Efter färjebranden: ”alla litiumbatterier kräver övervakningsfunktion

En brand på en hybridfärja i Norge aktualiserar riskerna med litiumbatterier.
– Det finns risker med alla batterisystem och en övervakningsfunktion, BMS, är avgörande för säkerheten, säger elfordonsexperten Lars Hoffmann som, utan att kommentera den aktuella brandolyckan, menar att riskerna med litiumbatterier generellt överdrivs.

Den 10 oktober skadades flera personer ur räddningspersonalen lindrigt av gaser från en brand på den norska hybridfärjan Ytterøyningen som har en stor litiumbatteribank. Skadorna uppstod under släckningsarbetet av en mindre brand i batterirummet. Dagen efter branden inträffade även en explosion i anslutning till batterirummet, men utan att någon person skadades.

Omständigheterna kring branden och explosionen utreds och orsakerna till händelserna är inte fastställda. Batterisystemet på den 50 meter långa bilfärjan skiljer sig på avgörande sätt från ett system med litiumbatterier på en fritidsbåt. Färjans batterier har en många gånger större energimängd, 1989 kWh, jämfört med en fritidsbåt som har allt från 44 kWh på en Candela med elmotor till runt 5 kWh på en medelstor segelbåt med dieselmotor. På Kryss har sedan våren 2016 ett pågående test av litiumbatterier på flera båtar och ingen av testbåtarna har råkat ut för någon olycka relaterad till litiumbatterierna (nästa test publiceras i På Kryss nr 8, 2019).

Branden på hybridfärjan var en av de första i sitt slag. Bild: Kvinnherad brann og redning

Oavsett system och storlek har litiumbatterier ändå vissa gemensamma nämnare för säkerheten.
– Det finns inga helt säkra litiumbatterier och det förekommer en del falska sanningar i omlopp, säger elingenjören Lars Hoffmann som i dag arbetar med bland annat elsäkerhet på biltillverkaren Nevs och tidigare bland annat har undersökt batteriteknik på Statens provningsanstalt. Lars är också sakkunnig inom batterisäkerhet för Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, MSB.
– En av missuppfattningarna är att vissa typer av litiumbatterier skulle garantera att en brand inte inträffar. Men alla litiumbatterier innehåller syre och något brännbart och kan alstra värme. Då kan ett batteri också underhålla sin egen termiska rusning, att temperaturen stiger okontrollerat och kan sluta i brand eller propagering, en häftig kemisk reaktion med gasutveckling. Men med ett övervakningssystem, BMS (Battery Management System), förebyggs den risken. BMS är avgörande för säkerheten, säger Lars Hoffmann som menar att den vanliga uppfattningen att järnfosfat som katodmaterial avsevärt minskar risken för brand.
– Det kan bli mer termiskt stabilt, men man kan inte bortse från riskerna som ställer krav på batterisystemet. Som båtägare måste man försäkra sig om att ett litiumbatterisystem ombord har de funktioner som krävs.

Ett BMS övervakar bland annat temperatur och kan balansera laddningen mellan flera battericeller. Många batterier har i dag inbyggda BMS.

I det aktuella fallet med branden på bilfärjan misstänks övervakningsfunktionen ha kopplats ur vilket kan ha lett till branden och den okontrollerade gasutvecklingen. Elmotorn och batterierna hade inte använts på ett par veckor på grund av arbeten med batteribanken. Den norska batteritillverkaren Corvus väljer att inte kommentera litiumbatteriernas katodmaterial och sammansättning på bilfärjans system.
– Händelsen utreds så vi kan inte säga så mycket mer än att det inte är järnfosfat, säger Halvard Hauso vid Corvus till På Kryss.

Lars Hoffmann poängterar att han inte heller kan kommentera den aktuella branden i Norge eftersom han inte har alla fakta om branden. Men han tycker att riskerna med litiumbatterier ofta överdrivs.
– Vi har kommit väldigt långt i utvecklingen och säkerheten har länge varit i fokus. Hade det funnits samma säkerhetsfunktioner på en bensin- eller dieseldriven bil, som på en modern elbil, så hade vi nästintill inte haft några bilbränder på vägarna.

I Norge pågår en konventering till hybridfärjor och bilfärjan Ytterøyningen är en av pionjärerna. Bild: Fiskerstrands varv

Även litiumbatterier i de flesta moderna mobiler har inbyggd BMS, men flera undersökningar visar att det tillverkas och säljs litiumbatterier som saknar grundläggande säkerhetsfunktioner. Riskerna med litiumbatterier i mobiler, surfplattor, pannlampor och drönare har uppmärksammats av amerikanska kustbevakningen, US Coast Guard, som efter en tragisk båtbrand i Kalifornien i början av september utfärdade rekommendationen för passagerarbåtar att ”begränsa oövervakad laddning av litiumjonbatterier” och avsåg då framförallt laddning av konsumentelektronik. I branden på dykbåten Conception omkom 34 personer. Den tekniska utredningen är inte klar, men bland annat laddning av litiumbatterier är en misstänkt brandorsak.

Vanliga katodmaterial i litiumbatterier är järnfosfat (LiFePO4) som dominerar fritidsbåtmarknadens utbud av litiumbatterier. Kombinationen av nickel, mangan och kobolt (NMC) och titanoxid är andra katodmaterial. Avgörande för vilket katodmaterial som används är kostnaden samt om battericellerna ska optimeras för att lagra mesta möjliga energi eller om men ska få ut mesta möjliga effekt.

Den branddrabbade bilfärjan trafikerade linjen Sydnes – Halsnøy, söder om Bergen, och byggdes om till hybrid-drift 2006.

Läs mer om litiumbatterier i På Kryss nr 8, 2019.

LÄS MER: MSB om risker och agerande vid brand i batterier [ Myndigheten för samhällsskydd och beredskap ]

LÄS MER: Allt du behöver veta inför byte till litiumbatterier [ pakryss.se 21 mars, 2019 ]

Johan Boström
johan@pakryss.se