Att hantera brandrisker med Li-jonbatterier i fordon

54 

Full text

(1)

Box 310 • 631 04 Eskilstuna • Besöksadress Kungsgatan 43 Telefon 016-544 20 00 • Telefax 016-544 20 99 registrator@energimyndigheten.se www.energimyndigheten.se Org.nr 202100-5000 EM2 5 1 3 W -4 .0 , 2 0 1 6 -03 -11

SLUTRAPPORT

Datum Dnr

2019-10-29

2017-014026

Projektnr

45629-1

Energimyndighetens titel på projektet – svenska

Att hantera brandrisker med Li-jonbatterier i fordon

Energimyndighetens titel på projektet – engelska

To manage fire risks related to Li-ion batteries in vehicles

Universitet/högskola/företag Avdelning/institution

RISE Research Institutes of Sweden

Safety

Adress

Box 857, 501 15 Borås

Namn på projektledare

Ola Willstrand

Namn på ev övriga projektdeltagare Nyckelord: 5-7 st

litiumjonbatterier, elfordon, säkerhet, släcksystem, laddning, krock, verkstad

Förord

Projektet är finansierat av Energimyndigheten tillsammans med projektdeltagarna

genom delprogrammet Energi & miljö inom FFI-programmet – Fordonsstrategisk

Forskning och Innovation. FFI är ett samarbete mellan staten och fordonsindustrin

om att gemensamt finansiera forsknings-, innovations- och utvecklingsaktiviteter

med fokus på områdena Klimat & Miljö samt Säkerhet. Projektdeltagare är RISE

Research Institutes of Sweden, Scania CV, Volvo Bussar, Sveriges

Fordonsverkstäders Förening (SFVF), Fogmaker International och Dafo Vehicle

Fire Protection.

(2)

2 (19)

Innehållsförteckning

Sammanfattning ... 3

Summary ... 4

Inledning/Bakgrund ... 5

Genomförande ... 6

Teoretisk studie ... 6

Experimentella försök ... 6

Resultat ... 7

Riktlinjer och rekommendationer ... 8

Laddning ... 9

Kollision... 11

Termisk rusning och brand ... 12

Bärgning/bogsering ... 14

Verkstad/demontering ... 15

Släcksystemstester ... 16

Diskussion ... 16

Publikationslista ... 18

Rapporter och vetenskapliga artiklar ... 18

Konferensbidrag ... 18

Branschtidskrifter ... 18

(3)

3 (19)

Sammanfattning

Efterfrågan på elfordon fortsätter öka över hela världen. Då elfordonen blir

vanligare kommer även olyckor med dessa fordon öka. En krock eller

brandincident riskerar skada litiumjonbatteriet, vilket innebär nya risker för

passagerare, räddningstjänst och andra som är involverade i efterhanteringen. I

projektet har riktlinjer och rekommendationer tagits fram för hantering av

krockskadade elfordon samt brandsäkerhet vid laddning. Dessa

rekommendationer är lättlästa och riktar sig mot alla inblandade aktörer.

Det övergripande syftet med projektet var att studera alla tänkbara brandrisker

kopplat till litiumjonbatterier i fordon, samt hur riskerna och konsekvenserna av

en termisk incident kan minskas. Som en del av potentiella säkerhetssystem har

fast monterade släcksystem utvärderats genom brandförsök. Då släcksystem är

vanligt förekommande för att skydda motorrum på tunga fordon, i synnerhet

bussar, är det viktigt att undersöka vilka möjligheter dessa system har att

användas som brandskydd för litiumjonbatterier. Resultaten visar att det finns

potential att påverka spridning av termisk rusning inuti batteriet om släckmedlet

appliceras inuti batteripacket, även med mycket begränsad mängd vätska.

Information från projektet ger industrin och andra aktörer möjlighet att på ett

konstruktivt sätt höja säkerheten genom att adressera de risker som finns,

samtidigt som omställningen till fossilfria bränslen kan fortgå med fortsatt

förtroende från allmänheten.

(4)

4 (19)

Summary

The demand for electric vehicles continues to increase worldwide. As more

electric vehicles become operational, their involvement in traffic accidents and

fire incidents is likely to rise. This can damage the lithium-ion battery and

subsequently pose a threat to occupants and responders as well as those involved

in post-crash operations. In the project, guidelines and recommendations have

been developed for handling damaged electric vehicles as well as concerns

regarding charging. These recommendations are easy to read and relevant for all

parties involved.

The overall aim of the project was to study all possible fire risks associated with

lithium-ion batteries in vehicles, and how the risks and consequences of a thermal

incident can be reduced. As part of potential safety measures, fixed fire

suppression systems have been evaluated. Since fire suppression systems are

commonly used to protect engine compartments of heavy vehicles, especially

buses, it is of importance to investigate whether these systems can act as a control

measure for lithium-ion batteries. The test results show good potential to mitigate

and prevent thermal runaway propagation if the extinguishing agent is applied

inside the battery pack, even with very limited amount of liquid.

Information from the project gives industry and other parties the opportunity to

increase safety by addressing the existing risks, while the transition to fossil-free

fuels can continue with continued public confidence.

(5)

5 (19)

Inledning/Bakgrund

Fordonsbränder sker frekvent och då elfordon blir allt vanligare i samhället ökar

även den oro som finns över bränder i dessa fordon. Nya bränslen/energikällor

behöver inte innebära att riskerna ökar, men kan innebära andra och ibland

okända brandrisker. Förutom ett hot mot personsäkerhet och stora

samhällskostnader riskerar uppmärksammade bränder i elfordon att fördröja

övergången till fossilfria fordon.

Syftet med projektet är att kartlägga brandriskerna med elfordon, med fokus på de

litiumjonbatterier som används, och att studera potentiella säkerhetslösningar

samt diskutera riktlinjer. Det finns ett stort forskningsbehov då industrin ofta

väljer att fokusera sina insatser inom andra områden än brand och följer ofta bara

de lagar och riktlinjer som finns. I avsaknad av relevant forskning är dock

eventuella lagar och riktlinjer ibland bristfälliga.

Tidigare forskning på RISE och internationellt har fokuserat mycket på när

termisk rusning i litiumjonbatterier uppstår och vilka gaser som frigörs, samt vilka

interna säkerhetssystem som finns och hur dessa kan förhindra brand. Detta

projekt har sammanställt tidigare forskning för att ge en samlad bild av

kunskapsläget, men har fokuserat mer på interaktionen mellan fordon och batteri

samt analyserat rutiner för hantering av skadat batteri eller fordon, till exempel

efter krock. Detta är ett viktigt område där nya risker framkommit då incidenter

inträffat med brand långt efter att batteriet blev skadat eller att återantändning sker

långt efter en första brandincident. Ett annat fokusområde har varit brandsäkerhet

vid laddning. Det finns i samhället en oro över hur laddning av litiumjonbatterier

ökar brandrisken, särskilt med tanke på att laddning ofta sker obevakat och i

anslutning till eller i byggnader.

