Gefahren bei Elektroautos: Wie sicher sind E-Fahrzeuge?

Brände, Explosionen oder Stromschläge – das sind häufige Gefahren, die im Zusammenhang mit Elektromobilität genannt werden. Kommt es zu einem Unfall mit einem Elektroauto ist besondere Vorsicht geboten. Doch sind Elektroautos wirklich gefährlich oder gar gefährlicher als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren? Wir schauen uns die gesetzlichen Regelungen zur Zulassung von (Elektro-) Kraftfahrzeugen sowie die Gefahren bei Elektroautos genauer an und werfen einen Blick auf den Umgang damit im Fuhrparkmanagement.

Inhaltsverzeichnis:

• Zulassung von Kraftfahrzeugen: Technische Vorschriften
• Aufbau eines Elektroautos
• Gefahrenquellen bei Elektrofahrzeugen
  
  • Elektrisch
  • Thermisch
  • Chemisch
• Elektrofahrzeug gefährlicher als Fahrzeug mit Verbrennungsmotor?
• Elektrofahrzeuge im Unternehmen: Gefährdungsbeurteilung und Fahrerunterweisung
• Fahrerunterweisung für Elektrofahrzeuge – digital und sicher mit LapID

Im September 2020 wurden laut Kraftfahrt-Bundesamt über 21.000 Elektro-Pkw und 54.000 Hybrid-Fahrzeuge neu zugelassen. Das sind fast dreimal so viele Elektrofahrzeuge und doppelt so viele Hybride als noch zu Jahresbeginn. Bevor es zur Neuzulassung von Fahrzeugen kommt, müssen diese eine Reihe von gesetzlichen Sicherheitsanforderungen auf nationaler und internationaler Ebene erfüllen. Das ist unabhängig von der Antriebsart des Fahrzeugs.

Zulassung von Kraftfahrzeugen: Technische Vorschriften

Bereits seit Ende der 1950er Jahre wird an der Vereinheitlichung der technischen Gegebenheiten bei Kraftfahrzeugen gearbeitet. Unter dem sperrigen Titel „Übereinkommen über die Annahme einheitlicher Bedingungen für die Genehmigung der Ausrüstungsgegenstände und Teile von Kraftfahrzeugen (Motorfahrzeugen) und über die gegenseitige Anerkennung der Genehmigung“ brachte die UNECE (United Nations Economic Commission for Europe, dt. Wirtschaftskommission für Europa) in Genf viele Länder in Europa und darüber hinaus zusammen. Ziele der Harmonisierung technischer Gegebenheiten waren es, Schranken im Handel mit Kraftfahrzeugen abzubauen sowie sichere und umweltfreundliche Bauteile mit „vergleichbarem Erscheinungsbild“ (BMVI.de 2020, Internationale Harmonisierung der technischen Vorschriften für Kraftfahrzeuge) zu entwickeln. Seither werden die Vorgaben immer wieder ergänzt und weiterentwickelt. Aktuell umfasst die Vorschrift über 150 UN-Regelungen (BMVI.de 2020, UN-ECE-Reglungen) und dem Übereinkommen gehören über 50 Vertragsparteien an.

Auf EU-Ebene gilt heute die EG-Fahrzeuggenehmigungsverordnung (EG-FGV), welche drei europäische Rahmenrichtlinien vereint: die EG-Typengenehmigung, die EG-Kleinserien und die EG-Einzelgenehmigungen.

Auf nationaler Ebene sind für die Zulassung und Genehmigung von Kraftfahrzeugen zudem folgende Vorschriften relevant:

• Fahrzeug-Zulassungsverordnung (FZV): Die Zulassung für Fahrzeuge wird laut FZV nur dann erteilt, wenn für das Fahrzeug eine Typengenehmigung oder eine Einzelgenehmigung vorliegt.
• Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung (StVZO): Bezugnehmend auf internationale Vorschriften ist in der StVZO die Zulassung nationaler Genehmigungen für Sonderfahrzeuge, Einzel- und Kleinserien sowie Änderungen an schon zugelassenen Fahrzeugen und die regelmäßige technische Überwachung festgehalten.

