherd ab, kann weitere Reaktionen partiell eindämmen, aber wie im Falle einer Abdeckung mit Glas- (wie PyroBubbles) oder keramischen Perlen kann es eben auch zu Druckaufbau unter einem Weiterfressen des Brandherdes kommen, der bei Aufbruch oder Durchbruch durch die Abdeckung zu einer gefährlichen, schlagar- tigen auch heftigen Reaktion führen kann.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder eines Stoffaustrittes bereit zu stellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Maßgabe des Anspruchs 1, eine Vor- richtung nach Maßgabe des Anspruchs 13 sowie einen Neutralisator nach Maßgabe des Anspruchs 18 vorgeschlagen, vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen hierzu ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes, insbesondere für Lithiumbatterien, welche eine Heißschaum-Löschanlage und eine Einrichtung zum Anwenden wenigstens eines Neutralisators aufweist, weist folgende Schritte auf:
• Erfassen eines Brandes oder Stoffaustrittes,
• Auslösen einer Löschwirkung abhängig von der Erfassung eines Brandes oder Stoffaustrittes mittels:
o Anwenden eines Heißschaums und/ oder
o Anwenden des wenigstens einen Neutralisators.
Die Anwendung des Neutralisators ist dabei separat und zeitlich vor oder nach der Anwendung des Heißschaums oder gleichzeitig mit der Anwendung des Heißschaums durchführbar. Die Anwendung von Neutralisator und Heißschaum ist also zeitlich unabhängig voneinander. Abhängig von der vorliegenden Situation eines Stoffaustrittes oder Brandes ist daher ein Neutralisator und/ oder ein Heißschaum separat oder in geeigneter Reihenfolge und auch gemeinsam anwendbar. Als Heißschaum im Sinne der Erfindung wird ein Schaum verstanden, der bis wenigstens 1200°C hitzebeständig ist und in Heißschaumgeneratoren bis zu 600-fach verschäumt wird, gemäß besonderer Ausführungsformen bis zu 1200-fach.
Ein Neutralisator im Sinne der vorliegenden Erfindung soll zumindest eine Gefahr aus austretenden oder sich auch lediglich temporär bildenden Gefährdungen verhindern. Bevorzugt wird in einem Schritt toxischer Stoff aufgenommen, auch gebunden bzw. umgesetzt, bzw. in einer möglichen Weise, etwa auch rein physikalisch oder biologisch neutralisiert.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Vorrichtung femer eine Einrichtung zum Anwenden wenigstens eines Reaktionsbeschleunigers auf, sowie den zusätzlichen Schritt: Anwenden des wenigstens einen Reaktionsbeschleunigers. Dabei ist die Anwendung des Reaktionsbeschleunigers separat und zeitlich vor oder nach der Anwendung des Heißschaums oder zeitlich vor oder nach der Anwendung des Neutralisators oder gleichzeitig mit der Anwendung des Heißschaums oder des Neutralisators durchführbar.
Die Anwendung des Reaktionsbeschleunigers ist also zeitlich unabhängig von einer Anwendung des Neutralisators und/ oder Heißschaums. Abhängig von der vorliegenden Situation eines Stoffaustrittes oder Brandes kann daher der Reaktionsbeschleuniger separat oder in einem geeignetem Ablauf vor, nach oder gleichzeitig mit dem Neutralisator und/ oder dem Heißschaum angewendet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Vorrichtung ferner neben den Einrichtungen zur Anwendung eines Neutralisators und/ oder Heißschaums eine Einrichtung zum Anwenden wenigstens eines Gefährdungsinhibitors auf, sowie den zusätzlichen Schritt: Anwenden des wenigstens einen Gefährdungsinhibitors. Dabei ist die Anwendung des Gefährdungsinhibitors separat und zeitlich vor oder nach der Anwendung des Heißschaums oder zeitlich vor oder nach der Anwendung des Neutralisators oder gleichzeitig mit der Anwendung des Heißschaums oder des Neutralisators durchführbar.
Die Anwendung des Gefährdungsinhibitors ist also zeitlich unabhängig von einer Anwendung des Neutralisators und/ oder des Heißschaums. Abhängig von der vorliegenden Situation eines Stoffaustrittes oder Brandes kann daher der Gefährdungsinhibitor separat oder in einem geeignetem Ablauf vor, nach oder gemeinsam mit dem Neutralisator und/ oder dem Heißschaum angewendet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Vorrichtung ferner neben den Einrichtungen zur Anwendung eines Neutralisators und/ oder Heißschaums und/ oder Reaktionsbe- schleunigers eine Einrichtung zum Anwenden wenigstens eines Gefährdungsinhibitors auf, sowie den zusätzlichen Schritt: Anwenden des wenigstens einen Gefährdungsinhibitors. Dabei ist die Anwendung des Gefährdungsinhibitors separat und zeitlich vor oder nach der Anwendung des Heißschaums oder zeitlich vor oder nach der Anwendung des Neutralisators oder des Reaktionsbeschleunigers oder gleichzeitig mit der Anwendung des Heißschaums oder des Neutralisators oder des Reaktionsbeschleunigers durchführbar.
Die Anwendung des Gefährdungsinhibitors also zeitlich unabhängig von einer Anwendung des Neutralisators und/ oder des Heißschaums und/ oder des Reaktionsbeschleunigers. Abhängig von der vorliegenden Situation eines Stoffaustrittes oder Brandes kann daher der Gefährdungsinhibitor separat oder in einem geeignetem Ablauf vor, nach oder gemeinsam mit dem Neutralisator und/ oder dem Heißschaum und/ oder dem Reaktionsbeschleuniger angewendet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Anwendung des Heißschaums, und/ oder des Neutralisators, und/ oder des Reaktionsbeschleunigers und/ oder des Gefährdungsinhibitors zeitlich mehrfach. Die Abfolge der Anwendung der Verfahrensschritte erfolgt dabei abhängig von der vorliegenden Situation eines Stoffaustrittes oder Brandes. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird wenigstens ein Teil des angewendeten Heißschaums bereits vor dem Erfassen eines Brandes oder Stoffaustrittes vorgebildet und in einem Pufferspeicher bevorratet.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Neutralisator und/ oder der Reaktionsbeschleuniger und/ oder der Gefährdungsinhibitor bereits vor dem Erfassen eines Brandes o- der Stoffaustrittes vorgebildet und in einem Pufferspeicher bevorratet. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens steht der Vorrat an Heißschaum und/ oder Neutralisator und/ oder Reaktionsbeschleuniger und/ oder Gefährdungsinhibitor im Pufferspeicher schnell zur Verfügung und ist von dem Vorrat aus im Verfahren nachbildbar und somit dauerhaft konstant lieferbar. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Neutralisator und/ oder der Reaktionsbeschleuniger und/ oder Gefährdungsinhibitor bei der Auslösung der Heißschaum-Löschanlage dem Heißschaum beigefügt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens steht die Vorrichtung in Signalverbindung zu zumindest einer Sensorik, mittels welcher Parameter wie beispielweise die Temperatur oder Be- triebsdaten erfasst und übertragen werden, wobei wenigstens ein Schritt des Verfahrens mithilfe der Sensorik ausgelöst wird.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist den weiteren Schritt: Erfassen der Neutralisa- torenaktivität durch eine Indikatorwirkung oder durch ein Reaktionsprodukt des Neutralisators auf. In diesem Schritt wird ein Neutralisator verwendet, bei welchem eine insbesondere chemi- sehe Reaktion bei der Neutralisation eines Stoffes von außen erkennbar ist, beispielsweise durch Änderung der Eigenschaften des Neutralisators wie der Farbe, der Temperatur oder physikalischen Eigenschaften wie der Viskosität oder einem Phasenübergang (z.B. flüssig zu fest: Abbinden oder Ausfallen) des Produkts. Ebenso können auch Stoffe entstehen, welche die Neutralisation anzeigen, wie beispielsweise abgegebenes C02. Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist den weiteren Schritt: Beseitigen der Folgen der vorhergehenden Schritte auf, insbesondere sofern vom Gefahrgut keine weitere Gefährdung ausgeht.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes, insbesondere für Lithiumbatterien vorgeschlagen, welche zum Durchführen des vo- rausgehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist.
Eine Ausführungsform dieser Vorrichtung bindet zumindest ein Anordnungsteil im Umfeld der Vorrichtung zur Expansionsbegrenzung ein. Eine weitere Ausführungsform dieser Vorrichtung weist eine Leiteinrichtung auf, welche zum Schutz der Löschwirkung und/ oder zur Beschleunigung der Reaktion dient.
Eine weitere Ausführungsform dieser Vorrichtung weist einen Pufferspeicher auf, in welchem bereits vor dem Erfassen eines Brandes oder Stoffaustrittes vorgebildeter Heißschaum bevorratbar ist.
Eine weitere Ausführungsform dieser Vorrichtung weist wenigstens einen Pufferspeicher auf, in welchem bereits vor dem Erfassen eines Brandes oder Stoff austrittes vorgebildeter Neutralisator und/ oder der Reaktionsbeschleuniger und/ oder der Gefährdungsinhibitor bevorratbar ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Neutralisator zur Verwendung bei einer Vorrichtung zur Be- herrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes, insbesondere für Lithiumbatterien wie vorausgehend beschrieben sowie zur Verwendung im vorher beschriebenen Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung vorgeschlagen, wobei durch die Anwendung des Neutralisators eine Gefahr von austretenden oder sich auch lediglich temporär bildenden Gefährdungen aufgrund eines Brandes oder Stoffaustrittes durch eine Neutralisation der Gefährdung verhinderbar ist. Bei einer Ausführungsform neutralisiert der Neutralisator einen Brand oder einen Stoffaustritt durch Temperaturumsetzung.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Neutralisator optional bei der Auslösung der Vorrichtung etwa aufgrund von Messergebnissen oder auf Verdacht bzw. Prädikativ, nur temporär einmalig oder wiederholt angewendet. Bei einer weiteren Ausführungsform nimmt der Neutralisator einen Stoffaustritt auf, bindet und/ oder setzt diesen um, insbesondere neutralisiert ihn physikalisch und/ oder biologisch und/ oder chemisch.
