FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR KURZZEITDYNAMIK, ERNST-MACH-INSTITUT, EMIProbleme mit Lithium-Ionen-Akkus in Flugzeugen sind relativ selten. Doch wenn sie eintreten, können sie gravierende Folgen haben – bis hin zu Feuer oder Explosionen.
Im Rahmen des Projekts »LOKI-PED« (Lithium batteries in pOrtable electronic devices – risK of fIre and smoke) arbeiten das Fraunhofer EMI und das Fraunhofer IBP mit Airbus zusammen.
Untersucht und bewertet werden die Rauch- und Brandrisiken, die mit Lithiumbatterien in tragbaren elektronischen Geräten (PEDs) in Kabinen und Cockpits verbunden sind. Unterstützt wird das Projekt von der Agentur der Europäischen Union für Flugsicherheit (EASA). Es wird finanziert durch das Forschungsrahmenprogramm Horizon Europe der Europäischen Union.
Im vergangenen Jahr wurden die Gefahren charakterisiert, die von PEDs beim thermischen Durchgehen ausgehen. Zu diesem Zweck wurden im Batterieprüfzentrum TEVLIB des Fraunhofer EMI in Efringen-Kirchen verschiedene PEDs wie Laptops, Tablets, Smartphones und Powertool-Batterien kontrolliert und sicher aufgeheizt. Optische und thermische Kameras sowie Druck-, Temperatur- und Durchflusssensoren wurden eingesetzt, um ein Maximum an Informationen und qualitativ hochwertige Testergebnisse zu gewährleisten. Diese Daten werden zur Ableitung künstlicher Rauchquellen für unsere Kollegen am Fraunhofer IBP verwendet. Sie führen die experimentellen Untersuchungen zur Rauchausbreitung in einer realistisch belüfteten A321-Kabine im Fluglabor in Holzkirchen durch.
Simulation und reale Brandversuche
Basierend auf diesen Validierungsversuchen können mit dem Zonenmodell des Fraunhofer IBP numerische Simulationen beliebiger Flugzeugkabinen sowie Parameterstudien durchgeführt werden. So lassen sich die Auswirkungen der Rauchausbreitung auf einzelne Passagiere sowie die sichere Durchführung des Fluges abschätzen. Zudem werden Brandversuche mit realen PEDs beim thermischen Durchgehen in einer realistischen Kabinenumgebung durchgeführt. Das Fraunhofer IBP und das EMI kombinieren dafür ihre Expertise in den Bereichen Kabinenbelüftung und Batteriebrand.
Abschließende Risikobewertung
Alle Ergebnisse fließen in die anschließende Risikobewertung ein, die von der Gruppe Gefährdungs- und Risikoanalyse am Fraunhofer EMI durchgeführt wird. Experten von Airbus unterstützen alle Aspekte des Projekts mit ihrem Fachwissen in den Bereichen Vorschriften, Flugzeugbelüftung, Batteriebrand und Brandsicherheit.
Das Projektteam steht in engem Kontakt mit Mitgliedern der Luftfahrtindustrie. Ein Austausch zum Thema thermisches Durchgehen von Batterien in Kabine und Cockpit fand im Rahmen einer Podiumsdiskussion auf der IATA World Safety & Operations Conference 2023 statt.
