Vid termisk rusning kan batterier producera gaser som är giftiga, brandfarliga eller explosiva. Därför behövs helt nya ventilationskoncept för batterirum på framtidens elfartyg. Ett innovationsprojekt från Trafikverket och Lighthouse har tagit första steget i att utveckla ett koncept för det.

Det finns två typer av ventilation för ett batterirum. Den ena, rumsventilationen, ska hantera rummets temperatur och luftfuktighet och leder gaser ut från rummet och fartyget. Den andra typen är för att hantera gaser från batterimodulerna om det sker en termisk rusning, så kallad off-gas ventilation.

– Konceptet som vi jobbade fram baseras på olika nivåer av nödscenarier och ger ventilationshastigheter som kan beräknas från fall till fall. För rumsventilationen har vi tagit fram en ekvation som tar hänsyn till rummets volym och de gaser som produceras vid termisk rusning. Frågan som också diskuterats är när systemet ska gå från normal till forcerad ventilation och sen till det sista steget med fullt ös, säger Anna Karlsson, forskare på Rise som lett innovationsprojektet Battery Fire Safety Ventilation for Fully Electrical Vessel.

– Vi har också tittat på själva fartygsdesignen och hur man ska dra ventilationskanalerna så att ingen farlig gas släpps ut på olämpliga ställen.

Projektet är ett uppföljningsprojekt till det tidigare projektet "Lätta Elfartyg" (”Electric Light") och båda bådahar genomförts inom Trafikverkets branschprogram Hållbar sjöfart. Förutom att utveckla ett ventilationskoncept har också målet varit att undersöka koncept för åtgärdsstrategier efter brand eller annan incident i batterirummet.

– Här kom vi inte lika långt men ett första steg idag är vikten av att batterileverantören tillsammans med operatören har en dialog och genom riskbedömning definierar rutiner för hantering efter en incident.

Rapporten pekar på att dagens gängse design, reglering och drift av batterirumsventilation behöver diskuteras sett ur ett säkerhetsperspektiv.

– När man testar batterier idag så testas en battericell. Ventilationen ska alltså kunna hantera termisk rusning i en cell och den gas som då bildas. Men ett batterirum består ju av flera moduler med många battericeller. Därför är frågan om det räcker att testa på cellnivå. Risken i ett batterirum är att flera celler, beroende på hur de sitter och är kopplade, börjar producera gaser och därmed producera större mängd gas än vad ventilationen kan hantera.

Bränder är dynamiska och hur de sprider sig är svårt att förutspå. Lägg gaser därtill och det blir ännu mer komplext att förstå hur ventilation fungerar bäst. 

–  Hur gaser rör sig beror på hur ett rum är format, var fläktar är placerade, om gaserna är lätta eller tunga och så vidare. Sådant kan inte förutspås med en ekvation utan måste också provas när batterirummet är installerat.

Det finns mycket att göra på området, säger Anna Karlsson.

– Vi vill titta vidare på explosionsrisker, både i batterirum och lastutrymmen. Vilka risker finns till exempel när batterier slutat att brinna men fortfarande producerar gas?

Rapporten Battery Fire Safety Ventilation for Fully Electrical Vessel har författats av:
Vasudev Ramachandra, Anna Karlsson, Ola Willstrand och Mikael Hägg på RISE Research Institutes of Sweden AB samt Martin Schreuder på Chalmers University of Technology
I samarbete med: Corvus, ABB, Echandia, Trident BMC, Consilium Safety, Stena Teknik, ForSea, Wallenius Marine, Destination Gotland, Transportstyrelsen och DNV.