Die Erfindung kann bevorzugt in beliebigen Schritten oder Kombinationen gezielt effizient eingestellt werden und durchgeführt werden. Im Folgenden ist die Erfindung insbesondere am Beispiel von Lithiumbatterien beschrieben. Lithiumbatterien sind Energiespeicher, wie ionische Systeme oder Batterien schlechthin, deren Definitionen und Klassifizierungen man insbesondere dem Prüfhandbuch UN 38.3, Tests und Kriterien, entnehmen und die Erfindung daraufhin anwenden kann. Für insbesondere diese Batterien finden sich Einträge in der Liste der gefährlichen Güter.
Öfters wird beobachtet, dass bevorzugt eine starke Rauchentwicklung aus einem Batteriebrandereignis generiert wird. Schließlich können diese Rauchgase aufgrund Ihrer Bestandteile wiederum rückzünden und stichflammenartig sich sehr schnell ausbreiten. Schon ein Stoff austritt, etwa eines Elektrolyten oder eines anderen Inhaltstoffes, kann korrosiv, stark ätzend oder bspw. brand- fördernd wirken. Von besonderem Vorteil ist, dass dies hier erfindungsgemäß verhindert wird.
Die Vorrichtung besteht gemäß eines bevorzugten Beispiels aus einer Löscheinrichtung insbesondere mit zumindest einem Schaumerzeuger. Bevorzugt kann die Vorrichtung völlig unabhängig von der Batterie resp. dem zu löschenden Objekt sein, etwa separat in einer Anlage, ortsfest oder auch mobil, in einem Flugzeug oder in jeder anderen möglichen Form. Die Verfahrensaufgabe wird folglich dadurch gelöst, dass in einem Schritt zumindest eine
Löschwirkung erzielt wird. Darin können ein oder mehrere Medien zumindest in einem Schritt eingesetzt werden.
Eine Löschwirkung im Sinne der Erfindung kann auch lediglich in einem Aufnehmen eines Stoffaustrittes und/oder dessen Neutralisation bestehen. Eine Löschwirkung im Sinne der Erfindung kann für sich gesehen, kumulativ oder in jeglicher Folge und Kombination erfolgen, je nach Ereignis und Brandlast und Sicherheitserfordernis. Im Sinne der Erfindung können Stoffe und Medien diverser Art und Kombinationen angeordnet sein oder zum Einsatz kommen, in zumindest einem Schritt des Verfahrens. Nach einem Ausführungsbeispiel kann eine Löschwirkung sekundär erreicht werden, im Unterbrechen einer Propagation und/oder eines Unterbrechens einer Löschwir- kung, zumindest temporär. Das Verfahren zur gefahrlosen Beherrschung eines Brandes oder Stoff austrittes und der Verminderung seiner Ausbreitung und Auswirkungen insbesondere für Lithiumbatterien, ist durch vorzugsweise unter Einsatz eines Löschverfahrens wie einem 1200°C beständigen hot foams (Heißschaums), quasi Trockenschaumes (Expansionsverhältnis E > 11) gelöst. Löschverfahren ist im Sinne der Erfindung eine jegliche Beeinflussung, die bevorzugt auch im Unterlassen einer Beeinflussung bestehen kann.
Trockenschaum kann eine jede löschwirkende Schaumlösung oder ein solcher Prozessschritt sein. Auch bevorzugt ein Wasseranteil, Dampfanteil oder Nebelanteil ist bevorzugt variabel. Bevorzugt sind alle Arten von Schaum oder Schaummitteln, mit oder ohne Additiv oder Additivkomplexen. Bevorzugt wird dem Schaummittel ein Neutralisator beigemischt oder im gleichen Zuge, wenn sich nicht vermischen lässt als slurry oder getrennte Phase beigegeben. Das kann zu bevorzugten Schaummitteln, wie Proteinschaumitteln oder synthetischen Schaummitteln aller Art, in zumindest einem Verfahrensschritt vorzüglich über die erfinderische Vorrichtung geschehen.
Bevorzugt wird ein synthetisches, wasserfilmbildendes Schaumlöschmittel auf Basis grenzflächen- und oberflächenaktiver Wirkstoffe eingesetzt. Spezielle Fluor- oder fluorlose Komponenten, Ten- side, Schaumstabilisatoren und Frostschutzmittel bilden die Grundlage. Bevorzugt ergeben die Mittel zumindest in einem Verfahrensschritt einen hochviskosen Schaum.
Ein bevorzugtes Mittel lässt sich sehr gut, idR unter Druckbeaufschlagung, als Schwer- oder Leicht- sowie Mittelschaum verschäumen und schafft gemäß einer bevorzugten Ausführung aufgrund der wasserfilmbildenden und rückzündungshemmenden Inhaltsstoffe die Voraussetzung für einen schnellen und nachhaltigen Löscherfolg insbesondere bei Bränden. Die aus dem Schaum austretende Schaummittellösung bildet dabei bevorzugt den Wasserfilm. Er verstärkt die Löschleistung, Fließfähigkeit und die besondere Rückbrandbeständigkeit. Die Löschzeit wird deutlich verkürzt und der Brandherd abgekühlt. Der Wasserfilm löscht bevorzugt auch dort, wo die Brandoberflä- che nur bedingt mit Schaum bedeckt ist bzw. verhindert Rückzündungen, wo die Schaumdecke aufgerissen wird, bevorzugt in zumindest einem der erfinderischen Schritte.
Als Schwerschaum eingesetzt können große Wurfweiten erzielt werden, als Mittelschaum lassen sich große Schaummengen erzeugen. Der Schaum ist vorzugsweise ölabweisend (oleophob), d.h., er belädt sich nicht mit Brandgut und eignet sich hervorragend für die direkte Aufgabe auf das Brandgut, z.B. über Monitore sowie für die "Sub-Surface" Beschäumung. Kunststoffe werden gleichmäßig bedeckt und intensiv benetzt. Der Schaum ist bevorzugt stabil und deckt in Kombination mit dem Wasserfilm Brandflächen nachhaltig gemäß einer bevorzugten Ausführung, gasdicht ab.
Bevorzugt ist, dass ein Neutralisator zumindest kurzzeitig und in einem Schritt eingesetzt wird.
Batterien sind bevorzugt regelmäßig stabil aufgebaut, d.h. das Design-in wird in aller Regel eine gesicherte Aufnahme und Fixierung der bevorzug prismatisch oder zylindrischen Zellen auch für den Fall des Thermal Runaway der Batterie gewähren. Batterien sind im Sinne der Erfindung alle Energie- und Speichersysteme, unabhängig eines oder mehrerer Wandler oder Leistungs- bzw. Spannungssteller, Ihres elektrochemischen Typs, Aufbaus oder Designs - oder Speicherschrittes: Im Sinne der Erfindung sind alle Stoffe, Zubereitungen oder Erzeugnisse und dergleichen, die idR hohe Brandlasten umfassen und in Ihren möglichen Gefährdungen kritisch sind, zu subsumieren. Weiterführend auch technische Systeme, Infrastrukturen, Flugzeuge, Kraftmaschinen, Lagerräume. Im Sinne der Erfindungen geht es dabei auch um Gefahrstoffe, -güter und bevorzugt ionische Batterien, wie Lithiumbatterien, speziell die der großen Formate auf Zell- wie auf Batterieebene. In der Regel also auch Komponenten, Abfall, gebrauchte oder Zellen, Module, Batterien, Batteriebaugruppen jeglicher Art. Stromspeicher im Rahmen der Erfindung sind vorzugsweise elektrochemische Speichermedien oder auch elektrostatische La- dungsspeicher, auch in beliebigen Kombinationen oder gemeinsam zur Beförderung angeboten. Elektrochemische Speichermedien umfassen dabei einen Akkuzellensatz (Batterie, Akkumulator, Akku) mit mindestens einer einzelnen Akkuzelle oder Akkuzellen. Im Sinne der Erfindung stehen Batterien als Beispiel für alle im Sinne der Erfindung zu betrachtenden potentiellen Fälle von bevorzugt relativ hohen Brandlasten, für die sich die Erfindung bevorzugt eignet. Hier sind im Folgenden für diese Erfindung Batterien auch als Energiesysteme oder Energiespeicher bzw. Stromspeicher esp. -wandler oder Erzeuger oder Netz- und Verteileinrichtungen, auch wie folgt, definiert. Dabei kann es sich um Komponenten wie Zellen oder Module, Batterien, Bat- teriebaugruppen und dergleichen, auch Brennstoffzellen, Turbinen, Motoren, Getriebe, Kühlungen, Temperier Vorrichtungen, Trafos andere Erzeugnisse oder Stoffe und deren Mischungen, Bauarten oder Derivate handeln.
Bevorzugt verhindert der hot foam (Heißschaum) elektrische Kurzschlüsse, oder vermindert zu- mindest deren Gefahr.
Bevorzugt ist, dass der Schaum ein Durchzünden der Rauchgase oder im Rauchgas verhindert.
Man bezeichnet diese Batterien gemeinhin auch als elektrochemische Vorrichtungen, meist sind diese mit einer Management- und Schutzelektronik ausgestattet, wobei eine vorteilhafte Konfiguration eine serielles String- BMS (=Batteriemanagementsystem) mit einer übergeordneten Batte- riebaugruppenmanagementsystemeinrichtung (BMMS) kombiniert oder autark abgebildet werden kann.
