Einsatztaktik bei alternativen Antrieben - Sachsen

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Brandschutz- und Katastrophenschutzschule Heyrothsberge
Biederitzer Straße 5
39175 Heyrothsberge
© Brandschutz- und Katastrophenschutzschule Heyrothsberge
Lehrunterlage
Einsatztaktik bei alternativen Antrieben
Lehrgang
S ESKfz 11/1
Themen-Nr.
Lehrbereich
Technik/Einsatzausbildung/
Technikbasis
Fachliche Verantwortung
BrOR Gottfried Steppan
erarbeitet (Monat/Jahr)
10 / 11
Lehrgang : S ESKfz 11/1
Thema: Alternative Antriebe
1
Gliederung
1. Einführung
2. Antriebssysteme
3. Einsatz/Einsatztaktik
3.1 Erdgasantrieb
3.2 Flüssiggasantrieb
3.3 Hybrid-/Elektrofahrzeuge
4. Zusammenfassung
2
1. Alternative Antriebssysteme und -kraftstoffe
Deutschland fährt (noch) ab auf Benzin
Pkw-Bestand am 01.01.2011 (aus ADAC Motorwelt 5/2011)
• 30 487 578 Benzin
• 11 266 644 Diesel
•
418 659 Flüssiggas (einschließlich bivalent)
•
71 519 Erdgas (einschließlich bivalent)
•
37 256 Hybrid
•
2 307 Elektro
•
Wasserstoff
Erdgasfahrzeug Touran EcoFuel
3
2. Antriebssysteme
• Energiespeicher
(mindestens 1)
• Benzin oder
• Diesel
(konventionell)
eine Kraftstoffart
• Energiewandler
Motor
Verbrennungsmotor
monovalenter Antrieb
4
Alternative Antriebe
Ottomotoren (Benzin)
• Flüssiggas
LPG, Speicherdruck 8 bar
• Erdgas
CNG, Speicherdruck 200 bar
Umrüstung
• Hersteller
Einbau Nottank ca. 5 l
monovalenter Antrieb
• nachträgliche Umrüstung
- Benzintank bleibt
erhalten
- Einbau eines
zusätzlichen Gastanks
bivalenter Antrieb
5
Hybridantriebe
2 Energiewandler
- Verbrennungsmotor
- Elektromotor
2 Energiespeicher
- Benzin oder Diesel
- Batterie
Mischhybrid
Batterie über einen Verbrennungsmotor angetriebenen Generator sowie die
Umwandlung von Bremsenergie geladen.
Gefahren wird elektrisch, der Verbrennungsmotor kann kraftsparend im
optimalen Drehzahlbereich arbeiten. Reicht die Kraft des Elektroantriebs nicht
aus, z. B. beim Beschleunigen oder in hohen Geschwindigkeitsbereichen, so
wird automatisch der Verbrennungsmotor zur Unterstützung zugeschaltet.
Hinweis: Keine Nachrüstung möglich
6
Wasserstoff
2 Antriebskonzepte
- direkte Verbrennung im Motor
- Betrieb einer Brennstoffzelle
( durch chemische Reaktion
wird Strom zum Betrieb eines
Elektromotors erzeugt)
nur herstellerseitig ausgerüstete Fahrzeuge
anzutreffen
7
3. Einsatz/Einsatztaktik
Lage/Auftrag
Führungsvorgang
8
Lagefeststellung/Erkundung
•
•
•
•
•
Welche Antriebsart ist vorhanden?
Wo sitzen die Hauptkomponenten?
Gibt es Sicherheitseinrichtungen?
Wo gibt es Abschaltmöglichkeiten?
Wo finde ich technische Informationen
zum Fahrzeug?
• …
9
Informationsbeschaffung
•
•
•
•
•
•
•
Befragung von Beteiligten
Aufkleber oder Typenkennzeichnung
Auspuff vorhanden?
Gekennzeichnete Trennschalter?