Ökad användning av tunnlar och infrastruktur under mark ställer högre krav på

hanteringen av fordonsrelaterade brandrisker på grund av de stora konsekvenser

som brand i till exempel en tunnel, parkeringsgarage eller bussterminal under

mark kan medföra. Att titta på hur en brand eller en termisk rusning i ett batteri

kan hanteras och hur konsekvenserna kan minimeras har också varit ett viktigt

mål i projektet. Behovet av forskning tydliggörs av att både batteritillverkare och

leverantörer av t.ex. släcksystem själva är osäkra hur man bäst hanterar brand i

batterier.

Många länder har krav på automatiska släcksystem i bussar med syfte att minska

konsekvenserna av bränder. Det är därför viktigt att utreda om släcksystem som

idag är vanligt förekommande för att skydda motorrum på tunga fordon även kan

användas som brandskydd för litiumjonbatterier och hur de i så fall bäst utformas.

Eventuellt kan en befintlig resurs kunna tas tillvara för att reducera risker med

brand i batterier. Släckning och kylning av litiumjonbatterier är ett mycket aktuellt

ämne och forskning och riktlinjer efterfrågas av såväl släcksystemsleverantörer

som av övriga fordonsindustrin. Resultaten från detta projekt är tänkt att både ge

direkta riktlinjer, samt information som kan användas för utveckling av en

relevant teststandard för släcksystem på elfordon.

(6)

6 (19)

Genomförande

Projektet har bestått av flera olika arbetspaket, men kan enklast delas in i en

teoretisk del och en experimentell del. RISE Safety har varit projektledare för alla

arbetspaket och utfört det huvudsakliga arbetet.

Teoretisk studie

En omfattande litteraturstudie har genomförts där publicerad forskning och annan

relevant dokumentation har studerats och sammanställts. Fokus har varit

brandrisker och säkerhetslösningar för litiumjonbatterier i fordon. Information om

historiska brandincidenter har sökts och sammanställts från publikationer,

medierapportering samt statistik från försäkringsbolag. Projektdeltagarna har

bidragit med deras erfarenheter och samlat in information från branschen om

befintliga eller önskade rutiner samt problemfrågeställningar kring brandrisker för

litiumjonbatterier och elfordon.

Mycket fokus har lagts på att utreda riskerna vid hantering av skadade elfordon på

verkstäder och vid bärgning. Det framkom tidigt i projektet att riskerna är okända

för inblandad personal och att det saknas riktlinjer. Till exempel har SFVF

kontaktat flertalet systerorganisationer i Europa och de flesta saknar riktlinjer och

information om hantering av skadat elfordon. I projektet gjordes ett studiebesök

hos bildemonterare som tidigt satsade på hantering av elfordon och

informationsutbytet var värdefullt, och ömsesidigt.

En tvådelad workshop genomfördes tillsammans med alla projektdeltagarna.

Temat för workshopen var ”brandsäkerhet för litiumjonbatterier i fordon samt

möjlig effekt på omgivning”. Den första delen fokuserade på hur termisk rusning

eller brand i batteriet kan förhindras. För ett specifikt tillstånd (t.ex. körning eller

laddning), identifierades orsaker till termisk rusning/brand samt befintliga

säkerhetsmekanismer eller rutiner och potentiella säkerhetsåtgärder. Den andra

delen av workshopen behandlade begränsning av eller återhämtning från termisk

rusning eller brand. Allt från åtgärder på cellnivå upp till spridning från fordon till

omgivning diskuterades och dokumenterades. Deltagarna på workshopen

inkluderade experter inom batteri- och fordonsdesign, testning, riskanalys,

batterihantering, elsäkerhet, brandsäkerhet och brandskydd.

Experimentella försök

Två försöksserier har genomförts i projektet, en med respektive deltagande

släcksystemsleverantör. Testerna inkluderade ett fordonsbatteripack fylld med

delvis riktiga batterimoduler och delvis batteriattrapper. Totalt två referensförsök

och fem släckförsök genomfördes där en battericell provocerades till termisk

rusning. Detaljer kring testuppställning och genomförande kan läsas i

testrapporten i Bilaga 1. I samband med brandtesterna har även försök genomförts

utan riktiga batterimoduler för att klargöra potentiell kyleffekt och möjligheten att

testa detta i ett simulerat scenario. Dessa försök utfördes av Fogmaker och en

sammanfattning finns att läsa i Bilaga 2.

(7)

7 (19)

Resultat

Resultat från den teoretiska studien har publicerats i en omfattande

forskningsrapport, RISE Report 2019:50 ”Fire Safety of Lithium-Ion Batteries in

Road Vehicles, som finns tillgänglig för nedladdning (

urn:nbn:se:ri:diva-38873).

Här följer en översättning av slutsatser från rapporten:

I denna rapport adresseras brandsäkerheten för vägfordon med litiumjonbatterier

genom granskning av tillgänglig litteratur. Grundläggande information om

elfordon och litiumjonbatterier presenteras, och frågeställningar relaterade till

brandrisker och säkerhetslösningar undersöks. Det omfattar områden som

integrering av batteripack i fordon, identifiering av brandrisker, och lösningar för

att förhindra och kontrollera brand i litiumjonbatterier. Användbarheten för fast

monterade släck- och detektionssystem i elfordon och åtgärder för att mildra

konsekvenser för omgivningen i händelse av en brand i ett elfordon har

undersökts.

Statistik visar att efterfrågan på elfordon har ökat kraftigt de senaste åren och att

denna trend fortsätter. Gemensamt för de flesta elfordon är deras sätt att lagra

energi, dvs. litiumjonbatterierna. Det finns dock många varianter av

litiumjonbatterier, med olika typer av kemi och förpackning samt olika sätt de är

integrerade i fordonen. Antalet battericeller och typ av cell som används beror

bland annat på den prestanda som krävs. Att använda litiumjonbatterier säkert

betyder att hålla cellerna inom ett definierat spännings- och temperaturintervall.

Dessa gränser kan överskridas till följd av interna fel eller till exempel krock och

därmed orsaka kritisk skada i batteriet som i sin tur leder till ventilering och

brand. Gaser som släpps ut i denna process kan innebära risker mot

personsäkerheten, särskilt om gaserna ackumuleras. Räddningstjänst och annan

personal som hanterar krockskadade fordon måste vara medvetna om de möjliga

riskerna med elfordon och hur man kan hantera dem. Det är därför viktigt att

räddningstjänst lätt kan identifiera elfordon och deras batterier; en uppgift som

kan vara utmanande med tanke på nuvarande standarder. Först efter detta kan

riskerna bedömas och lämpliga riktlinjer och arbetsrutiner följas.