Vorteilhaft ist, wenn dieses BMMS die Batteriebaugruppe immer, auch im sleep Modus oder während einer Wartung bzw. einer Entnahme einer Batteriebaugruppe im Batterieraum monitort, so dass keine Gefährdungen, gefährliche Hitzeentwicklungen und dergleichen im potenziellen Hava- rie Fall übersehen werden können. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden insbesondere solche Vorfälle adressiert.
Von Vorteil ist, wenn diese BMS und oder BMS/BMMS die Funktion einer Laderegelung integriert haben, weil dann eine gesonderte Ladeschaltung entbehrlich ist.
Vorteilhaft ist wenn das BMS oder das BMMS an die Abtrennung und/oder das Verfahren gekop- pelt ist. Von besonderem erfinderischem Vorteil ist es wenn das BMS oder das BMMS über eine Regelung, die vorteilhaft redundant aufgebaut ist das erfindungsgemäße Verfahren in Gang setzt, wie dies hier beschrieben ist.
Die mechanische Einwirkung bei Unfällen mit Batterien kann auch über Zellkurzschlüsse zu einer Temperaturerhöhung mit starker Innendruckerhöhung durch Elektrolytverdampfung und schließ- lieh zum Bersten der Zellen mit Elektrolytaustritt und zum Elektrolytbrand führen. Durch die dadurch weiter ansteigende Temperatur (Thermal Runaway) kann es sicherlich in einem zweiten Schritt zur Sauerstofffreisetzung aus dem Kathodenmaterialien wie LiNiCoAI02 (NCA) kommen, die zu quasi Explosionserscheinungen führen kann.
Dabei wird oder werden signifikant Gas oder Brandgase, hier für die Erfindung im Folgenden auch Brandgase genannt, freigesetzt, deren Menge und Intensität der Freisetzung aber von Fall zu Fall abhängig von konkreten Gegebenheiten ist, gemessen wurden bis zu 7 Liter pro Amperestunde im Fall von Lithium-Ionen Batterien. Bestimmte Batteriesysteme mit Lithiumeisenphosphate und PVDF/ Anoden mit Grafit zeigen höhere Gasmengen als Lithiumeisenphosphate und SBR/ Anoden mit Grafit oder Mischoxidsystemen mit einem NMC (Nickel-Mangan-Kobalt), optional mit Lithium- manganat ergänzt oder eingemischt. Bei auslaufendem Benzin im Beispiel eines Hybridfahrzeugs mit Benzinmotor braucht man eine Zündquelle (die in der Regel im Fahrzeug auch vorhanden ist). Bei Batterien kann sich das System durch einen Kurzschluss aber auch selbst entzünden. Benzinbrände sind in der Regel schwerer beherrschbar und breiten sich auf das gesamte Fahrzeug aus. Batteriebrände wurden auch schon durch Ausrüstungen oder Gerätfehler generiert, wie bspw. elektronische Zigaretten oder Taucher- lampen. Der Batteriebrand breitet sich vorzugsweise nicht auf das gesamte Fahrzeug aus, die Batterien sind fixiert und die erfinderische Lösung sichert das jegliche Gefahren eliminiert werden.
Solche Gerätefehler können auch durch Bedienfehler oder Ladegeräte, resp. Wechselrichter oder die Bordelektronik eines Fahrzeugs erzeugt werden.
In der Regel wird man bei einer Batterie nach dem Stand der Technik, etwa aus einem handelsüb- liehen Hybridauto, feststellen, dass ff. Reaktionen auftreten:
Öffnen der Zellen, kriechender Rauch (HF Phase),
Venting mit teils schnellen und massiveren Rauchphasen, (sekundäre HF Phase),
Feuer/Entzündung, Elektrolytbrand,
Thermal Runaway mit Stichflammen,
- Restabbrand, ggf. mit HF Phase...
Im Stand der Technik wird eine Batterie sich aber eher gar nicht spontan zerlegen. Bevorzugt wird kriechender Rauch mittels Neutralisator oder zumindest ein wesentlicher gefährlicher Stoff (Gefahrgutdefintionen) neutralisiert, zumindest in einem Prozessschritt dieser Erfindung. Bevorzugt erfolgt dies in zumindest einem Verfahrensschritt mit Kalk, Kalkmilch oder Calzi- umanhydrit (wasserfreier Gips). Darüber hinaus oder separat kann dies in einem temporären ge- steuerten Abbrandprozessschritt unter optionalem Einsatz eines Reaktionsbeschleunigers erfolgen. Bevorzugt wird diese Reaktion resp. werden deren Reaktionsfolgen vollends eingeschäumt. Bevorzugt wird in zumindest einem Schritt Reaktionsprodukte aufgefangen, und zu weiteren Prozessschritten, zumindest zu einem solchen, im erfindungsgemäßen Verfahren genutzt. Bevorzugt wird dadurch eine Löschwirkung erzeugt und/oder verstärkt. Das typische Verhalten kann in Abhängigkeit einer Propagationsfolge als Venting, während der Propagation dann aber auch mit starkem Feuer unter tlw. mehrfachen Stichflammenkomplexen angesehen werden. Insofern wird das Verhalten, besonders zu den beschriebenen Stichflammen (jet flames) davon abhängen, inwieweit der Aufbau von Zelle, Batteriemodul oder Batterie resp. des gesamten Aufbaus der Batteriebaugruppe (battery assembly) konkret angeordnet ist. Stich- flammen müssen auch nicht zwingend auftreten, es gibt, wie oben beschrieben ja ein auch vom System determiniertes Versagensverhalten, welches sich im Thermal Runaway mit deutlich mehr oder weniger Emissionen von Rauchgas und auch HF äußern wird.
Bevorzugt wird das Venting und/oder eine oder mehrere Stichflammenkomplexe im Schaum eingefangen, quasi sofort eingeschäumt. Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird Venting und/o- der Stichflammenkomplexe durch die Vorrichtung, bevorzugt durch eine Leiteinrichtung geleitet und/oder konzentriert.
Venting und/oder Stichflammenkomplexe im Sinne der Erfindung sind jedweder Rauch oder Feuer / Flammen, die sich ausbilden können jeder Art. So wie dies gemäß der einschlägigen IEC Normen, USABC oder EUCAR bspw. bei Lithiumbatterien in den Testvorschriften auch weiter ausdefiniert wird.
Die erfinderische Vorrichtung kann bevorzugt eine Leiteinrichtung wie ein Feuerleitblech oder eine kaminartige Schutzanordnung umfassen. Bevorzugt dient diese einerseits dem Schaum als Schutzvorrichtung(Druckminderer, Eingrenzer, Isolator). Bevorzugt kann andererseits diese erfinderische Leiteinrichtung den Prozessschritt Beschleunigung der Reaktion (temporär) gezielt als Brennkammer unterstützen. Bevorzugt dient ein solcher erfinderischer Vorrichtungsteil oder ein Vorrichtungsteil wie eine Leiteinrichtung zum Schutz der Löschwirkung, bevorzugt einem Schaum. Bevorzugt kann auch der Neutralisator zumindest in einem Schritt und zumindest teilweise inner- oder in sonstigem Kontext zur Leiteinrichtung vorteilhaft wirken. Das HF kann die Batterieperipherieanlagen, wie Kabel, Teile, Isolierung, Elektronik, Sensorik und Sicherheits- oder Schalteinrichtungen nebst Dämmungen und Isolation und dergleichen derart und auch schleichend beeinträchtigen, dass es zu Kettenreaktionen kommt, mithin die gesamte Batteriebaugruppe irreversibel insbesondere auch im schleichenden Prozess geschädigt wird oder im Batteriebrand, auch temporär versetzter Natur, zerstört wird. Anderer Stoffaustritt kann auch„harmlos" sein, sich ablagern oder in Korrosionsreaktionen münden, die per se zu keiner signifikanten Gefährdung führen können.
Aber auch in dem Falle das eine solche Batterie nicht diagnosefähig ist, kann es erforderlich sein, unter dem Prinzip„Safety First" das erfinderische Verfahren vorzugsweise einzusetzen.
