Sichere E-Mobility

Anforderungen an den sicheren Betrieb von E-Fahrzeugen

E-Fahrzeuge weisen Besonderheiten auf, aus denen potentielle Risiken resultieren. Ursache-Wirkungs-Beziehungen sind noch wenig erforscht und z.T. unbekannt. Praktische Erfahrungen liegen derzeit kaum vor und werden auch in absehbarer Zeit nicht in dem Umfang vorliegen, wie für konventionelle Fahrzeuge. Völlig neue Fahrzeugkonzepte und -architekturen werden entstehen. Der Stand der Technik entwickelt sich erst – Gesetze, Verordnungen und Normen entstehen parallel zu Entwicklung der Fahrzeuge.
Sachverständigenorganisationen wirken zum einen an der Entwicklung von Normen und Richtlinien mit. Durch Analysen und Prüfungen leisten sie darüber hinaus einen Beitrag dazu, Risiken zu identifizieren und erforderlichenfalls zu beseitigen, damit Elektromobilität für den Endverbraucher genauso sicher ist, wie der konventionelle Straßenverkehr.

Udo Steininger, TÜV SÜD Automotive GmbH Foto: © 2012 Forum ElektroMobilität e.V c/o Fraunhofer-Forum Berlin

Udo Steininger, Business Area Manager Sicherheit & Elektronik der TÜV SÜD Automotive GmbH und seit 1991 bei TÜV SÜD tätig, seit 10 Jahren mit Schwerpunkt Fahrzeugsicherheit, spricht am 15. Mai auf dem KONGRESS über Sicherheitsanforderung und Sicherheitswartungen an E-Fahrzeuge
E-Fahrzeuge unterliegen bestimmten gesetzlichen Sicherheitsanforderungen, die zum einem aus dem Straßenverkehrs-Zulassungsrecht und zum anderen aus dem Produkthaftungsrecht resultieren. Grundsätzlich regelt die Straßenverkehrszulassung die elektrische Sicherheit von E-Fahrzeugen. Neben allgemeinen Forderungen der Verkehrssicherheit gilt für E-Fahrzeuge die ECE-R 100, Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Fahrzeuge hinsichtlich der besonderen Anforderungen an den Elektroantrieb.

Das Produkthaftungsgesetz fordert von Herstellern und Zulieferern die Erfüllung einschlägiger Normen, z.B. der ISO 26262 zur Gewährleistung der funktionalen Sicherheit von Fahrzeugen bzw. Fahrzeugsystemen. Theoretisch könnten (E- und sonstige) Fahrzeuge ohne Nachweise der funktionalen Sicherheit zugelassen werden. Die Rahmenrichtlinie 2007/46/EG versucht, die Lücke zwischen Zulassungs- und Produkthaftungsrecht formal mit dem Verweis zu schließen, dass die Erteilung der Typgenehmigung verweigert werden kann, wenn ein Produkt zwar den erforderlichen Bestimmungen entspricht, aber dennoch ein erhebliches Risiko für die Sicherheit im Straßenverkehr darstellt, Umwelt oder öffentliche Gesundheit gefährdet.

Funktionale Sicherheitsanforderungen
Worin bestehen neue, potentielle Risiken von E-Fahrzeugen und wie wenden wir sie im Sicherheits-Lebenszyklus wirksam ab? Im Unterschied zu Verbrennungsmotoren ist ein falsches Drehmoment bei E-Motoren augenblicklich in voller Stärke wirksam. Eine fehlerhaft hergestellte Fahrbereitschaft ist für den Fahrer nicht sichtbar bzw. nicht ohne weiteres wahrnehmbar. Die ISO 26262 gibt klar vor: Die Gefährdungen sind zu identifizieren, Gefährdungsanalyse und Risikobewertung liefern als Sicherheitsziel für den Antrieb die Vermeidung eines falschen bzw. unbeabsichtigten Drehmoments. Für die technische Umsetzung folgt daraus beispielsweise die Forderung, Soll- und Ist-Moment zu überwachen und bei Abweichungen einen sicheren Zustand herzustellen.

Non-funktionale Sicherheitsanforderungen
Hier geht es zum einen um die elektrische Sicherheit. Zum Schutz gegen direktes Berühren spannungsführender Teile sehen die einschlägigen Richtlinien und Normen Maßnahmen vor, die sich von der Kennzeichnung hochspannungsführender Komponenten bis zur kontinuierlichen Überwachung des Isolationswiderstands in den zur Anwendung kommenden IT-Netzen erstrecken. Der Anspruch liegt hier vor allem darin, die elektrische Sicherheit nicht nur bei bestimmungsgemäßem Betrieb sondern auch beim Service, bei Unfällen und bei der Entsorgung zu gewährleisten. Zur Abwendung von Forderungen aus Produkthaftung ist darüber hinaus vorhersehbarer Fehlgebrauch zu berücksichtigen. Das beginnt bei Maßnahmen gegen die unbeabsichtigte Verwendung ungeeigneter Komponenten, z.B. Ladekabel, und endet bei der Verhinderung des Tunings von Komponenten des Hochvoltsystems.
Mit Blick auf die Traktionsbatterie spielen darüber hinaus auch mechanische und thermische Belastungen sowie chemische Reaktionen eine Rolle. Fahrzeuge weisen heute i.d.R. hohe passive Sicherheit auf, z.B. bei Unfällen. Crash-Versuche, bei den Fahrzeuge erst lange nach dem Test in Brand gerieten, zeigen, dass bei neuen Technologien mit bisher unbekannten Wirkzusammenhängen gerechnet werden muss. Wenn noch keine praktischen Erfahrungen zu bestehenden Risiken vorliegen, helfen nur systematische Analysen und umfangreiche Versuche.  16.04.2012
->Quelle, Forum ElektroMobilität e.V c/o Fraunhofer-Forum Berlin, Melanie Teichmann, presse@forum-elektromobilitaet.de