Werden die genannten internationalen und nationalen Vorschriften eingehalten, erhalten Kraftfahrzeuge in der Regel ihre Genehmigung und Zulassung. Diese Regelungen gelten auch für Elektrofahrzeuge (Hybrid-Elektrofahrzeug, Batterie-Elektrofahrzeug, Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug). Hinzu kommen die Vorgaben der Elektrokleinstfahrzeuge-Verordnung (eKFV). Diese betreffen Kleinstfahrzeuge wie Roller, Scooter und Fahrräder mit elektrischem Antrieb. Daneben gibt es noch weitere Ausnahmeregelungen und Sondervorschriften rund um Elektrofahrzeuge, die vom Beratungsgremium der deutschen Bundesregierung zur Elektromobilität „Nationale Plattform Elektromobilität“ zusammengestellt wurden:

• UN-R 100 (Sicherheit von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb) mit ergänzenden Crash-Vorschriften UN R-12 (Lenkanlagen bei Unfallstößen), UN R-94 (Frontalaufprall) und R 95 (Seitenaufprall)
• Verordnung (EG) Nr. 79/2009 (Typgenehmigung von wasserstoffbetriebenen Kraftfahrzeugen): umfasst die Anforderungen an wasserstoffbetriebene Fahrzeuge (auch Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge)
• Verordnung (EG) Nr. 715/2007, UN-R83, UN-R101, UN-GTR15: elektrischer Energieverbrauch und Reichweiten bei u. a. Hybrid- und Batterie-Elektrofahrzeuge
• UN-R85 (Motorleistung): Regelungen zur Leistung elektrischer Antriebssysteme
• UN-R10 und UN-R12: Spezielle Anforderung bei Elektromobilität hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit sowie Symbole und Kontrolleinrichtungen
• EG-Typengenehmigungs-Geräuschvorschriften: Geräuschanforderung leiser Kraftfahrzeuge

Aufbau eines Elektroautos

Um Gefahrenquellen im Elektrofahrzeug identifizieren zu können, muss zunächst geklärt werden, wie der grobe Aufbau und der Energiegewinnungsprozess bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen aussehen.

Elektrofahrzeuge enthalten ein sogenanntes Hochvolt-Boardnetz, welches den größten Unterschied zu herkömmlichen Fahrzeugen darstellt. Hier werden alle Hochvolt-Komponenten wie die Batterie bzw. der Lithium-Ionen-Akku und der Spannungswandler vereint.

Der Akku ist wiederaufladbar und speichert die elektrische Energie. Der Strom, der über das Stromnetz bezogen wird, ist immer Wechselstrom. Die Batterie im Elektroauto kann allerdings nur Gleichstrom speichern. Aus diesem Grund muss der Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt werden. Das kann entweder über ein On-Board-Ladegerät im Fahrzeug (AC-Laden, AC für Alternating Current) erfolgen oder der Strom wird direkt in der Ladestation umgewandelt (DC-Laden, DC für Direct Current) und lädt anschließend die Batterie des Elektroautos. Je nach Ladeart gibt es unterschiedliche Steckertypen.

Die im Akku gespeicherte elektrische Energie wird vom Elektromotor in mechanische Energie umgewandelt, um das Fahrzeug in Bewegung setzen zu können. Die dabei vorherrschenden Spannungen können bis zu 1.500 Volt betragen. Aus diesem Grund müssen alle Hochvoltkomponenten „eigensicher“ sein. Kommt es beispielsweise zu Beschädigungen des Systems in Folge eines Unfalls, wird der Stromfluss zwischen Batterie und den anderen Hochvoltkomponenten getrennt. So wird ein vollständiger Berührungs- und Lichtbogenschutz gewährleistet.

Zudem sind alle Hochvoltkomponenten und -kabel im Fahrzeug orangefarben gekennzeichnet und somit auf den ersten Blick erkennbar. Diese sollten keinesfalls berührt werden! Das sollte im Falle einer Panne oder eines Unfalls dem Fachmann überlassen werden. Zusätzlich befinden sich noch Hinweise am Armaturenbrett und in der Betriebsanleitung.

Gefahrenquellen bei Elektrofahrzeugen

Grundsätzlich lassen sich drei Arten von Gefahren bei einem Elektroauto ausfindig machen:

• Elektrisch
• Thermisch
• Chemisch

Elektrisch

Eine der bereits angesprochenen elektrischen Gefahren sind Störlichtbögen. Dabei handelt es sich um Lichtbögen, welche durch einen Spannungsüberschlag zwischen elektrischen Anlageteilen entstehen. Ein Beispiel dafür wäre, wenn die Leitungen nicht ausreichend isoliert sind. Werden unter Spannung stehende Teile berührt, kann das zu Herzrhythmusstörungen, Herzkammerflimmern oder gar zu einem tödlichen elektrischen Schlag führen. Auch geringe Stromstärken können bereits gefährlich werden und Atemnot oder innere Verbrennungen durch die Wärmeentwicklung hervorrufen. Die Lichtbögen können zudem Brände herbeiführen - ebenso wie ein überhitzter Akku.