Rettungskarten vorhanden?
Überprüfung Tankdeckel
…
10
Planung
Beurteilung
• Welche Gefahren gehen von der
Antriebstechnik aus?
• Welchen Einfluss können diese auf den
Einsatz haben?
• Welche Einsatztaktik ist sinnvoll?
• Welches Löschmittel ist geeignet?
• …
11
Gefahren der Einsatzstelle
(Gefahrenmatrix)
• Gesundheitsgefahren
• Elektrizität
• Brand-/ Explosionsgefahr
– Aggregatzustand
– Stoffeigenschaften
• Fließender Verkehr
• …
12
Entschluss/Einsatzbefehl
•
•
•
•
Vorgehensweise in der Erstphase
vfdb-Richtlinie 06/01
vfdb-Merkblatt „alternative Antriebe“
Gefahrenhinweise an Einsatzkräfte
13
3.1 Erdgasantrieb
• CNG (Compressed Natural Gas)
• LNG (Liquefied Natural Gas
• NGV (Natural Gas Vehicle)
• Methan
• Eco Fuel
• „Ich fahre mit Erdgas“
• Bi Fuel (am Golf 4 Variant)
Erdgasfahrzeug Touran Eco Fuel
14
Physikalische Eigenschaften von Erdgas
• Farbloses brennbares Gas
• Im Ursprung geruchlos, im Fahrzeug odoriert
• Leichter als Luft (Dichteverhältnis Erdgas/Luft
ca. 0,6) und verflüchtigt sich deshalb im Freien
sehr schnell
• Explosionsbereich zwischen 4 Vol.-% und 17
Vol.-%
• Zündtemperatur ca. 640 ° C
• Gasdruck im Tank 200 bar
15
Sicherheitseinrichtungen
Manueller Absperrhahn
Flaschenventil
16
Verkehrsunfall/Gasaustritt
•
•
•
•
•
•
Motor abstellen
Zündung ausschalten
Gefahrenbereich räumen und absperren
Fahrzeug aus geschlossenen Räumen entfernen
Fahrzeuginnenraum belüften
Gaskonzentration feststellen, Ansammlung in Hohlräumen
beachten
• Ggf. für Querlüftung (Erdgas „verblasen“) sorgen, Einsatz
Lüfter, Zündquellen sind zu vermeiden, Fahrzeug ggf. kühlen
• Sofern keine Gefahr droht, ist/sind die Absperreinrichtung(en)
der Tanks zu schließen
• Brand: Brennt Gas am Abblasventil, ist nur bei zwingender
Notwendigkeit zu löschen: brennendes Gas ist kontrolliertes
Gas
17
3.2 Flüssiggasantrieb
• Autogas
• Propan
• Butan
• LPG (Liquefied
Petroleum Gas)
• GPL (Gaz Petroleum Liquide)
• Bi Fuel
Autogasfahrzeug Golf 6 Bi Fuel
18
Physikalische Eigenschaften von
Autogas (Flüssiggas)
• Autogas besteht aus leicht zu verflüssigenden
Kohlenwasserstoffen (hauptsächlich Propan, Butan,
Propylen und Butylen)
• Für den Einsatz in Fahrzeugen wird Autogas odoriert
• Autogas ist im gasförmigen Zustand schwerer als Luft
(Dichteverhältnis Autogas/Luft ca. 1,55) und verbreitet
sich daher auf dem Boden
• Autogas ist bei einem Druck von 8 bar verflüssigt, das
Volumen verringert sich erheblich
• Explosionsbereich zwischen 1,4 und 10,9 Vol.-%
• Zündtemperatur ca. 460 ° C
19
Sicherheitseinrichtungen
Tankabsperrung
Überdrucksicherung
20
Verkehrsunfall/Gasaustritt
an einem Autogasfahrzeug
•
•
•
•
•
•
Motor abstellen
Zündung ausschalten
Gefahrenbereich räumen und absperren
Fahrzeug aus geschlossenen Räumen entfernen
Fahrzeuginnenraum belüften
Gaskonzentration feststellen, Ansammlung in Hohlräumen
beachten
• Ggf. für Querlüftung sorgen, Einsatz Lüfter
• Zündquellen vermeiden
• Brand: Brennt Gas am Abblasventil, ist nur bei zwingender
Notwendigkeit zu löschen: Brennendes Gas ist kontrolliertes
Gas
21
3.3 Hybrid-/Elektrofahrzeuge
Hochvoltfahrzeuge
Bei Systemen und Bauteilen, die in Fahrzeugen oberhalb von 25
Volt Wechselspannung (AC) oder 60 Volt Gleichspannung (DC)
betrieben werden, spricht man von Hochvoltsystemen bzw.
