E-Bikes, Pedelecs & E-Scooter: Ladestationen für Elektrofahrzeuge sicher betreiben
Elektrofahrzeuge wie E-Bikes, Pedelecs und E-Scooter werden immer beliebter, auch die Ladestationen werden immer mehr. Als Betreiber:in einer Ladestation sind Sie in der Verantwortung, Sicherheit und Brandschutz zu gewährleisten.
Der Übergang von Fahrzeugen mit fossilen Energieträgern auf Elektrofahrzeuge beschränkt sich nicht allein auf Kraftfahrzeuge, sondern betrifft auch Elektrokleinfahrzeuge wie E-Bikes, Pedelecs und E-Scooter. Diese batteriebetriebenen Fahrzeuge sind in der Regel mit fix am Fahrzeug befestigten, zum Teil aber auch mit entfernbaren Batterien auf Lithiumbasis (zB Lithium-Ionen-Batterien) ausgestattet. Sie werden mit einem auf die elektrotechnischen Spezifikationen der Batterie abgestimmten externen Ladegerät mit Ladekabel oder auch über einen in das Fahrzeug integrierten Ladeteil durch Strombezug aus dem allgemeinen Stromnetz aufgeladen.
Ladestationen für Elektrofahrzeuge: Sicherheitsanforderungen
Hierbei gilt für externe mobile Ladegeräte für E-Bikes, Pedelecs und E-Scooter und andere Elektrofahrzeuge der Grundsatz, dass ausschließlich die vom Hersteller des Fahrzeugs beigestellten bzw zulässigen Geräte zu verwenden sind. Schadhafte, mit der Batterie nicht kompatible Geräte oder gefälschte Produkte stellen eine zusätzliche Gefahr dar, da sie nicht nur die Batterie zum „Durchgehen“ bringen können, sondern auch selbst Auslöser für ein Brandgeschehen werden können. Dies trifft in analoger Weise bei im Fahrzeug fix eingebauten Batterien zu, wenn etwa ein Ladekabel mit einem typenfremden Transformator verwendet wird. Auch trifft es zu, wenn Ladegeräte verwendet werden, die für das Aufladen von Lithium-Ionen-Batterien nicht geeignet sind, wie etwa Geräte für Nickel-Cadmium-Akkumulatoren.
Als Anschlussstelle dient generell eine herkömmliche Schutzkontaktsteckdose („Schuko-Steckdose“). Vorauszusetzen ist, dass die elektrische Anlage, aus der der Netzstrom bezogen wird, durch eine Fachfirma errichtet wurde und die elektrotechnische Absicherung darauf abgestimmt ist, wie viele Fahrzeugbatterien allenfalls zugleich aufgeladen werden sollen. Es ist davon auszugehen, dass solche Lademöglichkeiten für Fahrgeräte wie E-Bikes, Pedelecs und E-Scooter insbesondere im Inneren von Gebäuden (zB Garagen) eingerichtet werden. Bei Ladestationen im Außenbereich ist auf die Witterungseinflüsse Bedacht zu nehmen und ein wirksamer Schutz vor Feuchtigkeit und Nässe herzustellen. Sollte Wasser in das Innere der Batterie eindringen, kommt es zu Bildung von Lithiumhydroxid unter gleichzeitiger Freisetzung von Wasserstoff.
Gefahrenpotenziale bei Ladestationen: Überhitzung und Brandrisiken
Da der nutzbaren Arbeitsleistung der Batterie die Entstehung eines Stromflusses in der Batterie zugrunde liegt, der wiederum auf einem (elektro-)chemischen Vorgang beruht und durch die Höhe des zum jeweiligen Zeitpunkt benötigten Energiebedarfs geregelt wird, kann im Fall von Schäden an der Batterie (zB Rissbildungen am Gehäuse oder fehlerhafte Zellenstrukturen im Inneren der Batterie) der gesamte Energieinhalt der Batterie – vergleichbar mit einem Kurzschluss zwischen Außenleiter und Nullleiter im leitungsgebundenen Stromnetz – unmittelbar unter erheblicher Wärmebildung mit dem Potenzial zur Entfachung von Bränden freigesetzt werden. Dies stellt daher insbesondere bei in Gebäudestrukturen installierten Ladestationen eine nicht zu unterschätzende Gefahr dar. Wegen der großen frei werdenden Hitze und der schwierigen Bekämpfung eines Batteriebrandes sind bei einem derartigen Brandereignis in einem Gebäuderaum unweigerlich auch andere Einrichtungsgegenstände, bei Garagen vor allem andere Fahrzeuge, betroffen.