Incidenter som involverar elfordon fortsätter att väcka stor medieuppmärksamhet,

vilket kan orsaka oro och försiktighet bland både räddningstjänst och

allmänheten. Det finns ingen tvekan om att elfordon innebär nya typer av risker,

men det finns inget underlag som pekar på att elfordon är mindre säkra än

konventionella fordon. Fordonsbatterisystem är dessutom generellt säkrare än de

som används för andra konsumentprodukter. Detta uppnås genom val av

batterikemi, batteridesign och ett högkvalitativt övervaknings- och styrsystem

(Battery Management System). Incidenter kommer dock att hända och kommer att

bli vanligare med ökat antal elfordon. Vägen framåt är att vara medveten om

riskerna och införa åtgärder samt säkerhetssystem som sänker riskerna till

acceptabla nivåer. Först då kan samhället känna samma trygghetsnivå för

elfordon som för konventionella fordon.

(8)

8 (19)

Riktlinjer och rekommendationer

Som resultat från alla aktiviteter i den teoretiska studien samt diskussioner och

möten inom projektgruppen har projektet sammanfattat information och

rekommendationer inom områdena brandsäkerhet vid laddning och vid hantering

av krockskadade elfordon. Denna sammanfattning är tänkt att vara lättläst,

informativ och utgöra ett underlag för riktlinjer inom branschen. Målgruppen är

bred och inkluderar bland annat fordonstillverkare, fordonsoperatörer, bärgare,

verkstäder/demonterare, räddningstjänst, ansvariga för relevant infrastruktur,

ansvariga för standarder, forskare och allmänheten. Sammanfattningen baseras på

nuvarande kunskap, men berör ett område som är under snabb utveckling vilket

betyder att information och rekommendationer kan behöva uppdateras i takt med

nya erfarenheter, ny kunskap och nya batteri- och systemlösningar.

(9)

9 (19)

Laddning

Händelse/Utmaningar

Säkerhet

Rekommendationer

Laddning → slitage/åldring

(brandrisk pga slitage/åldring antas vara likvärdig som vid urladdning/normal körning)

Större risker vid extrem värme eller kyla (normalt kan laddströmmen användas för att först värma/kyla batteriet innan laddning påbörjas)

Laddstation övervakar och kommunicerar med BMS:en → Tillåter inte laddning utan fungerande kommunikation → Låg sannolikhet för överladdning eller laddning av batteri med för låg cellspänning (kräver mätfel av BMS)

Tillverkare ska ge information/rekommendationer avseende laddning: t.ex. hur ofta och med vilken effekt fordonet kan snabbladdas samt risker med att använda Mode 1 & 2 (vanligt vägguttag) för laddning

(information/varning bör även finnas tillgänglig på avsedd laddkabel)

Laddning i parkeringsgarage (eller liknande): • Placera (till att börja med) laddstolpar nära

infarten för att underlätta vid insats (kort

inträngningsväg/bättre ventilering). Säkerställ att annan utrymningsväg finns. Se över

ventileringskapacitet

• Undvik (till att börja med) placering av laddstolpar i direkt anslutning till annan verksamhet/entréer/trapphus mm.

• Säkerställ tydlig skyltning så räddningstjänst vet att det är en laddplats

• Tillhandahåll för räddningstjänst att enkelt kunna koppla från laddstation/laddpunkt från

elnätet/energikällan

• Minska risken för brandspridning genom att använda sprinkler (allmängiltig rekommendation) • Minska risken för brandspridning genom stora

parkeringsrutor (allmängiltig rekommendation) • Säkerställ snabb insats genom ett bra

detektionssystem (allmängiltig rekommendation) Snabbladdning (ofta och med hög

effekt) → Mer värmeuppbyggnad och slitage/åldring

Brand i externt elsystem Säkringar (förlängningskabel/långa elkablar kan orsaka

att säkringen inte utlöser i tid trots höga strömmar)

Kräv installation av laddbox/laddstation där regelbunden laddning förväntas (installatör har

(10)

10 (19)

Händelse/Utmaningar

Säkerhet

Rekommendationer

Många elsystem, t.ex. i privat bostad, är inte dimensionerat/testat för långvarig hög belastning

Stora fastigheter kan dessutom ha många potentiella laddpunkter där elsystemet inte är dimensionerat för att kunna använda alla samtidigt

skyldighet att säkerställa att hela elsystemet fram till laddpunkt är rätt dimensionerat)

Vid temporär laddning via vanligt vägguttag eller motorvärmaruttag:

• Den som laddar ska säkerställa att elsystemet är OK och rätt dimensionerat (undvik kontinuerlig laddning i flera timmar)

• Förlängningssladd ska inte användas (avsedd laddkabel ska gå direkt från fordon till uttag) Dålig kontakt/anslutning (t.ex. med

strömavtagare för buss/tunga fordon)

Laddstation tillåter normalt inte laddning utan bra kontakt (övervakning av ström/resistans)

Elvägar (kommande utmaning) Utred riskerna/utmaningarna (t.ex. genom

(11)

11 (19)

Kollision

Händelse/Utmaningar

Säkerhet

Rekommendationer

Mindre kollision →

Stöt / chockpåverkan på batteriet

Batteriplacering och konstruktion har stor inverkan på krocksäkerheten

• Normalt placeras batteriet på personbil mellan hjulaxlarna, dvs. inte i främre eller bakre krockzon • På buss är det i dag vanligast att placera

batterierna på taket, men även andra placeringar är vanliga t.ex. bakom bakre hjulaxel i ”traditionellt” motorrum

• T.ex. UNECE Reg. 100 kräver endast krockprov framifrån och från sidan. Krockprov fokuserar normalt på personsäkerhet och inte på tillstånd på t.ex. batterier (dock får inte brand, explosion eller större läckage av elektrolyt förekomma i

anslutning till provet)

Det finns normalt flera lager av interna skyddssystem för att undvika kortslutning/haveri (t.ex. BMS, säkringar, kontaktorer, CID, PTC, mm)

De flesta tillverkare har ett högt säkerhetstänk och tar inga risker vid potentiell skada på batteriet. T.ex. förekommer det att batteriet/fordonet skrotas om strukturell skada finns runt batteripacket, även om inga felkoder eller andra tecken på skada på batteriet finns Kylvätskeläckage kommer normalt detekteras och snabb åtgärd kan förhindra att brand uppstår till följd av detta

Finns risk för skada på batteriet ska person med

kompetens1 göra en grundlig analys av batteriet i

enlighet med fordonstillverkarens anvisningar. Tecken på att en grundlig analys behöver göras kan t.ex. vara:

• Pyroteknisk enhet i fordonet har löst ut (krockvåld över 10G)

• Strukturell skada på fordonet (mer än plåtskador) • Potentiell vattenskada på batteriet