Hochvoltfahrzeugen.
Hochvoltfahrzeuge
• Fahrzeuge mit Hybridantrieb
• Fahrzeuge mit reinem Elektroantrieb und
• Fahrzeuge mit Brennstoffzellen
22
Hybridantrieb
EG-Rahmenrichtlinie 2007/46/EG
Hybridelektrofahrzeuge
„Hybridfahrzeuge, die zum Zweck des mechanischen Antriebs aus
folgenden Quellen im Fahrzeug gespeicherte Energie/Leistung
beziehen:
einen Betriebskraftstoff und einer Speichereinrichtung für
elektrische Energie/Leistung (z. B. Batterie, Kondensator,
Schwungrad/Generator usw.)“
Typ
Leistung Spannung
Micro-Hybrid
Anwendungsbeispiele
Start-Stopp-Systeme
Mild-Hybrid
15-30 kW 120-144 V
wie Micro-Hybrid; zusätzlich rekuperatives
Bremsen, Antriebsunterstützung
Voll- oder
20-75 kW
wie Mild-Hybrid; zusätzlich elektrischer
Stron-Hybrid
> 250 V
Antrieb/elektrisches Fahren
23
Begriffe
Vollhybrid
Autos mit Elektro- und Verbrennungsmotoren.
Dank des Elektromotors sind kurze Strecken rein
elektrischen Fahrens möglich. Die Bremskraft
wird zurückgewonnen. Toyota Prius
Micro- und Mildhybrid
Fahrzeuge, die nicht rein elektrisch fahren können.
.
Microhypride haben Spritsparsysteme und gewinnen einen
Teil der Bremskraft zurück. 1er-BMW
Beim Mildhybrid unterstützt ein Elektroantrieb den Verbrennungsmotor. Honda Insight
Plug-in-Hybrid
Autos können Strecken von bis zu 50 Kilometern rein
elektrisch zurücklegen. Ein Teil der Bremsenergie wird
zurückgewonnen. Die Batterie kann auch an Steckdosen
geladen werden. Volvo V60 Hybrid
Hybrid mit Range Extender Der Elektromotor ist für den Vortrieb zuständig. Der Verbrennungsmotor dient als Generator, der die Batterie lädt
Opel Ampera
Reine Elektrofahrzeuge
Fahrzeuge besitzen nur einen elektrischen Antrieb, dessen
Batterie übers Stromnetz gespeist wird. Mitsubishi i-MiEV
24
Volkswagen Touareg Hybrid
Parallel-Hybridantrieb
25
Elektroantrieb
Beispiel Smart ed (electric drive)
26
Elektrofahrzeug
27
Legende
28
29
30
31
Opel Ampera
32
Brennstoffzellenfahrzeuge
Die Brennstoffzelle ist ein elektrochemischer
Energiewandler, der aus Wasserstoff und dem Luftsauerstoff
elektrischen Strom erzeugt. Mehrere Brennstoffzellen werden
zu einem „Brennstoffzellenstack“ zusammengefasst, um die
für den Antrieb eines Kfz benötigte Energie erzeugen zu
können (batteriebetriebene Elektrofahrzeuge).