Das Freihalten des Umgebungsbereichs der Batterie und des Ladegeräts von leicht entzündbaren Stoffen und Gegenständen sowie eine rasch einsetzende Brandbekämpfung sind daher von besonderer Bedeutung, wenn mehrere Ladestationen in einem Raum zugleich benutzt sind.
Hinweis:
Batterien unterliegen einem Alterungsprozess, der auch durch den oftmaligen Ladevorgang dadurch beschleunigt wird, dass die Batterie einerseits auf die volle Kapazität aufgeladen wird und andererseits vielfach auf das Minimum „entleert“ wird. Generell sinkt die Kapazität einer Batterie, dh die Energiemenge, die eine Batterie speichern kann, mit zunehmendem Alter. Für den Erhaltungszustand der Batterie sollte ein Ladezustand zwischen 20 % und höchstens 80 % gewahrt werden (als „Idealzustand“ für die Lebensdauer einer Lithium-Batterie gilt der Bereich 30 % bis 70 %). Moderne Ladegeräte haben in der Regel eine Steuerungseinheit eingebaut, die den Ladezustand der Batterie erkennt und bei Erreichen der Kapazität von 70 % bis 80 % den Ladevorgang unterbricht. Ebenso hat die Häufigkeit des Aufladens Einfluss auf die Lebensdauer. Sie kann durchschnittlich mit 1.000 Ladevorgängen angesetzt werden.
Sicherheits- und Brandschutz-Maßnahmen für den Betrieb einer Ladestationen für E-Bikes, Pedelecs und E-Scooter
Der nachfolgende Fragenkatalog soll als Entscheidungshilfe dazu dienen, welche Maßnahmen von Betreiber:innen einer Ladestation für kleinere Elektrofahrzeuge wie E-Bikes, Pedelecs und E-Scooter zu treffen sind, um den sicheren Betrieb und die ordnungsgemäße Benützung durch Kund:innen zu gewährleisten:
- Wurden die elektrischen Installationen von einer Fachfirma errichtet?
- Ist die Einrichtung zum Aufladen installiert:
- innerhalb eines Gebäudes (Garage, eigener Raum)?
- in einem Sicherheitsschrank (bei vom Gerät entfernbaren Batterien)?
- im Freien, ausgestattet mit einer Überdachung?
- Ist der Umgebungsbereich der Batterie bzw zu dem Gerät, dessen Batterie geladen wird, frei von entzündbaren Stoffen und Gegenständen?
- Ist die im Freien situierte Ladeeinrichtung in ausreichender Weise insbesondere vor Nässe geschützt?
- Sind Brandbekämpfungsmittel in erreichbarer Nähe vorrätig?
- Verfügt der Raum über eine Entlüftung?
- Werden in dem für das Aufladen bestimmten Raum die Batterien mehrerer Geräte zur gleichen Zeit aufgeladen?
- Ist der Ladebereich brandschutztechnisch von anderen Bereichen abgetrennt?
- Liegen bei der Ladestation schriftliche Anweisungen für die ordnungsgemäße Inbetriebnahme der Ladeeinrichtungen durch Nutzer:innen und das Verhalten im Störfall auf?
- Werden die elektrischen Installationen für die Ladeeinrichtung in den gesetzlich vorgeschriebenen Zeitabständen auf ihre ordnungsgemäße Funktion geprüft?
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