• Annan synlig skada på eller i direkt anslutning till batteriet

• Eventuella felkoder

Tillverkare bör se till att felkoder som anses kritiska görs tillgängliga för alla (t.ex. via OBD)

De bör även se över om fler sensorer i batteripacket kan underlätta riskanalysen (t.ex. rekommenderas accelerometer för att dels registrera onormalt hög chockpåverkan, samt att lagra chockhistorik över tid) Se över kraven på krocktester (t.ex. krockprov bakifrån och krav på att inget läckage av kylarvätska får uppstå inuti batteripacket)

För räddningstjänst:

• Övervakning bör ske tills fordonet har placerats på säker uppställningsplats alternativt att ingen risk för skada på batteriet har konstaterats

• Att sänka ner fordon i vatten (container) kan vara användbart, men med energi kvar i batteriet efter upptag så kvarstår riskerna (t.ex. återantändning) Kraftigare kollision → penetration eller

deformation av batteriet

Läckage av kylarvätska → kan resultera i kortslutning

(12)

12 (19)

Termisk rusning och brand

Händelse/Utmaningar

Säkerhet

Rekommendationer

Brännbar och toxisk gas (brandrisk, explosionsrisk, toxisk risk)

Desto högre laddningsnivå (SOC) desto snabbare

gasgenerering/värmeutveckling Risk för kärlexplosion av battericell eller batteripack (pga. övertryck) om gaserna inte ventileras tillräckligt

Forskning/utveckling pågår för att ersätta brännbar elektrolyt och t.ex. minska fluorinnehåll

Vid flygtransport av batterier finns krav på låg laddningsnivå (<30% SOC). Generellt klassas lösa batterier som farligt gods vid all transport. Dock finns inga krav (på de integrerade batterierna) vid transport av t.ex. fordon

Säkerhetsventil eller svag punkt/svetsning ska förhindra kärlexplosion

Håll avstånd vid brand/ventilering (toxisk risk). I vindriktning kan långa avstånd krävas för att undvika rök-/gasexponering.

• Mer forskning behövs för att utreda hur stora riskerna är och vilka skydd som är tillräckliga Undvik ansamling av brännbara gaser vid ventilering från batteriet (explosionsrisk):

• Tillverkaren bör designa batteriet så att gaser ventileras till utsidan av fordonet och inte ansamlas i utrymmen på fordonet

• Öppna parkeringshus är fördelaktigt (för att hantera explosionsrisk)

• I relativt slutna utrymmen (t.ex. parkeringsgarage) kan mycket omfattande ventilation krävas. Fler studier/beräkningar på realistiska scenarion rekommenderas

Propagering mellan celler/moduler Passiva skydd (avstånd, isolerande material,

kontaktyta, mm)

Aktiva skydd (kylsystem, släcksystem) Tester visar att kylning/släckning invändigt i batteripacket har god potential att förhindra/dämpa propagering redan med små mängder vätska, jämfört med kylning/släckning från utsidan som kan kräva mycket stora mängder.

Inför propageringskrav för batteripack (är på gång, men exakt tillvägagångsätt diskuteras fortfarande) Utred möjligheten med integrerade släcksystem alternativt design som tillåter räddningstjänst att komma åt batteriet och kyla invändigt (felanvändning kan uteslutas genom att access endast är möjlig efter att batteriet har ventilerat, alternativt att det finns en mekanisk svag punkt som räddningstjänst kan penetrera)

(13)

13 (19)

Händelse/Utmaningar

Säkerhet

Rekommendationer

Brandspridning från/till batteri Genomtänkt design (batteriplacering, brandväggar,

kontrollerad ventilering från batteriet, mm)

Släcksystem kan förhindra/fördröja brandspridning. (Utanför batteripacket kan en batteribrand likställas med en gasbrand där batteriet likställs med

gasläckaget. Förutom att dämpa branden och förhindra brandspridning kan släckning även resultera i att explosionsrisk uppkommer)

Om släcksystem installeras ska riskanalys genomföras för att optimera placering/utformning och minimera risken för gasexplosion

För räddningstjänst:

• Fokusera först på att släcka fordonsbranden då det

inte är säkert att batteriet är involverat (om inte branden startat i batteriet tar det normalt ganska lång tid innan det blir involverat, särskilt om det är placerat lågt i fordonet)

• Vid brand i batteriet är det fördelaktigt (för

efterhantering) att låta batteriet brinna (om möjligt)

(14)

14 (19)

Bärgning/bogsering

Händelse/Utmaningar

Rekommendationer

Termisk rusning och brand Återantändning

Höj kunskapsnivån för bärgare, inför nya rutiner och instruktioner (bärgaren ansvarar för fordonet efter överlämning från räddningstjänst)

Räddningstjänsten bör ta ansvar för övervakning av fordonet tills fordonet placerats på säker uppställningsplats alternativt att ingen risk för skada på batteriet har konstaterats (se ”kollision”)

IR-kamera kan användas för att få referensvärde (t.ex. efter brand för att se att temperaturen på batteriet sjunker) Observera att IR-kameran inte kan mäta den faktiska (lokala) temperaturen i olika celler/moduler och kan därför ge upphov till falsk säkerhet

Gör en riskbedömning! Vid stor risk, undvik bärgning genom tunnlar, på färja eller på andra kritiska rutter Placera ett skadat elfordon på säker uppställningsplats

• Utomhus (fördelaktigt med väderskydd, särskilt om batteriet är exponerat) • >10 m till byggnad (och andra känsliga objekt i händelse av brand) • >2 m till andra fordon och annat brännbart material

2 m säkerhetsavstånd förhindrar ofta brandspridning, men t.ex. i vindriktningen kan längre avstånd krävas. Många anger 10 m (eller mer) som rekommenderat säkerhetsavstånd, men för t.ex. en verkstad kan det bli

ohållbart att avsätta >300 m2 för varje enskilt fordon (π×(10)2 > 300)

Fordonet börjar driva/köra Stäng av fordonet och bryt strömmen till 12/24 V batteriet. Använd hjulklossar eller liknande

Hjälpstart via urladdat 12/24 V batteri Generellt ska hjälpstart på elfordon inte göras då det finns risk att komponenter skadas. Tillverkare ska ge

information om och hur hjälpstart eller laddning av 12/24 V batteri kan göras

(Då 12/24 V batteriet är urladdat fungerar inte BMS:en och man vet då inte status på traktionsbatteriet, dock öppnas kontaktorerna vid spänningsbortfall vilket förhindrar skada på batteriet)

(15)

15 (19)

Verkstad/demontering

Händelse/Utmaningar

Rekommendationer

Termisk rusning och brand Återantändning

Finns risk för skada på batteriet (se ”kollision”)? Vid risk för skada ska person med kompetens2 göra en grundlig

analys av batteriet i enlighet med fordonstillverkarens anvisningar. Gör alltid en riskbedömning