Aufbau einer Brennstoffzelle
Einbau im Kfz
33
Brennstoffzelle
34
Mercedes B-Klasse (F-Cell)
ADAC-Motorwelt
11/2011
35
• Fahrzeuge mit Brennstoffzelle
• Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor
Wasserstoff wird in abblasgesicherten Drucktanks unter einem
Betriebsdruck von ca. 350 bar mitgeführt.
Neben der Explosionsgefahr bei unkontrollierter Entzündung des Wasserstoffs führen die
hohen elektrischen Spannungen zu Gefahrenbereiche im Motorraum und im Bereich der
Brennstoffzellen-Unterbringung (Pkw-Kofferraum)
36
Sofortmaßnahmen der Feuerwehr:
• Stromlosschaltung über Batterie-Hauptschalter oder
• Stromlosschaltung über Batterie-Trennschalter (ADR-Symbol)
Gleichzeitig mit der Stromlosschaltung schließen die
Wasserstoffventile zu den Rohrleitungen.
37
38
Komponenten des Hochvoltnetzes
• Integrierter Motorgenerator
(sowohl Antriebsmotor als auch Generator)
• Hybrid- und Motorsteuersystem
• Rekuperatives Bremssystem
• Hochvoltbatterie und Batteriemanagement
• DC-/DC-Wandler
• Hochvoltnetz
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Hochvoltbatterie/Batteriemanagement
• Metall-Hydrid-Batterien
(Nickel-Metall-Hydrid-Batterien)
• Lithium-Ionen-Batterien
• Batterien mit einem bis zu 300 ° C warmen NatriumNickel-Chlorid-Elektrolyt
Hochvoltbatterie mit demontierter Abdeckung
Einbau einer Hochvoltbatterie unter Kofferraumabdeckung
40
Entwicklung Hochvoltbatterien
41
DC-/DC-Wandler und Hochvoltnetz
42
Erkundung/Gefahrenabschätzung
•
•
•
•
•
•
•
•
Wichtige Hinweise kann die Befragung von beteiligten Personen
Elektroautos besitzen keinen Verbrennungsmotor, kein Auspuff
vorhanden
Im Fahrzeug befindet sich ein entsprechend gekennzeichneter
Batterietrennschalter, z. B. im Armaturenbrett oder Motorraum
Sind Rettungskarten im Fahrzeug vorhanden
Den Tankfüllstutzen ersetzt eine Ladesteckdose
Der Akkumulator befindet sich wegen seiner Größe und seinem
Gewicht in der Regel im Heckbereich des Fahrzeuges, Blick unter
die Abdeckung
Die dick ummantelten Stromkabel führen vom Akku zu einem oder
mehreren Elektromotoren. Die Kabel sind in den Schwellern oder
unter dem Fahrzeug verlegt
Absicherung Brandschutz (Beachte Einsatz Löschmittel)
– Einhaltung von Mindestabständen nach VDE 0132
43
Sicherheitsregeln
•
Spannungsfreiheit herstellen
–
–
–
–
•
Alle spannungsführenden Leitungen abschalten
Zündung ist auszuschalten
12 V Batterie abklemmen
Interlock- und Service-Trennstecker an Hochvoltbatterie ziehen
Gegen Wiedereinschalten sichern
– Zündschlüssel, Interlock- und Servicetrennstecker sicher aufbewahren
•
Spannungsfreiheit feststellen
– Mit einem Spannungsprüfer Spannungsfreiheit feststellen (teilweise im Fahrzeug
vorhanden
•
•
Erden und Kurzschließen
Benachbarte unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken
Grundsätzlich Fahrzeuge gegen Wegrollen sicher.
Läuft Batterie-/Elektrolytflüssigkeit aus, ist diese mit Chemikalienbindemittel
aufzunehmen
44
4. Zusammenfassung
45
46

Einsatztaktik bei alternativen Antrieben - Sachsen

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