Eine Löschwirkung im Sinne der Erfindung ist eine Löschwirkung jedweder Art und Form. Eine Löschwirkung kann auf vielfältige Weise generiert werden. Eine beispielhafte Ausführungsform zeigt Figur 4. Im erfinderischen Sinne kann auch darin eine Löschwirkung gesehen werden, dass zumindest partiell, eine Löschwirkung auch in dem ohne weiterer Einwirkung durchlaufenden Brand zu sehen ist. Bevorzugt wird der Brand in zumindest einem seiner Effekte oder Folgen benutzt, um eine verbesserte Löschwirkung zu erzielen. Bevorzugt Rauch in Heißschaum. Gemäß ei- ner Ausführung bevorzugt Wasser, -dampf,
-nebel oder ähnliches, zur Kühlung und Löschung. Bevorzugt ein gefährliche Hitze aufnehmender Stoff oder wie bevorzugt ein Isolationsmaterial oder eine Wolle, die inert bleibt, gefährliche Hitze aber nicht propagiert, bzw. bevorzugt eindämmt und gemäß einer Ausführung auch Partikel oder Rauchgas aufnimmt. Bevorzugt wird zumindest eine Gefahr in einem Schritt, der temporär ist, neutralisiert, durch Temperaturumsetzung oder Neutralisator. Ein Neutralisator im Sinne der vorliegenden Erfindung soll zumindest eine Gefahr aus austretenden oder sich auch lediglich temporär bildenden Gefährdungen verhindern. Bevorzugt wird in einem Schritt toxischer Stoff in dem Schaum aufgenommen, auch gebunden bzw. umgesetzt, bzw. in einer möglichen Weise, etwa auch rein physikalisch oder biologisch neutralisiert. Bevorzugt ist allein auch schon die temporäre Aufnahme eines gefährlichen Stoffes in dem Schaum, bis zur ggf. geordneten Beseitigung des Schaumes, nach sicher abgeklungenem Brandevent. Dies soll am Beispiel des Fluorwasserstoff im Folgenden beschrieben werden. Wässrige Lösungen von Fluorwasserstoff werden als Flusssäure bezeichnet. Fluorwasserstoff ist eine stechend riechende, bei 19- 20°C siedende, farblose, klare, an feuchter Luft stark rauchende Flüssigkeit. Auch diese Dämpfe der Flusssäure sind giftig. Flusssäure siedet als azeotropes Gemisch bei 112°C. Bei Erhitzen von Flusssäure mit einer Konzentration > 40 % gast Fluorwasserstoff aus. Fluorwasserstoff entsteht auch bei der Hydrolyse verschiedener Fluoride (Cobaltfluorid, Phosphorpentafluorid, Silizium-Tet- rafluorid, Schwefeltetrafluorid). Flusssäure ist eine starke Säure, die mit vielen Verbindungen unter starker Wärmeentwicklung reagiert und dabei leicht entflammbare und explosive Stoffe bilden kann. Sie greift Metall, Glas und Stein an und löst Silizium auf und muss daher in Plastik, Blei,
Wachs oder Paraffinflaschen aufbewahrt werden. HF ist vorzugsweise mit Kalkmilch zu neutralisieren und das dabei entstehende unlösliche Calciumfluorid soll als Abfallprodukt fachgerecht entsorgt werden, Neutralisation mit Alkalien (NaOH oder KOH) bzw. Erdalkaliverbindungen (z. Bsp. CaO, Ca(OH)2, CaC03 zu neutralisieren bzw. als CaF2 auszufällen. Bevorzugt kann man als Neutralisator oder auch als Aufsaugmaterial auch erfindungsgemäß Binder, Gewebe, Filter, Matten, loslationsmaterialien usw. einsetzen, die als Neutralisatoren in einem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. In der Bauindustrie unterscheidet man bspw. zwischen hydraulischen Bindemitteln, die sowohl an der Luft als auch unter Wasser härten (z. B. Zement, Mischbinder, hydraulischer Kalk (Trass), Putz- und Mauerbinder auf Zementbasis), und nichthydraulischen Bindemitteln (auch Luftbindemittel), die nur an der Luft härten (z. B. Luftkalke, Gips, Magnesiabinder, Lehm). Nichthydraulische Bindemittel sind im erhärteten Zustand nicht wasserbeständig. Vorteilhafte und Gebräuchliche Bindemittel sind:
Gebrannter Kalk, insbesondere Fettkalk, Kalkmischung, - milch,
Halbhydrat, Anhydrit , Gipsprodukte,
- Ton (Lehmbau, Lehmputz, Grob- und Feinkeramik) Zement, Mischungen
Bevorzugt wird HF als Beispiel abgebrannt, in zumindest einem temporären Schritt.
Bevorzugt kann dies in zumindest einem Schritt mittels einem Neutralisator und/ oder unter Verwendung eines Reaktionsbeschleunigers erfolgen. Ein Reaktionsbeschleuniger ist im Sinne der Erfindung ein Stoff oder Medium jeder Art bzw. zumindest ein Prozessschritt geeigneter Art jedweder Form. Bevorzugt kann dies auch Luft und Wasser sein, ein Katalysator und dergleichen. Bevorzugt wird dieser oder zumindest ein Stoff auch zur Erreichung einer Löschwirkung zumindest mitbenutzt, das kann gemäß einer Ausführung Sauerstoff sein. Bevorzugt wird eine Reaktionsbeschleunigung partiell erreicht. Bevorzugt wird eine Re- aktionsbeschleunigung temporär erreicht, bevorzugt dadurch, dass eine Löschwirkung auch gezielt eingeschränkt wird, um eine temporäre Reaktion wie einen Brand laufen zu lassen oder zu beschleunigen.
Bevorzugt kann die Vorrichtung einen Unterdruck wie einen Überdruck aushalten, ohne daraus eine Gefahr zu entwickeln. Bevorzugt im Kontext mit einer Reaktionsfolge des erfinderischen Ver- fahrens.
Vorteilhaft wird zur Expansionsbegrenzung zumindest ein Anordnungsteil einer Karosserie, eines Behältnisses, einer Umhüllung oder Umdeckung, eines Containments oder Batterieteiles, im Sinne der vorliegenden Erfindung, genutzt. Eine Karosserie bildet, insbesondere zum Fahrweg gesehen auch eine Art fast geschlossener Einheit, die für das erfindungsgemäße Verfahren genutzt wird. Unabhängig von der Frage, ob die Technik an Bord fest installiert, temporär angeordnet ist oder dem Containment/ der Verpackung zugehörig ist.
Vorteilhaft kann das Verfahren mit oder in sowie in Wirkverbindung mit geschlossenen Behältern, Kühlfallen, jeweils mit zusätzlichem geeigneten Adsorptionsmittel oder -mittein, erfindungsgemäß ausgeführt werden. Vorteilhaft wird das erfinderische Verfahren prädikativ ausgeführt, so dass erst gar keine Gefährdung entstehen kann. Vorteilhaft wird das Verfahren temporär solange durchgeführt, bis sichergestellt ist, dass die Reaktion abgeklungen ist oder keine Gefährdungssituation mehr eintreten kann. Untersuchungen haben gezeigt, dass dies im Falle einer Hybridbatterie mit xs25Ah etwa 5 Minuten - 45 Minuten der Fall sein kann, je nach betroffener Modulzahl oder der tatsächlichen Propagationswirkung. Bevorzugt bleibt das Löschmittel ja von Bestand, bis zu zehn Stunden, somit ist Zeit genug, bspw. eine Beförderung zu beenden. Vorteilhaft ist in dem Kontext auch, dass etwaige Brandnester abklingen, also beim Öffnen etwa eines Behälters dadurch keine Gefährdung mehr resultieren kann.
Bevorzugt kann Schaum nachgelegt werden.
Von besonderem Vorteil im Beispiel der Lithiumbatterie ist, dass kein HF mehr gegeben ist. Bevorzugt für andere Batterien ist, dass keine anderen aggressiven Medien oder Wasserstoff agieren oder etwa zündfähige Gemische bilden können.
Vorteilhaft ist, dass in einer Wanne zusätzlich aufgefangen werden kann oder eine Behandlung mit Löschkalk erfolgen kann.
Bevorzugt ist es, einen Schritt durchzuführen, der temporär die Reaktionsgeschwindigkeit, -inten- sität und/oder Temperatur erhöht. Bei Letzterem kann so auch thermisch eine sichere Behandlung gegen HF erreicht werden oder spätere Gefährdungen aus den sonst ggf. im erfinderischen Verfahren eingedämmten oder ersticktem Brand restlos vermieden werden. Denn dann würde erfindungsgemäß beispielhaft die betroffen Batterie ausbrennen, HF umgesetzt, andere Gefährdungen verhindert, durch die beschriebenen sonstigen Effekte der Löschwirkung. Eine Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit kann bis zu einem mehrfachen erfolgen, somit ist es vorteilhaft möglich, die Technik dazu effizienter zu gestalten.
Vorteilhaft wird in einen Schritt zur Unschädlichmachung einer Gefahr, beispielhaft derart, dass ein erster Stoffaustritt neutralisiert und eingedämmt, gefangen bzw. aufgesaugt wird, das erfinderische Verfahren ausgeführt. Von besonderem Vorteil ist, dass gemäß einer beispielhaften Ausführung in einem Schritt der Rauch erstickt und aufgenommen wird, in einen Schritt der Neutralisator eingebracht wird.
Vorteilhaft können effiziente Löschmittel, wie z.B. AFFF-Schaummittel, bei bestimmten Schadenfeuern die Löschzeit erheblich verkürzen und damit den Eintrag von hoch toxischen, kanzerogenen und persistenten Emissionen reduzieren.
Die Löschwirkung beruht einerseits bei Schaum auf Trennung des Brandgutes vom Luftsauerstoff (Löschwirkung Ersticken). Nebenbei kommt auch -je nach Wassergehalt des Schaumes- eine kühlende Wirkung zum Tragen (Löschwirkung Abkühlen). Bei brennenden festen Stoffen der Brandklasse A kann die kühlende Wirkung überwiegen. Im Gegensatz zu fluorierten Schaummitteln (AFFF und FFFP) bilden Schäume auf MBS-Basis auf brennenden Flüssigkeiten keinen Wasserfilm aus und sind daher gegen Wiederentzündung und Aufreißen empfindlicher. Die sichere Löschwirkung wird hauptsächlich durch die Volumenvergrößerung erzielt. Durch diese enorme Vergrößerung der Oberfläche wird vielfach mehr Wärme absorbiert.
Dies ist vorteilhaft, gemäß einer bevorzugten Ausführung kann dies auch weniger, beispielsweise 1:5 oder mehr 1:16 sein.
Bevorzugt ist gemäß einer besonderen Ausführung des erfinderischen Verfahrens der hot foam Schaum und/oder der Neutralisator und/oder der Reaktionsbeschleuniger vorgebildet. Gemäß einer beispielhaften Ausbildung ist dies eine Puffermenge, die dann sehr schnell zur Verfügung steht und von dem Vorrat aus im Verfahren nachgebildet werden kann, somit dauerhaft konstant geliefert wird.
Bevorzugt kommt es durch das Hinzufügen einer großen Druckluftmenge zu einer Vervielfachung der Löschmittelmenge.