• Vissa mekaniska eller elektrokemiska risker resulterar inte i felkod

• Om man inte kan läsa av felkoder (t.ex. pga. skada på BMS:en) så anta att batteriet är allvarligt skadat • Om man inte kan läsa av laddningsgrad (SOC) så anta att det är 100% SOC (worst case)

• Ska arbete utföras som kan påverka batteriet är det viktigt att kommunikation med batteriet upprättas (även om batteriet inte antas vara skadat)

Anpassa rutiner (t.ex. arbete som kan utföras, arbetsyta, kompetens, riskreducerande åtgärder mm) beroende på skadeomfång och riskbedömning

Utred möjliga metoder att sänka laddningsgraden (lägre SOC = lägre risk)

• Tillverkare bör utreda möjligheten att koppla extern last till samma port som används för laddning (urladdning styrs då av BMS som kommunicerar med extern last), alt. använda ”vehicle-to-grid” för detta ändamål (kommunikation mellan BMS och fastighetsnät nödvändig)

• Tillverkare bör utreda möjligheten för t.ex. demonterare att med extern last påtvinga urladdning (t.ex. vid skada på BMS:en)

• Om användning av extern last möjliggörs bör gränssnitt standardiseras

• Batteri med omfattande skador kan dräneras på energi genom att dränkas i saltvatten, eldas upp eller malas sönder i kross. Utred vidare om dessa alternativ ska användas på helt fordon eller om demontering av batteri med omfattande skador kan göras utan risk för personskador

För rekommendationer angående säker uppställningsplats och ev. användning av IR-kamera se ”bärgning/bogsering”

Elchock Följ tillverkarens instruktioner och använd avsedda verktyg

Säkerställ spänningslöst system → mät alltid (kontaktorerna kan vara svetsade pga. kortslutning)

(16)

16 (19)

Släcksystemstester

Utförliga resultat från släcksystemstesterna finns i testrapporten i Bilaga 1.

Här följer en översättning av slutsatser från rapporten:

Testresultaten har visat att aktivering av ett vattenbaserat släcksystem inuti ett

batteripack har god potential att ha en bestående kyleffekt på batteriet samt

möjlighet att begränsa eller förhindra spridning av termisk rusning. Aktivering av

släcksystemet utanför batteripacket hade i det här fallet ingen kyleffekt eller

påverkan på den termiska propageringen, men släckte synliga lågor vilket

minskar risken för brandspridning från batteriet till omgivningen. Notera dock att

utan kylning av batteriet och utan förbränning finns det en risk att stora mängder

brännbar gas sprids. Om dessa gaser kan ansamlas, t.ex. i batteriutrymmet, finns

det risk för explosion om dessa antänds, t.ex. av gnistor från batteriet eller heta

ytor.

På grund av mycket begränsat fritt utrymme inuti batteripacket indikerar

resultaten att det är mer optimalt att använda ett lågt flöde och lång tömningstid

av släckmedlet. Testerna visade inte den minsta mängden släckmedel som är

nödvändigt, men de 12-13 l som användes i respektive test resulterade i ett bra

resultat i detta fall. I testerna med vattenspraysystem (både vattenspray samt

vattendimma testades) observerades att en stor mängd släckmedel trycktes ut ur

batteripacket på grund av den begränsade volymen invändigt, vilket indikerar att

liknande resultat kunde ha uppnåtts med betydligt mindre mängd släckmedel.

Slutsatserna är giltiga för denna typ av battericeller, moduler och pack, och för

detta brandscenariot, men ger en indikation över potentialen att använda

släcksystem för andra batteripack och brandscenarier. För att säkerställa god

effekt och bra design av släcksystemet rekommenderas att brandtest utförs för

varje unikt batterisystem.

Resultat från förtesterna utan batterier finns sammanfattat i Bilaga 2.

Diskussion

Generellt har projektet inneburit ökad medvetenhet om de brandrisker som finns

med elfordon och kompetenshöjning för alla inblandade parter. Projektet har

uppmärksammats av media och möjliggjort utrymme för objektiva röster i den

ibland hätska debatten som förs angående risker med elfordon. Förhoppningen är

att detta ska ge industrin och andra aktörer chansen att på ett konstruktivt sätt höja

säkerheten genom att adressera de risker som finns, samtidigt som omställningen

till fossilfria bränslen kan fortgå med fortsatt förtroende från allmänheten.

De riktlinjer och rekommendationer som presenterats i denna rapport har tagits

emot med stort intresse och förväntas kunna användas i många sammanhang då

flera olika aktörer adresseras. SFVF planerar att utifrån projektresultaten gå vidare

med ett projekt att utveckla en ny branschstandard då kunskapsnivån är bristfällig

(17)

17 (19)

och relevanta riktlinjer har saknats. I kommunikationen mellan tillverkare och

eftermarknad har det även identifierats exempel på säkerhetslösningar där

fordonstillverkarna bör utreda möjligheterna för implementering. Ett exempel är

möjligheten att sänka laddningsnivån (SOC) när fordonet hanteras på verkstad.

För ett lindrigt skadat fordon kan även andra forskningsområden som

”vehicle-to-grid” eventuellt bli en del av lösningen.

När det gäller släcksystem har resultaten visat att det finns goda möjligheter att

med relativt lite vätska påverka och mildra konsekvenserna av en termisk rusning

om vätskan appliceras inuti batteripacket. Dock visar fordonstillverkarna svalt

intresse för detta i nuläget, vilket framgår i Bilaga 2, och såvida inga andra krav

införs är det möjligen mer intressant att implementera integrerade släcksystem i

marina applikationer eller vid stationär energilagring där ofta konventionella

sprinklersystem är en del av lösningen. Resultaten är också mycket intressanta för

räddningstjänsten där nuvarande kunskap och erfarenhet säger att tusentals liter

vatten behövs för att släcka en elbil. Med access till batterimodulerna kan

mängden släckvätska minskas avsevärt, vilket till exempel leder till minskad

miljöpåverkan. Fordonstillverkarna borde utreda lösningar där access för

räddningstjänst kan möjliggöras samtidigt som felanvändning utesluts.

Släcksystemsleverantörer till fordonsindustrin efterfrågar en teststandard för

batteribrand och information från utförda tester i projektet kommer användas i

pågående utvecklingsarbete med en sådan testmetod. Även de småskaliga tester

utan batterier som utfördes (Bilaga 2) ger värdefull information då resultaten från

dessa enkla försök överensstämmer bra med resultaten från de riktiga

batteriförsöken.

