Haverikonsekvensanalys av Elfordonsbatterier David Sturk, M.Sc. Ch. Eng. Director Battery EV Safety Research Autoliv Development AB, Vårgårda 8 oktober 2014

Bakgrund ”Haverikonsekvensanalys av elfordonsbatterier” Projekttid – november 2013 till april 2015 Projektägare/ledare Autoliv Development AB Partners Volvo Cars Chalmers Uppsala Universitet Batterifonden delfinansierar Stödsumma på 795 000 kr Samarbete med forskningsprojekt FFI-projektet Räddningskedjan

Flödesschema batterihaveri Bakgrund Abusive Conditions Mechanical Abuse Electrical Abuse Thermal Abuse Short circuit discharge Overcharge/ over-discharge Breakdown Pressure build-up inside cell HEAT generated inside cell Thermal Runaway Cell Rupture Air (O2) Risk for Fire

Flödesschema batterihaveri Bakgrund Abusive Conditions Mechanical Abuse Electrical Abuse Thermal Abuse Short circuit discharge Overcharge/ over-discharge Breakdown Pressure build-up inside cell HEAT generated inside cell Thermal Runaway Cell Rupture Air (O2) Risk for Fire

Projektets frågeställning Påverkas ett batterihaveri av SOC och andra parametrar? Under vilka termiska förutsättningar orsakas termisk rusning? Två typer av battericell – NMC och LFP Vilka gaser kan genereras? Vilken värmeeffekt genereras av termiskt rusande battericell? Hur påverkar SOC gaser och värmeeffekt? Hur påverkar tillgång till luft eller inert miljö? Vilka ämnen i cellen har konsumerats? Målsättning Kvalitativ analys av termiskt batterihaveri – gaser, värme och reaktivitet Tydligare parametrar för riskanalys vid hantering av tillförlitlighetsprov Leverera fördjupad analys till FFI-projektet Räddningskedjan och MSB

Vad projektet gör Metod Ny provkammare för termisk provning konstrueras utifrån riskanalys Fordonsbattericell placeras i provkammaren för upphettning Upphettning sker i linjär hastighet och HRR från cell kvantifieras Då cellen ventilerar drivs gasen till gasspektrometer för analys Post-Mortem studie utförs på urval av celler

I vilket sammanhang forskningen kan sättas © FFI-projekt Räddningskedjan Säkerhet vid tillförlitlighetsprovning Krockprovning med e-fordon Komponent provning med fordonsbatteri Riskanalys Typer av haverikonsekvenser Vilka stationära skyddssystem? Typ av skyddsklädsel Gaser och ventilation Battery Sled Track – High risk Tests Autoliv Sweden Post-test thermal incident © FFI-projekt Räddningskedjan

I vilket sammanhang forskningen kan sättas Säkerhet vid trafikskadehändelse E-fordon i trafikskadehändelse FFI-projektet Räddningskedjan Myndigheteten för Samhällskydd och beredskap (MSB) Kunskap till räddningstjänsten Hantering efter trafikskadehändelse Bidrag till riskanalys för Bogsering Skrotning Eventuellt återbruk av batteri © FFI-projekt Räddningskedjan © FFI-projekt Räddningskedjan

Status för projektet Klart Ny provkammare konstruerad och levererad (Autoliv) Analysutrustning uppkopplad till provkammare (Chalmers) Battericeller laddade och levererade (Volvo Cars & Autoliv) Återstår Termisk provning – 30-40 prov (Chalmers) Post-mortem studie – 10-tal celler (Uppsala Universitet) Resultatanalys Disseminering genom publikationer och presentationer Status: Färdigt till april 2015

Vilka resultat man förväntar sig Fördjupad studie av hur konsekvenserna av kritiskt batterihaveri påverkas av battericellens initiala tillstånd Kvalitativ analys av batteri-haverikonsekvenser orsakade av termisk åverkan Resultat för stärkt riskanalys Tillförlitlighetsprovning Vid trafikskadehändelse Hantering efter trafikskadehändelse Publikationer i forskningsskrifter Presentationer på konferenser

Tack för din uppmärksamhet Projektledare David Sturk, Autoliv Development AB Director Battery EV Safety Research david.sturk@autoliv.com Vice projektledare Patrik Johansson, Chalmers Professor at Department of Physics Partnerrepresentanter Henrik Markusson, Volvo Car Corporation Lithium ion battery specialist Kristina Edström, Uppsala Universitet Chair Professor in Chemistry