Das Prinzip des Löschverfahrens beruht auf der Ansaugung rauchgefüllter Luft (0° - 1.200C) aus dem zu schützenden Raum. Der dabei entstandene graue Leichtschaum (relativ trocken) füllt den Schutzraum innerhalb weniger Minuten. Es findet praktisch ohne Druckaufbau ein Austausch von Rauch enthaltender Luft zu Rauch enthaltenden Schaum statt. Bevorzugt beinhaltet das erfinderische Verfahren zumindest einen Schritt unter Einbindung einer hot foam Schaumlösung, dies auch in Kombination mit anderen, beschriebenen Optionen.
Bevorzugt durch das vollständige Binden des am Brandherd entstandenen Rauches, gelangt kein Rauch in die Atmosphäre und es kommt zur sehr schnellen Löschung in allen Bereichen des zu schützenden Raumes. Der nach ca. 9 Stunden zerfallene Schaum kann bevorzugt abgesaugt und entsorgt werden.
Bevorzugt ist ein Heißschaum Feuerlöschsystem (Smoke Foam) also eine sinnvolle Alternative zu konventionellen Feuerlöschverfahren. Es löscht bevorzugt den Brand in einer Produktions- oder Lagerhalle schnell durch vollständige Schaumverfüllung. Durch den Wegfall der nicht benötigten elektrischen Schaumgeneratoren, Schaumtore und Druckentlastungsöffnungen und deren Steuerung, ist dieses Löschverfahren eine durchaus eine bezahlbare, vorteilhafte, Feuerlöschlösung. Die Heißschaum-Löschanlage, kann bevorzugt als stationäre - und halbstationäre oder mobile Löschanlage ausgelegt werden.
Bevorzugt sind die Rauchschaumblasen, denn diese haben einen höheren Stickeffekt,. Das hat sich in den Voruntersuchungen bei den Lithiumbatterien im besonderen Maße und überraschend gezeigt. Bevorzugt ist eine Schaumproduktion in Heißschaumgeneratoren von 0° bis 1.200°C bei bis zu 600 facher Verschäumung, gemäß einer besonderer Ausführung bis zu 1200 facher Ver- schäumung.
Bevorzugt und vorteilhaft ist die relativ günstige Entsorgung des dann zusammen gefallenden Rauchschaumes sowie der oder teilweise darin gebundenen Abreaktionsprodukte der Neutralisation und/ oder der Reaktionsbeschleunigung.
Bevorzugt wird der Neutralisator und/oder der Reaktionsbeschleuniger optional bei der Auslösung der Löschanlage über die Pumpe, das Konzentrat oder separat beigefügt und somit bevorzugt über die bestehende Anlage, etwa aufgrund von Messergebnissen oder auf Verdacht bzw. Prädikativ, auch nur temporär einmalig oder wiederholt ggf. auch beigemischt, zugeführt.
In einer bevorzugten Ausführung erfolgt dies quasi separat, aber es wird am Schaumgenerator zugeführt oder beigemischt oder dergleichen. Bevorzugt können somit die Düsen, besonders vorteilhaft sind drei Düsen im Schaumgenerator zu diesen Neutralisationszwecken resp. Reaktionsbeschleunigungszwecken bzw. zu diesem einem oder auch mehrfach auch in Kombination ausgeführten Schritt genutzt werden.
Von besonderem Vorteil kann gemäß einer besonderen Ausführung es sein, dass die Schritte redundant ausführbar sind. Vorteilhaft bevorzugt ist es dann eine redundante erfinderische Vorrichtung anzuordnen.
Bevorzugt sind die Schritte unabhängig von einer sonstigen, etwa einer Batteriesteuerung (BMS, BMMS, PCM, OPC e.c.) oder einer Transportsicherung.
Bevorzugt kann das erfinderische Verfahren zentral oder dezentral, etwa von einem Cockpit, einer Leiteinrichtung oder Zentrale resp. einem übergeordnetem Automatismus oder einer technischen oder Intelligenz ausgelöst werden.
Bevorzugt ist dies ein BMS eine elektronische Steuerung jedweder Art und Form.
Bevorzugt ist eine solche Steuerung auf die Erfindung hin eingerichtet, stehe mit dieser in Signalübertragung. Bevorzugt besteht eine Verbindung zu zumindest einer Sensorik.
Bevorzugt ist der Neutralisator am Sieb angeordnet oder über das Sieb zuführbar.
Bevorzugt kann der Neutralisator unabhängig von der Funktion des Schaumgenerators dort bis zu einem oder mehrerer gesonderter Schritte verbleiben und gesondert ausgelöst werden.
Bevorzugt werden beim Gegenpressen des Schaumes, die aufgestiegenen Rauchgase optional mit dem Neutralisator in den Schaumblasen gebunden. Danach fällt der Schaum und den darin gebundenen Rauchgasen, und füllt im Beispiel eines Containers diesen innerhalb von kurzer Zeit vorzüglich innerhalb von 1-4 Minuten aus. Dadurch wird vorteilhaft ggf. ein Brand vollständig vermieden, ein entstehender Brand erstickt. Bevorzug wird sehr gut gekühlt. Dadurch wäre, insbesondere in Verbindung mit dem Einsatz des Neutralisators die erfinderische Aufgabe bereits auch gelöst. Bevorzugt ist allein aber auch die dadurch entstehende Kühl- oder Stickwirkung, die durch den Schaum resultiert. Bevorzugt vorteilhaft ist es hier, dass keine weiteren Schritte oder Maßnahmen somit erforderlich sind. Von besonderem Vorteil ist, dass keine teure sonstige Schutzlösung, etwa eine gesonderte Verpackung erforderlich ist.
Bevorzugt löst das Verfahren automatisch aus. Bevorzugt in Wirkverbindung zur Batterie oder de- ren Umgebung. Bevorzugt ohne elektrische Steuerung und Sensorik. Bevorzugt wird nach einer erfinderischen beispielhaften Ausführung, dass die Vorrichtung zumindest eine Sensorik umfasst und im erfinderischen Verfahren zumindest ein Schritt, der durch zumindest eine Sensorik ausgelöst wird.
Bevorzugt sind in einer sensiblen Infrastruktur, wie einem Flugzeug, zumindest eine redundante und/oder diverse Sensorik angeordnet. Bevorzugt sind dann zumindest ein Verfahrensschritt, auch wiederholt, über auch nur ein auslösendes Ergebnis eine Detektion auszulösen. Bevorzugt wird in einem Verfahrensschritt lediglich eine Neutralisation durchgeführt. Bevorzugt wird in einem anderen Verfahrensschritt eine temporäre Einwirkung wie einer besonderen Stickwirkung (erhöhte Schaumlast) oder katalytische Wirkung erzeugt. Dies kann vorteilhaft durch ein und die- selbe Vorrichtung hervorgerufen werden. Bspw. durch Einbringen eines anderen Materials über die Schaumgeneratoren. Die Vorrichtung kann bevorzugt aber separate Einrichtungen haben, die bevorzugt einen weiteren Zugang ermöglichen, bevorzugt für einen anderen Stoff, als denjenigen, der für die Schaumlöschung benötigt wird. Vorteilhaft kann dadurch die Schaumwirkung stabilisiert, d.h. Schaumbildung, Schaumwirkung und Aufrechterhaltung unterstützt werden. Bevorzugt wird der Schaum dadurch selbst gegen die Stichflammen oder eine andere Gefahr geschützt.
Bevorzugt ist die Batteriemodul- oder Zelleinhüllung (prismatisches oder rundes Zellgehäuse) eine Leiteinrichtung oder als gesondertes Teil der erfinderischen Vorrichtung definiert.
Bevorzugt bei einer Auslösung bevorzugt der einen Vorrichtung "Smoke Foam" Löschanlage, wird die Wasserpumpe und die Pumpe für das Schaumkonzentrat angesteuert. Im Schaumzumischer, wird dem Wasser oder einem anderen Stoff, -mischung, -derivat bevorzugt 3% Schaumkonzentrat beigemischt. Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführung kann dies auch weniger, 6% oder mehr sein. Dieses Wasser/Schaumgemisch, bevorzugt in einem Schritt auch nur Wasser oder - dampf wird dann zu den Schaumgeneratoren gefördert und über die Düsen im Schaumgenerator, gegen das Sieb gepresst, resp. eingeführt. Bevorzugt werden beim Gegenpressen des Schaums, die aufgestiegenen Rauchgase in den Schaumblasen gebunden.
Bevorzugt fällt der Schaum und den darin gebundenen Rauchgasen, in das Schutzobjekt (z.B. Hochregallager, ...) und füllt dieses innerhalb von kurzer Zeit, etwa eine Lager-Halle in 4 Minuten aus. Bevorzugt geschieht das so, dass wichtige Funktionen des Objekts oder der Maschine bzw. der Batterie nicht beeinträchtigt werden. Bevorzugt wird zumindest ein Teil einer Batterie erhalten. Bevorzugt wird ein Flugzeug, als weiteres Beispiel, den Flug sicher beenden können.
Durch das Binden der Rauchgase im Schaum, werden keinerlei Öffnungen (Druckentlastung) im Baukörper benötigt. Was auch einen erheblichen Kostenvorteil ergibt. Bevorzugt entsteht also kein Druckaufbau.