Utöver vissa specifika fokusområden har projektet undersökt och studerat

brandrisker och säkerhetslösningar för litiumjonbatterier utifrån ett

helhetsperspektiv, vilket förutom att ge en utmärkt kunskapsgrund också ger goda

förutsättningar för fortsatt forskning inom andra tillämpningsområden för

litiumjonbatterier samt för specifika problemfrågeställningar. Några exempel på

områden där det finns behov av mer forskning är; kvantifiering av riskerna (analys

av statistik), ventilerade gaser och brandgaser (explosionsrisk och toxisk risk),

återanvändning av fordonsbatterier i andra applikationer, kravställningar och

designkriterier för stationär energilagring, taktik och metodik för räddningstjänst,

utformning av släcksystem och hantering av kvarvarande energi efter incident.

Det samlade projektresultatet kommer även kunna användas i de

utbildningsinsatser och föreläsningar som RISE återkommande gör då detta ofta

efterfrågas.

(18)

18 (19)

Publikationslista

Rapporter och vetenskapliga artiklar

RISE Report 2019:50,”Fire Safety of Lithium-Ion Batteries in Road Vehicles”,

(

urn:nbn:se:ri:diva-38873)

Bisschop R, Willstrand O, Amon F & Rosengren M

“A Review of Battery Fires in Electric Vehicles”, Fire Technology, vol. x, no. x,

pp. x-x (inskickat manuskript)

Sun P, Bisschop R, Niu H & Huang X

“Handling lithium-ion batteries in electric vehicles – preventing and recovering

from hazardous events“, Fire Technology, vol. x, no. x, pp. x-x (inskickat

manuskript)

Bisschop R, Willstrand O & Rosengren M

Konferensbidrag

“Fixed Fire Suppression System for Electric Vehicles”, Suppression, Detection

and Signaling Research and Applications Symposium (SUPDET), 17-20 sep.

2019, Denver, USA

Willstrand O, Bisschop R & Rosengren M

“Fire Safety of Lithium-ion Batteries in Road Vehicles”, Book of abstracts of the

Nordic Fire & Safety Days (NFSD), 20-21 aug. 2019, Köpenhamn, Danmark

Bisschop R, Willstrand O & Rosengren M

“Handling lithium-ion batteries in electric vehicles – preventing and recovering

from hazardous events”, Conference proceedings of the 1

st

International

Symposium on Lithium Battery Safety, 18-20 jul. 2019, Hefei, Kina

Bisschop R, Willstrand O & Rosengren M

“Att hantera brandrisker med Li-jonbatterier i fordon”, Energirelaterad

fordonsforskning, 1-2 apr. 2019, Göteborg, Sverige

Willstrand O

Branschtidskrifter

”Litiumjonbatterier i elfordon – hantering av brandrisker”

Brandposten # 60, s. 10-11, 2019

(19)

19 (19)

Bilagor

Bilaga 1: RISE test report – Fire Suppression Tests for Vehicle Battery Pack

Bilaga 2: Fogmaker technical report (summary) – Cooling of battery modules &

interview questions

(20)

REPORT

Testing

Contact person RISE Date Reference Page

Ola Willstrand 2019-10-11 8P03983-03 1 (10)

Safety

+46 10 516 54 50 ola.willstrand@ri.se

Swedish Energy Agency - Project No. 45629-1 FFI - The Strategic Vehicle Research and Innovation programme

Fire Suppression Tests for Vehicle Battery Pack

(2 appendices)

RISE Research Institutes of Sweden AB

Postal address Office location Phone / Fax / E-mail This document may not be reproduced other than in full, except with the prior written approval of RISE. Box 857 SE-501 15 BORÅS Sweden Brinellgatan 4 SE-504 62 BORÅS +46 10 516 50 00 +46 33 13 55 02 info@ri.se

Background

This test report is part of a project (No. 45629-1) which addresses fire safety of road vehicles with lithium-ion batteries (LIBs). As part of potential safety measures evaluated in the project, fixed fire suppression systems have been in focus. Fire suppression systems are common in heavy vehicles and are widely considered to be an effective way to mitigate fires. In conventionally powered vehicles, they normally protect engine compartments and spaces with auxiliary heaters. It is therefore of importance to investigate whether fixed fire suppression systems can act as a control measure for LIBs.

Research and fire testing of cells, modules and battery packs have resulted in many different ideas about the best way to extinguish a fire in a LIB. Much testing has been conducted on individual cells, but the most severe challenge lies in extinguishing fires inside the battery packs and to prevent propagation of thermal runaway between cells. The suppression agent needs access to the seat of the fire, i.e. the cells inside the modules. Access can however prove challenging when conventional fire suppression attempts are considered. Strategic integration of fixed fire suppression systems into LIBs may help to circumvent this issue.

The goal of the experimental testing is to evaluate the performance and applicability of fixed fire suppression systems for an automotive LIB pack. Important parameters are the limited amount of suppression agent available on the vehicle, the suppression system activation time and duration, and the access to the seat of the fire.

The tests were conducted during May 16-17 and June 27-28, 2019. The test results presented in this report refer only to the tested objects, under the test conditions described below.

The project is financed by the Swedish Energy Agency and the Swedish automotive industry through the FFI programme (Strategic Vehicle Research and Innovation). Partners within the project comprise of RISE Research Institutes of Sweden, Scania, Volvo Buses, SFVF (Swedish Association of Vehicle Workshops), Fogmaker International and Dafo Vehicle Fire Protection.

Test Program

A number of different tests were conducted, which are summarized in Table 1.

Table 1. Test program.

Test Test setup Suppression system Agent application Short name

1 2 battery layers None - ref 1

2 1 battery layer Water mist Internal mist 1

3 1 battery layer Water mist Internal mist 2

(21)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 2 (10)

RISE Research Institutes of Sweden AB

Test Test setup Suppression system Agent application Short name

4 1 battery layer None - ref 2

5 1 battery layer Water spray External spray ext

6 1 battery layer Water spray Internal spray 1

7 1 battery layer Water spray Internal spray 2

Suppression Agents

Uncertainty prevails about the type of extinguishing agent or system that is most appropriate for LIB fires, although there does seem to be a growing consensus that suppression agents having the ability to remove heat from the cells/module and thus inhibit the propagation of thermal runaway have the best potential. Water-based fire suppression systems were considered in this study as they offer great cooling ability, however, the focus of this study was not to compare different types of agents nor to conclude what agent that should be used for this application. The agents used in the water mist system and the water spray system were different, both however homogeneous liquid solutions with less than 5 % foam additives.

Test Setup

The test object consists of a LIB pack used for automotive applications. For the purpose of these tests the LIB pack was modified to fit a combination of dummy and live battery modules. Modifications include removal of other combustibles in the battery pack except from the live battery modules (e.g. connection cables and feedthroughs). A small opening in the body of the battery pack was made to allow direct exposure of a battery cell to a gas burner for initiation of thermal runaway. A photo of the test setup (for test 1) is seen in Figure 1. The battery pack consists of two almost identical layers which are separated by an aluminium floor of the upper layer/tray. From the reference test with both layers it was concluded that the risk of propagation from the upper to the lower layer was very low in this scenario and therefore the following tests were conducted using only the upper layer, as can be seen in Figure 2. This allowed for more tests to be performed.