Bevorzugt können Inhibitoren als Neutralisatoren angeordnet oder zumindest in einem Schritt eingesetzt werden. Chemische Inhibitoren (Passivatoren, Hemmstoffe, Verzögerer, Antikatalysa- toren, negative Katalysatoren). Bevorzugt werden Inhibitoren u. a. zum Schutz von Oberflächen vor Korrosion eingesetzt. Dabei lagern sich bevorzugt durch Adsorption z. B. organische Moleküle an der Oberfläche an und blockieren Reaktionen mit der Umgebung. Bei den Korrosionsinhibitoren sind bevorzugt die VCI-Mittel (Volatile Corrosion Inhibitor) als temporärer Schutz. In geschlossenen Systemen, wie z. B. Kühlkreisläufen, können dem Medium bevorzugt Korrosionsinhibitoren zugesetzt werden. Bevorzugt wird ein Katalysator so gewählt, dass nur diejenige Reaktion beschleunigt wird, die das erwünschte Produkt erzielt. Verunreinigungen durch Nebenprodukte und Gefahren werden so weitgehend vermieden.
Ein Reaktionsbeschleuniger im Sinne der Erfindung ist ein Stoff oder auch ein Prozessschritt. Bevorzugt in den Figuren als (S8) beschrieben.
Die Erfindung kann bevorzugt in beliebigen Schritten oder Kombinationen gezielt effizient eingestellt werden und durchgeführt werden Rauchgase emittieren bevorzugt vorteilhaft nicht in technische Systeme, es bilden sich keine durchzündfähigen Rauchgaskonzentrationen. Gefährliche Hitze wird vorteilhaft eingedämmt, wichtiges Gerät geschützt. Von besonderem Vorteil ist, dass ein sehr geringer Wasseranteil gebunden wird und lediglich erforderlich ist, somit kann auch nichts in Erdreich gelangen.
In Fahrzeugen kann dazu Material bevorratet werden oder exemplarisch aus Kühlkreisläufen oder Waschanlagen in dem Bedarfsfall genutzt werden, das Verfahren vorteilhaft flexibel in einem Fahrzeug oder Flugzeug und mit einfachem Aufwand aufgerüstet werden.
Von besonderem Vorteil ist es, diese Module oder Batterien/Zellen durch eine Abtrennung mit Isolationsmaterial wie einem zu 1000°C schmelzsicheren Material wie bspw. einer Ingenieurkeramik wie im Folgenden beschrieben oder einem Material wie Microtherm Platten oder Formkörper wie Zylinder daraus zur Umwicklung bei zylindrischen Batterien (großformatig), seitlichen Bean- standung und als Box ohne festen Deckel oder einfach als Abschottung zum nächsten Modul zu verwenden. Dabei ist es von erfinderischem Vorteil, dass ein Material oberflächlich oder in der ersten Lage bei Auftreten von Übertemperatur verbackt, denn die unteren Lagen oder das weitere Material hält seine dämmende und schützende Funktion aufrecht, um den sogenannten Kaskadeneffekt, also das Durchbrennen eines Elements oder Moduls in Folge der Hitzeübertragung von außen, auszuschließen.
Das ist besonders vorteilhaft, weil somit lediglich unter Umständen ein lokal gut beherrschbares Überhitzungs- oder Brandevent aus einer Ursache wie einem internen Kurzschluss auftritt, welches dann lokal gut beherrschbar ist.
Vorteilhaft ist daher die Auskleidung oder Isolation der vorzüglich flüssigkeitsdichten Abtrennung durch geeignete Ingenieurkeramiken, Glasschaumbildnern oder deren Belegung mit Pyrobubbles. Gemäß einer besonderen Ausführung sind diese Keramiken mehrlagig aufgebracht und können optional mit Sonderdichtwerkstoffen + Fasern angeordnet oder embedded sein. Wegen der beschriebenen Problematik des Auftretens von HF oder der schnellen Temperaturwechselbelastung ist erfindungsgemäß eine Karbid-Keramik oder ein Derivat daraus vorteilhaft. Diese Karbid Keramiken sind vorzüglich erfindungsgemäß vorteilhaft zur Auskleidung auch als Abtrennung verwendet oder bilden seitlich Formkörper, die eine Batterie oder ein - Modul zumindest teilweise umschließen. Ingenieurkeramiken der beschrieben Art halten mehr als 1200 °C aus bei schnellen Temperaturwechseln, gegen solche Schocks verbinden diese die Eigenschaft der HF -Resistenz, so dass solche Keramiken wie Karbide, speziell rekristallisiertes Siliziumkarbid nach einer besonderen erfinderischen Ausführungsform vorzüglich geeignet sind. Die geometrische Form eines Hohlzylinders um ein Batteriemodul kann gemäß einer besonderen Abwandlung einer erfinderischen Detaillösung dafür sorgen, dass die entstehende Hitze und die Gase besser abgeleitet werden und sich kein Stau über der Brandgasbindungseinrichtung bildet. Vorteilhaft bauen diese Anordnungen auch ggf. einen Druckanstieg gut ab. Vorteilhaft ist die direkte ausreichend formschlüssige Verbindung eines solchen Hohlzylinders mit der Brandgasbindungseinrichtung.
Obschon die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungen und das Beispiel in Ihren wesentlichen Merkmalen beschrieben worden ist, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern in dem durch die Ansprüche vorgegebenen Umfang und Bereich abgewandelt und erweitert werden kann.
Dabei wirkt bevorzugt eine Zuführeinrichtung optional, etwa eine automatische Erkennungs- und Fördereinrichtung, die über eine elektronische Steuer- und Messeinrichtung das Material an den Ereignisort befördert und verteilt. Das hat den Vorteil, dass eine solche Einrichtung gezielt, bevor- zugt ein oder mehrfach, auf mehrere Abtrennungen konzentriert werden kann. Dies ist effizienter bei gleich hoher Reaktionsgeschwindigkeit.
Von besonderem Vorteil ist aber auch ein System, welches die Erdanziehungskraft nutzt. Dabei ist das rieselfähige Material vorzüglich über dem Energiespeicher angeordnet und wird durch das Auftreten von Hitze, etwa durch Wegschmelzen einer Membran oder Eröffnung einer Sollbruch- stelle aus einem Kunststoff freigesetzt. Rieselt somit auf den Ereignisort, lokal, bis zur jeweiligen Abtrennung.
Vorteilhaft ist hier, dass dies etwas temporär verzögert erfolgt und quasi auch temporär verzögert auf den betroffenen Ereignisort oder den Batteriespeicher einrieselt und schließlich zumindest teilweise bedeckt, weil dadurch sich einerseits der Druck aus dem Ereignis lokal besser abbaut und es somit nicht zu einem plötzlichen freisetzten kommt, auch nicht durch ein verzögertes Weiterbrennen und Druckaufbau, weil das Material sukzessive die Reaktion insbesondere durch massive Aufnahme gefährliches Hitze eindämmt. Bevorzugt entspricht dies einem oder mehrerer Schritte Sl - S8 aus den Figuren 1 bis 3 oder steht damit in einem Kontext.
Gemäß einer besonderen Abwandlung rieselt das Material dann zwischen die Abtrennung und Energiespeicher zunächst und stützt oder stärkt an der Stelle die bereits angeordnete Isolierung. Dies hat den Vorteil, dass man die an, um zwischen usw. den Abtrennung angeordnete beschrieben Isolierung dünner ausgestalten kann, nur im Ernstfall würde dies verstärkt. Eine Schicht von Schaumbildnern von 3cm kann Wärme bis 1000°C standhalten resp. aufnehmen. Eine weitere Abwandlung würde für das über den Abtrennung und dem Energiespeicher gespeicherte rieselfähige Material mit Sollbruchstellen versehen, die durch eine Brandmeldeanlage ausgelöst werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Abwandlung könnte dies aus selbstauslösenden Feuerlöschgeräten oder mittels einer Treibladung, etwa aus einem Airbag geschehen bzw. ausgelöst werden. Bei letzterem würde der Treibsatz des Airbag oder der Airbag selbst, die oben beschriebene Rückhaltungsmembrane für das rieselfähige Material aufreißen oder soweit zerstören, dass genug Material eventgerecht ausrieseln kann. Vorteilhaft kann wenn es um einen Elektrofahrzeug regelmäßig auf eine Abtrennung innerhalb des Energiespeichers auch verzichtet werden, weil man dort ggf. bereits thermisch stabile Materialein in Anordnungen umgesetzt hat.
Erfindungsgemäß wird hier vorgeschlagen, im Beförderungsfall bevorzugt eine Abtrennung um das Elektrofahrzeug oder in Abhängigkeit von der Größe der Batterien (kWh) einzelne Beförde- rungseinheiten zu bilden, die dann zu einer ausreichenden Brandgasbindungseinrichtung korrespondieren. Vorteilhaft und effizient kann dies so geschehen, dass redundante Brandgasbindungs- einrichtungen mehrere Beförderungseinheiten absichern.
Die Abtrennung und bspw. die Brandgasbindungseinrichtung und/ oder auch die Batterie können bevorzugt in diversen Formen und Anordnungen mit anderen Einrichtung oder irgend gekoppelt angeordnet sein. Die Abtrennung kann vorzugsweise eine Funktionssensorik oder eine Elektronik beinhalten. Dies kann nach einer besonders vorteilhaften beispielhaften Ausführung so angeordnet dass Parameter oder ein Parameter wie beispielweise die Temperatur ständig überwacht, übertragen oder visualisiert werden können. Durch das vollständige Binden des am Brandherd entstandenen Rauches, gelangt kein Rauch/Partikel in die Atmosphäre und es kommt zur sehr schnellen Löschung in allen Bereichen des zu schützenden Raumes in seiner erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abtrennung.
Der bspw. nach ca. 9 Stunden zerfallene Schaum kann abgesaugt und entsorgt werden. Das Heiß- schäum Löschsystem erfüllt Löscheigenschaften in bestimmten außergewöhnlichen Brandlastsituationen. Andere Systeme, wie Wassernebel-, Kompaktschaum-, Dampf-, Suppressions-, Inhiba- tions- oder PyroBubbles-Systeme sind optional.
Erfindungsgemäß von besonderem Vorteil ist es, als Brandgasbindungseinrichtungen hier vorzüglich Heißschaumanlagen einzusetzen, hier wird ein Gemisch aus etwa 97% Wasser und 3%
Schaumkonzentrat mit hoher Viskosität in einem Heißschaumgenerator bis auf das 600-fache (bis zig tausend fache) Volumen aufgeschäumt. Der Schaum wird gegen ein Sieb gepresst, wonach die aufsteigenden Rauchgase in den viskosen Schaumblasen gebunden werden.
Da der Schaum sich vornehmlich mit Hilfe der an der Decke sammelnden Rauchgase bildet, entfällt also der Einbau von Druckentlastungsöffnungen. Der Schaum fällt mitsamt der gebundenen Rauchgase in Richtung Boden des zu schützenden Objektes und füllt dessen Innenraum innerhalb weniger Minuten aus.
Heißschaumlöschanlagen können als erfindungsgemäße, bevorzugte, Brandgasbindungseinrichtungen auch mit Sprinkleranlagen oder ähnlichen technischen Löschmöglichkeiten vorteilhaft kombiniert werden. Um nun besonders hohe Brandlasten bevorzugt (von Batterien) beherrschen zu können, ist es zweckmäßig ein Heißschaum-Löschverfahren einzusetzen, welches ohne aufwendige Baumaßnahmen eine sichere Löschung erzielt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den Figuren. Dabei zeigt: Fig. 1 eine beispielhafte Schrittfolge eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes;
Fig. 2 einen beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrensablauf;
Fig. 3 einen weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrensablauf; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Heißschaum-Löschanlage; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes.
Figur 1 zeigt eine beispielhafte Schrittfolge eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit Betriebsdaten, die eine Gefährdung generieren oder darstellen, und erfasst werden, S2 Übermitteln der Da- ten S3, oder Durchführen einer Sofortmaßnahme S4 mit Neutralisator, Beschleuniger, Gefährdungsinhibitor. Bevorzugt soll dann auch prädikativ mit S5 zumindest ein Auslösen, Aufbau einer Löschwirkung erfolgen, bevorzugt einer Rauchgasbindungsmaßnahme druckloser Natur, Ersticken und/oder Kühlen. Bevorzugt ist temporär S5 soll diese aufrechterhalten oder insbesondere unter Verwendung eines Puffers nachgelegt werden können S6. Nachgelagert oder im Verfahren wird bevorzugt eine oder mehrere Folgen der Reaktion beseitigt S7. Bevorzugt wird eine Gefahr wirksam negiert, bevorzugt wird der Trockenschaum danach einfach weggesaugt/aufgesaugt, weggeblasen oder dergleichen.
Ein Reaktionsbeschleuniger im Sinne der Erfindung ist ein Stoff oder auch ein Prozessschritt. Bevorzugt hier als S8 beschrieben. Figur 2 zeigt einen beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrensablauf. Werden in den Schritten Sl und S2 Betriebsdaten erfasst und übermittelt, die anzeigen, dass ein oder mehrere Batterieparameter nicht in Ordnung sind, wird prädikativ mit S4 eine Sofortmaßnahme eingeleitet. Werden Stichflammen oder ein Batteriebrand erfasst, so wird Heißschaum zugeführt S5 und wiederholt eine Sofortmaßnahme durchgeführt S4, beispielsweise ein Reaktionsbeschleuniger angewendet. Weiter wird Heißschaum aus dem Heißschaumpuffer zugeführt S6, sowie eine weitere Sofortmaßnahme S4 durchgeführt. Figur 3 zeigt einen weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrensablauf, der insbesondere für nicht diagnosefähige Batterien anwendbar ist. Bei einem Undefinierten Batteriezustand wird eine Sofortmaßnahme S4 eingeleitet und Heißschaum S5 angewendet. Ferner wird Heißschaum aus dem Heißschaumpuffer zugeführt S6, sowie eine Katalysatormaßnahme S8 durchge- führt. Danach wird weiter Heißschaum zugeführt S5 sowie eine weitere Sofortmaßnahme angewendet S4.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Heißschaum-Löschanlage 20, wie sie im Stand der Technik bekannt ist. In einem Schaumtank 11 ist Schaumkonzentrat gespeichert, das über eine Pumpe 12 zum Schaumzumischer 13 geführt wird. Ebenfalls zum Schaumzumischer 13 wird Wasser von einer Wasserpumpe 14 gefördert. Das im Schaumzumischer 13 gebildete Wasser-Schaum-Gemisch 15 wird anschließend über Zuführleitungen zu Schäumerdüsen 6 geführt, wo es beim Passieren eines Siebes in bekannter Weise unter Verwendung von Umgebungsluft zu einem Heißschaum aufgeschäumt wird.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes. Dargestellt ist eine Zuführleitung für Heißschaum 3 und einen Neutralisator 8, sowie Schäumerdüsen 6 zum Aufschäumen des Heißschaums 3 und Düsenöffnungen 1 für das Zuführen eines Neutralisators 8. Die Schäumerdüsen 6 sowie die Düsenöffnungen 1 sind oberhalb einer Batterie 4 angeordnet. Ebenfalls oberhalb der Batterie ist ein separater Versorger 7 angeordnet, mittels welchem beispielsweise Heißschaum 3 aus einem Pufferspeicher (nicht dargestellt) zugeführt werden kann. Oberhalb der Batterie 4 ist eine Leiteinrichtung 5 in Form eines Leitblechs angeordnet, welches dazu dient, dass ein Heißschaum 3 sowie ein Neutralisator 8 im Gefahrenfall nicht unmittelbar auf den Brandherd aufgebracht wird, sondern in einen Bereich neben die Batterie. Beabsichtigt ist, den Raum um die Batterie herum zu füllen, damit bei ausreichender Füllung der Umgebung Heißschaum 3 ggf. mit dem Neutralisator 8 seitlich über die Batterie 4 steigt und dann den Brand erstickt, bzw. den Stoffaustritt beendet. Ferner dient die Leiteinrichtung 5 dazu, eine Art Brennkammer auszubilden, mittels welcher die Reaktion einer Sofortmaßnahme wie eine Reaktionsbeschleunigung temporär gezielt unterstützt wird. In unmittelbarer Nähe zur Batterie 4 ist eine Zuführleitung für einen Reaktionsbeschleuniger 2 / Neutralisator 8 angeordnet, mittels welcher ein Reaktionsbeschleuniger 2 und/ oder ein Neutralisator 8 einem Gefahrenherd an der Batterie 4 mittels einer Düsenöffnung 1 zuführbar ist. Durch den Schutz der Leiteinrichtung 5 kann im Gefahrenfall ein Reaktionsbeschleuniger 2 und/ oder ein Neutralisator 8 auf die Batterie 4 bzw. in deren unmittelbare Umgebung aufgebracht werden und dort wirken, bis ein Heißschaum 3 von der Seite her den Raum unter der Leiteinrichtung 5 erreicht.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (10) zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes, insbesondere für Lithiumbatterien (4), welche eine Heißschaum-Löschanlage (20) und eine Einrichtung zum Anwenden wenigstens eines Neutralisators (3) aufweist, mit folgenden Schritten:
• Erfassen eines Brandes oder Stoff austrittes,
• Auslösen einer Löschwirkung abhängig von der Erfassung eines Brandes oder Stoffaustrittes mittels:
o Anwenden eines Heißschaums (3) und/ oder
o Anwenden des wenigstens einen Neutralisators (8),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anwendung des Neutralisators (8) separat und zeitlich vor oder nach der Anwendung des Heißschaums (3) oder gleichzeitig mit der Anwendung des Heißschaums (3) durchführbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ferner eine Einrichtung zum Anwenden wenigstens eines Reaktionsbeschleunigers (2) aufweist, mit dem zusätzlichen Schritt:
• Anwenden des wenigstens einen Reaktionsbeschleunigers (2), wobei
die Anwendung des Reaktionsbeschleunigers (2) separat und zeitlich vor oder nach der Anwendung des Heißschaums (3) oder zeitlich vor oder nach der Anwendung des Neutralisators (8) oder gleichzeitig mit der Anwendung des Heißschaums (3) oder des Neutralisators (8) durchführbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ferner eine Einrichtung zum Anwenden wenigstens eines Gefährdungsinhibitors aufweist, mit dem zusätzlichen Schritt:
• Anwenden des wenigstens einen Gefährdungsinhibitors, wobei
die Anwendung des Gefährdungsinhibitors separat und zeitlich vor oder nach der Anwendung des Heißschaums (3) oder zeitlich vor oder nach der Anwendung des Neutralisators (8) oder gleichzeitig mit der Anwendung des Heißschaums (3) oder des Neutralisators (8) durchführbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ferner eine Einrichtung zum Anwenden wenigstens eines Gefährdungsinhibitors aufweist, mit dem zusätzlichen Schritt:
• Anwenden des wenigstens einen Gefährdungsinhibitors, wobei
die Anwendung des Gefährdungsinhibitors separat und zeitlich vor oder nach der Anwendung des Heißschaums (3) oder zeitlich vor oder nach der Anwendung des Neutralisators (8) oder des Reaktionsbeschleunigers (2) oder gleichzeitig mit der Anwendung des Heißschaums (3) oder des Neutralisators (8) oder des Reaktionsbeschleunigers (2) durchführbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung des Heißschaums (3), und/ oder des Neutralisators (8), und/ oder des Reaktionsbeschleunigers (2) und/ oder des Gefährdungsinhibitors zeitlich mehrfach erfolgt.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des angewendeten Heißschaums (3) bereits vor dem Erfassen eines Brandes oder Stoffaustrittes vorgebildet und in einem Pufferspeicher bevorratet wird.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neutralisator (8) und/ oder der Reaktionsbeschleuniger (2) und/ oder der Gefährdungsinhibitor bereits vor dem Erfassen eines Brandes oder Stoffaustrittes vorgebildet und in einem Pufferspeicher bevorratet wird.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrat an Heißschaum (3) und/ oder Neutralisator (8) und/ oder Re- aktionsbeschleuniger (2) und/ oder Gefährdungsinhibitor im Pufferspeicher schnell zur Verfügung steht und von dem Vorrat aus im Verfahren nachbildbar ist und somit dauerhaft konstant lieferbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neutralisator (8) und/ oder der Reaktionsbeschleuniger (2) und/ oder Gefährdungsinhibitor bei der Auslösung der Heißschaum-Löschanlage (20) dem Heißschaum (3) beigefügt wird.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in Signalverbindung zu zumindest einer Sen- sorik steht, mittels welcher Parameter wie beispielweise die Temperatur oder Betriebsdaten erfasst und übertragen werden, wobei wenigstens ein Schritt des Verfahrens mithilfe der Sensorik ausgelöst wird.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:
• Erfassen der Neutralisatorenaktivität durch eine Indikatorwirkung oder durch ein Reaktionsprodukt des Neutralisators (8).