Each live battery module contains 12 hard prismatic cells (anode/cathode: C/NMC, nominal voltage: 3.7 V, rated capacity: 28 Ah). In all tests the state of charge was 100 %. The dummy battery modules were made of stainless steel, filled with sand, and sealed.

Measurements

Temperatures were measured throughout the battery pack. Specific locations of measuring points are shown in Figure 3, and are referred to as TC1-TC20. Type K thermocouples were either welded to a surface or positioned to measure gas temperatures inside the battery pack, then noted with the word “air” in Figure 3. Those thermocouples measuring gas temperatures were positioned at the same height as those welded to the modules, halfway from top to bottom. TC1 was fixed to the battery pack surface from the inside, 5 cm below the opening for the gas burner. All thermocouples were positioned at the same spot for all tests, meaning that only 15 thermocouples were used in test 2-7 since only the upper layer was present in these tests. The live battery modules have around their sides a thin metal sheet where the thermocouples were attached. The cell number closest to each thermocouple is listed in Table 2, where the numbering is from left to right as seen from the direction of the gas burner. The gas burner was positioned such that the flame impinged on cell no. 6 of module no. 1.

(22)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 3 (10)

RISE Research Institutes of Sweden AB

Figure 1. Test setup with LIB pack and gas burner (test 1).

(23)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 4 (10)

RISE Research Institutes of Sweden AB

Figure 3. Battery pack sketch and temperature measurement points.

Table 2. Cell number and associated thermocouple for the live battery modules.

Module 1 Module 2 Module 3

TC Cell No. TC Cell No. TC Cell No.

2 6 7 9 16 9

3 2 8 2 17 4

4 1 9 6

5 6 10 12

(24)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 5 (10)

RISE Research Institutes of Sweden AB

Water mist system

The water mist suppression agent was stored in 6.5 l piston accumulators. Full cone nozzles were used inside the battery pack with a flow rate capacity of 1.7 l/min and a 60º spray angle. In test 2 there were three nozzles connected to 2 × 6.5 l cylinders, whereas in test 3 these three nozzles were connected to one 6.5 l cylinder and a fourth nozzle, aimed at the initiating module, was connected separately to another 6.5 l cylinder. See Figure 4 for nozzle locations. The total amount of suppression agent was the same in these two tests, but the number of nozzles and activation time duration differs. In test 2 the system released the agent in about 3 min, whereas in test 3 all four nozzles were active in 1.5 min and the fourth nozzle connected to a separate cylinder for another 2.5 min, in total 4 min.

Figure 4. Nozzle placements in test 3. Encircled nozzle was not present in test 2.

Water spray system

The water spray suppression agent was stored in a 12.5 l piston accumulator in each test. Three full cone nozzles were used with a flow rate capacity of 7.2 l/min and a 80° spray angle. In test 5 the nozzles were placed about 0.4 m above the battery pack in accordance with Figure 5 and in test 6 and test 7 the nozzles were located inside the battery pack as seen in Figure 6. Due to that two nozzles came loose in test 6 resulting in that some of the suppression agent was sprayed outside the battery pack it was decided to repeat the test with no changes for test 7. The system released the agent in about 30 s when three nozzles were used.

(25)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 6 (10)

RISE Research Institutes of Sweden AB

Figure 6. Nozzle placements in test 6 and test 7. In test 6 the encircled nozzles came loose during activation.

Test Procedure

Thermal runaway was initiated in one battery module by directly exposing it to a gas burner. The gas burner was positioned such that the flame impinged substantially only on one cell. When thermal runaway in one cell was observed the gas burner was immediately shut off.

Two reference tests were conducted (test 1 and test 4) where no suppression system was activated and thermal runaway propagation was observed after gas burner was shut off. In all other tests the fire suppression systems were activated 30 s after initial thermal runaway event.

Test Results

For each test, all measurements are presented in Appendix 1. In addition, comparative graphs between all tests for each thermocouple (TC1-TC15) are presented in Appendix 2. These graphs are synchronized with regard to start of thermal runaway (at time 20 min).

In the reference tests (test 1 and test 4) there were external flames visible during about 20 min from the initiation of thermal runaway. In all extinguishing tests, except test 6, the flames were put out immediately with no reignition, however with several succeeding thermal runaway events producing lots of gas. In test 6 the initial flame knock out failed due to that two nozzles came loose, but the flames vanished after about 5 min probably due to vaporization of the water content inside the battery pack.

Even though the flames were knocked out in test 5, see Figure 7, the cooling effect inside the battery pack was insignificant as seen in the comparative graphs in Appendix 2. See for example the temperatures on the live battery modules (TC3, TC8 and TC10) in Figure 8.

The negligible cooling effect on the live battery modules in test 5 compared to the other extinguishing tests is also obvious if studying the succeeding thermal runaway events that occurred in all tests, see Figure 9. As seen in the figure, internal activation delayed the thermal runaway propagation and slightly reduced the number of cells that went into thermal runaway. In these specific cases, the effect on thermal runaway propagation is limited since propagation to other modules did not occur in any of the test, with or without suppression system. However, as seen in the graphs in Appendix 2, the cooling effect due to internal activation of the suppression system is significant and for another scenario or another battery this difference might be crucial to avoid thermal runaway propagation between modules.

(26)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 7 (10)

RISE Research Institutes of Sweden AB

Figure 7. Activation of external suppression system in test 5.

Figure 8. Comparative graphs for three temperature measurements in test 1, test 4 and test 5.

Figure 9. Thermal runaway in cells of the first module, starting a time zero when the first cell went into thermal runaway. Estimated times based on video recording.

0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) ref 1 (TC3) ref 2 (TC3) spray ext (TC3) ref 1 (TC8) ref 2 (TC8) spray ext (TC8) ref 1 (TC10) ref 2 (TC10) spray ext (TC10) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Th erm al ru n away in cel l (N o .) Time (min)

(27)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 8 (10)

RISE Research Institutes of Sweden AB

The temperature where the gas burner flame impinged on the battery module (TC2) fluctuated somewhat between the tests as well as the time to the initial thermal runaway event. Test 3 (mist 2) deviated the most where the temperature (TC2) was clearly lower when the gas burner was on compared to the other tests and it took more than 50 min before thermal runaway occurred. Still, all temperatures in the battery pack from initiation of thermal runaway and ahead were almost identical in e.g. test 2 and test 3, as seen in Appendix 2 (mist 1 & 2), showing that the initial time period and temperature had minor influence on the scenario after onset of thermal runaway.