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:
• Beseitigen der Folgen der vorhergehenden Schritte.
Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes, insbesondere für Lithiumbatterien, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
14. Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest ein Anordnungsteil im Umfeld der Vorrichtung zur Expansionsbegrenzung einbindet.
15. Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoff austrittes nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Leiteinrichtung (5) aufweist, welche zum Schutz der Löschwirkung und/ oder zur Beschleunigung der Reaktion dient.
16. Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen Pufferspeicher aufweist, in welchem bereits vor dem Erfassen eines Brandes oder Stoffaustrittes vorgebildeter Heißschaum (3) bevorratbar ist.
17. Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoff austrittes nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen Pufferspeicher aufweist, in welchem bereits vor dem Erfassen eines Brandes oder Stoffaustrittes vorgebildeter Neutralisator (8) und/ oder der Reaktionsbeschleuniger (2) und/ oder der Gefährdungsinhibitor bevorratbar ist.
18. Neutralisator zur Verwendung bei einer Vorrichtung zur Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes, insbesondere für Lithiumbatterien nach einem der Ansprüche 13 bis 17 sowie zur Verwendung im Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anwendung des Neutralisators (8) eine Gefahr aus austretenden oder sich auch lediglich temporär bildenden Gefährdungen aufgrund eines Brandes oder Stoff austrittes durch eine Neutralisation der Gefährdung verhinderbar ist.
19. Neutralisator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Brand oder einen Stoffaustritt durch Temperaturumsetzung neutralisiert.
20. Neutralisator nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Neutralisator (8) optional bei der Auslösung der Vorrichtung (10) etwa aufgrund von Mess- ergebnissen oder auf Verdacht bzw. Prädikativ, nur temporär einmalig oder wiederholt angewendet wird. Neutralisator nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Stoffaustritt aufnimmt, diesen bindet und/ oder umsetzt, insbesondere physikalisch und/ oder biologisch und/ oder chemisch neutralisiert.
EP15771869.3A 2014-09-13 2015-09-11 Verfahren zum betrieb einer vorrichtung zur beherrschung eines brandes oder stoffaustrittes, insbesondere für lithiumbatterien Ceased EP3191195A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202014007301.5U DE202014007301U1 (de) 2014-09-13 2014-09-13 Vorrichtung zur gefahrlosen Beherrschung eines Brandes oder Stoffaustrittes und der Verminderung seiner Ausbreitung und Auswirkungen
PCT/EP2015/070885 WO2016038207A1 (de) 2014-09-13 2015-09-11 Verfahren zum betrieb einer vorrichtung zur beherrschung eines brandes oder stoffaustrittes, insbesondere für lithiumbatterien

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3191195A1 true EP3191195A1 (de) 2017-07-19

Family

ID=54238388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15771869.3A Ceased EP3191195A1 (de) 2014-09-13 2015-09-11 Verfahren zum betrieb einer vorrichtung zur beherrschung eines brandes oder stoffaustrittes, insbesondere für lithiumbatterien

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3191195A1 (de)
DE (1) DE202014007301U1 (de)
WO (1) WO2016038207A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020117270A1 (de) 2020-07-01 2022-01-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Traktionsbatterieeinrichtung mit Löschvorrichtung
DE102021120218A1 (de) 2021-08-04 2023-02-09 Audi Aktiengesellschaft Kühleinrichtung und Verfahren zum Kühlen einer Batterie zur Verhinderung oder Bekämpfung eines Batteriebrands
DE102022103176B3 (de) 2022-02-10 2022-12-08 Sander-Schulz GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Matthias Sander, 04416 Markkleeberg, Thilo Schulz, 04416 Markkleeberg) Raumzelle für parkende Fahrzeuge, Verfahren zur Brandvermeidung oder Brandbekämpfung und Verwendung
CN114504752A (zh) * 2022-02-28 2022-05-17 中国电力科学研究院有限公司 一种灭火装置、灭火方法、控制器及计算机可读存储介质
CN117292311A (zh) * 2023-09-07 2023-12-26 江苏鑫赛德智慧建设有限公司 一种基于ai图像识别的消防火灾复燃预测系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013006631U1 (de) * 2013-07-24 2013-11-19 Envites Energy Gesellschaft für Umwelttechnik und Energiesysteme mbH Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraum 2 für elektrische Anlagen mit entgasungsfreien Batterien zur Handhabung einer in einem Betriebsraum angeordneten elektrochemischen Vorrichtung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE306528C (de)
SE365532B (de) 1968-04-19 1974-03-25 Minnesota Mining & Mfg
IE33057B1 (en) 1968-04-29 1974-03-06 Ici Ltd Fire-fighting foams
BE787502A (fr) 1971-08-18 1973-02-12 Ici Ltd Mousses
US4090967A (en) 1975-12-19 1978-05-23 Ciba-Geigy Corporation Aqueous wetting and film forming compositions
HU225884B1 (en) 2002-04-17 2007-11-28 Istvan Szoecs Automatic fire fighting apparatus using foam especially for liquid hydrocarbon containers
US6991041B2 (en) 2003-02-28 2006-01-31 Hale Products, Inc. Compressed air foam pumping system
DE102011075318A1 (de) * 2011-05-05 2012-11-08 Sb Limotive Company Ltd. Batteriegehäuse für Lithium-Ionen-Zellen
US8616071B1 (en) * 2011-09-12 2013-12-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Systems of testing fire fighting vehicle foam delivery systems using environmentally benign surrrogate fluid
US9415248B2 (en) * 2012-04-05 2016-08-16 The Boeing Company Fire extinguishment container

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013006631U1 (de) * 2013-07-24 2013-11-19 Envites Energy Gesellschaft für Umwelttechnik und Energiesysteme mbH Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraum 2 für elektrische Anlagen mit entgasungsfreien Batterien zur Handhabung einer in einem Betriebsraum angeordneten elektrochemischen Vorrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2016038207A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016038207A1 (de) 2016-03-17
DE202014007301U1 (de) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016038207A1 (de) Verfahren zum betrieb einer vorrichtung zur beherrschung eines brandes oder stoffaustrittes, insbesondere für lithiumbatterien
EP2922133B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Transport von galvanischen Zellen
WO2016016008A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum transport von galvanischen zellen
EP2461872B1 (de) Verfahren zur bekämpfung und/oder vorbeugung eines brandes von lithium-ionen-zellen und lithium-ionen-polymer-zellen
EP2704802A1 (de) Batteriegehäuse für lithium-ionen-zellen
EP2666198A2 (de) Batterie aus einer mehrzahl von elektrochemischen energiespeichern
DE202021001906U1 (de) Lagercontainer für Akkus
EP2533864B1 (de) Löschmittel
DE102016102969B4 (de) Anordnung mit einer galvanischen Zelle und gemeinsamer Transportbehälter
DE202013010308U1 (de) Anordnung für sicherere Batterien in Beförderung und Anwendung
DE202019005008U1 (de) Überhitzungsschutz für Antriebsbatterien von Elektroautomobilen
DE102013113880B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Transport von galvanischen Zellen
EP4184692A2 (de) Batteriesystem
EP1874661B1 (de) Behälter zum sicheren aufbewahren einer gefährlichen flüssigkeit
DE102011116740A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung, insbesondere Entschärfung einer beschädigten Hochvoltbatterie eines Fahrzeugs
DE102021132499A1 (de) Batterieanordnung und Verfahren zum Bekämpfen eines Batteriebrands sowie Kraftfahrzeug
DE2431518A1 (de) Sicherheitshuelle fuer von einer metallchlor-batterie freigesetztes chlor sowie entgiftung desselben
AT519421B1 (de) Prüfraum zur aufnahme einer elektrochemischen vorrichtung
DE102014210032B4 (de) Brandschutzeinrichtung zum Absenken einer Luftsauerstoffkonzentration in einem Schutzbereich eines Gebäudes
DE102022133176A1 (de) Energiespeichervorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer solchen Energiespeichervorrichtung
DE102021202046A1 (de) Schienenfahrzeug mit Brandschutz
DE212022000234U1 (de) Flüssigstickstoff-Feuerlöschvorrichtung
WO2023031268A1 (de) Quarantänebehälter für gefahrengegenstände
DE202023101699U1 (de) Behältnis zur Lagerung von Batterien sowie dessen Verwendung
DE102018008491A1 (de) Schutzmittel für elektrochemische Energiespeicher,insbesondere für Energiespeicher, die Lithium enthalten

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20170411

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20190204

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20210923