The largest differences in temperatures between the two water mist tests can be found for TC5 and TC6. As seen in Figure 10 for TC6 the remaining temperature after about 80 min is still the same in these two tests. A general trend seen in most comparative graphs in Appendix 2 is that the remaining temperature is similar for the water mist tests and lower compared to the other tests. It is also similar for the two internal water spray tests, somewhat higher than for water mist, and also similar for the reference tests together with the external water spray test. All tests with internal activation of the suppression system have a lasting cooling effect. The lasting difference between the water spray system and the water mist system has however several possible reasons. One reason could be the difference in release time of the agent, 30 s compared to several minutes, however, the difference in release time between test 2 and test 3, 3 min compared to 4 min, did not result in any clear differences observable in the graphs. Another factor could be that the release time possibly also affected the amount of water that could be vaporized inside the battery pack. For the water spray system it seemed that a larger amount of agent was thrown out of the pack due to limited free space inside (in test 6 the agent partly did not enter the battery pack due to that two nozzles came loose, but the similar results between test 6 and test 7 indicates that corresponding amount of agent was thrown out in test 7, which was visually observed). Other reasons could be the difference in agent content and the difference in droplet sizes between a mist and a spray. There was also a difference in weather conditions where test 4-7 were conducted with less wind and about 5 degrees higher surrounding temperature compared to when test 1-3 were conducted. See for example TC12 graphs in Figure 11 with a clear difference in temperatures between the two reference tests, which can also be due to the 2 layer setup compared to the 1 layer setup.

Conclusions

The test results have shown that internal activation of a water-based fire suppression system inside a battery pack has good potential to have a lasting cooling effect on the battery and to increase the chance of mitigating and preventing thermal runaway propagation. External activation had, in this case, no cooling effect or impact on the thermal runaway propagation, but put out flames on the outside of the battery pack mitigating fire spread from the battery to the surroundings. However, keep in mind that without cooling of the battery and without flames there is a risk that large quantities of flammable gas are released. If these gases could accumulate in enclosed spaces, e.g. the battery compartment, there is a risk of explosion in case of available ignition sources, e.g. sparks from the battery or hot surfaces on the vehicle.

Due to very limited free space inside a battery pack the results indicate that it is more optimal to have a low flow rate and longer release time of the agent. The test results do not show the minimum amount of agent needed, but 12-13 l resulted in a good effect in this case. In the water spray tests it were observed that a large quantity of agent was thrown out from the battery pack due to the limited free space inside, indicating that similar results could have been achieved for significantly less amount of agent.

The conclusions are valid for this type of battery cells, modules and pack, and this type of scenario, but give an indication of the potential of using fire suppression systems for other types of battery packs and scenarios. To ensure good effect and good design of the fire suppression system it is recommended that fire tests are performed for each unique battery installation.

(28)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 9 (10)

RISE Research Institutes of Sweden AB

Figure 10. Comparative graphs for TC6 in all tests.

Figure 11. Comparative graphs for TC12 in four of the tests. 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min)

TC6

ref 1 ref 2 spray ext spray 1 spray 2 mist 1 mist 2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min)

TC12

(29)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 10 (10)

RISE Research Institutes of Sweden AB

RISE Research Institutes of Sweden AB

Safety - Fire Research Dynamics

Performed by Examined by

__Signature_1 __Signature_2

Ola Willstrand Anders Lönnermark

Appendices

1: Measurement results for each test

(30)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 1 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

Test 1 (ref 1)

0 200 400 600 800 1000 1200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC1 TC2 0 100 200 300 400 500 600 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC3 TC4 TC5 TC6 0 100 200 300 400 500 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC7 TC8 TC9 TC10

(31)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 2 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC11 TC12 TC13 0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC14 TC15 TC20 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC16 TC17 TC18 TC19

(32)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 3 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

Test 2 (mist 1)

0 200 400 600 800 1000 1200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC1 TC2 0 100 200 300 400 500 600 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC3 TC4 TC5 TC6 0 100 200 300 400 500 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC7 TC8 TC9 TC10

(33)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 4 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC11 TC12 TC13 0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC14 TC15

(34)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 5 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

Test 3 (mist 2)

0 200 400 600 800 1000 1200 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC1 TC2 0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC3 TC4 TC5 TC6 0 100 200 300 400 500 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC7 TC8 TC9 TC10

(35)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 6 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC11 TC12 TC13 0 50 100 150 200 250 300 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC14 TC15

(36)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 7 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

Test 4 (ref 2)

0 200 400 600 800 1000 1200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC1 TC2 0 100 200 300 400 500 600 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC3 TC4 TC5 TC6 0 100 200 300 400 500 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC7 TC8 TC9 TC10

(37)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 8 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC11 TC12 TC13 0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC14 TC15

(38)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 9 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

Test 5 (spray ext)

0 200 400 600 800 1000 1200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC1 TC2 0 100 200 300 400 500 600 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC3 TC4 TC5 TC6 0 100 200 300 400 500 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC7 TC8 TC9 TC10

(39)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 10 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC11 TC12 TC13 0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC14 TC15

(40)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 11 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

Test 6 (spray 1)

0 200 400 600 800 1000 1200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC1 TC2 0 100 200 300 400 500 600 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC3 TC4 TC5 TC6 0 100 200 300 400 500 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC7 TC8 TC9 TC10

(41)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 12 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC11 TC12 TC13 0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC14 TC15

(42)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 13 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

Test 7 (spray 2)

0 200 400 600 800 1000 1200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC1 TC2 0 100 200 300 400 500 600 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC3 TC4 TC5 TC6 0 100 200 300 400 500 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC7 TC8 TC9 TC10

(43)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 14 (14)

Appendix 1

Measurement results for each test

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC11 TC12 TC13 0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tem p e ratu re ( °C) Time (min) TC14 TC15

(44)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 1 (8)

Appendix 2

Comparative results for each TC position

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min)

TC1

ref 1 ref 2 spray ext spray 1 spray 2 mist 1 mist 2

0 200 400 600 800 1000 1200 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min)

TC2

(45)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 2 (8)

Appendix 2

Comparative results for each TC position

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min)

TC3

ref 1 ref 2 spray ext spray 1 spray 2 mist 1 mist 2

0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min)

TC4

(46)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 3 (8)

Appendix 2

Comparative results for each TC position

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min)

TC5

ref 1 ref 2 spray ext spray 1 spray 2 mist 1 mist 2

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min)

TC6

(47)

REPORT

Date Reference Page

2019-10-11 8P03983-03 4 (8)

Appendix 2

Comparative results for each TC position

RISE Research Institutes of Sweden AB

0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min)

TC7

ref 1 ref 2 spray ext spray 1 spray 2 mist 1 mist 2

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 20 40 60 80 100 120 Tem p e ratu re ( °C) Time (min)

TC8

Figur

Updating...

Relaterade ämnen :