Thermisch

Thermische Gefahren stehen immer in Verbindung mit Temperaturveränderungen. Die größte thermische Gefahr beim Elektroauto ist der sogenannte „Thermal Runway“. Dabei „geht der Akku durch“. Bei einer Erhitzung von über 120 Grad Celsius kann der Akku sich selbst entzünden und so Brände oder Explosionen herbeiführen. Das kann vorkommen, wenn die Antriebsbatterie bei einem Unfall stark verformt wird. Beim Überladen des Akkus und Überhitzung der Elektrodenisolation kann zudem ein Kurzschluss entstehen.

Chemisch

Da Batterien bekanntermaßen hochentzündliche Flüssigkeiten und Gase enthalten, gibt es bei Elektroautos auch chemische Gefahren. Wird der Lithium-Ionen-Akku mechanisch beschädigt, können diese Stoffe freigesetzt werden. Das passiert, wenn die Akkuhülle bei einem Brand zerstört wird oder hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Die austretenden Gase, beispielsweise Methan oder Propan, reagieren dann mit Sauerstoff und entzünden sich. Solche Brände sind nur schwer zu löschen. Autohersteller und die Feuerwehr geben an, dass diese Brände nur mit großen Wassermengen gelöscht werden können. Auch bei Überhitzung des Akkus können chemische Reaktionen ausgelöst werden.

Elektrofahrzeug gefährlicher als Fahrzeug mit Verbrennungsmotor?

Auch wenn sich die aufgeführten Gefahren dramatisch anhören, sind die Gefahren, die von einem Elektroauto ausgehen, nicht schlimmer als Gefahren bei Fahrzeugen mit herkömmlichen Antrieben. Im Gegenteil: Im Gespräch mit dem ADAC macht die Arbeitsgemeinschaft der Leiter der Berufsfeuerwehren und des Deutschen Feuerwehrverbandes klar, dass die Gefährdungen bei einem Kraftfahrzeug nicht von ihrer Antriebsart abhängen, sondern von den im Fahrzeug verbauten Teilen – insbesondere Kunststoffteilen. Stoffe, die bei einer defekten Batterie austreten und sich entzünden können, gibt es auch bei Verbrennern. Die großen Mengen an austretendem Kraftstoff sind ebenfalls entzündlich und somit nicht weniger gefährlich als Batterieflüssigkeiten bei Elektrofahrzeugen. In Deutschland stehen jährlich etwa 20.000 Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor nach einem Unfall in Flammen. Die sich dabei entwickelnden Rauchgase sind bei beiden Fahrzeugarten gleichermaßen gesundheitsschädlich.

Die bereits erwähnte Eigensicherheit der Hochvoltkomponenten sorgt beim Elektroauto zudem dafür, dass der Stromfluss bei einer Beschädigung sofort unterbrochen wird. Nach einem Unfall ist es also aufgrund der technischen Vorkehrungen sehr unwahrscheinlich, dass das Fahrzeug unter Strom steht. Hinzu kommt eine Reihe von Crashtests, die die Sicherheit von (Elektro-) Fahrzeugen überprüfen. Bei einem Crashtest des ADAC wurden der normale VW up! und der VW e-up! getestet. Dabei lagen beide Fahrzeuge in Sachen Sicherheit gleich auf.

Unabhängig von der Antriebsart ist jedoch wichtig, dass Sie sich als Fahrer keinesfalls selbst an die Bergung des Fahrzeugs begeben. Sofern Sie alle notwendigen Schritte bei einem Unfall durchgeführt haben, entfernen Sie sich vom Fahrzeug und lassen Sie beispielsweise Brände von den Profis löschen. Für die ist es zudem hilfreich, wenn Sie schnell wissen, wie das Unfallfahrzeug technisch aufgebaut ist. Eine Rettungskarte ist daher unabdingbar und kann Leben retten.

Elektrofahrzeuge im Unternehmen: Gefährdungsbeurteilung und Fahrerunterweisung

Wie die zuvor aufgelisteten Informationen zeigen, sind die Gefährdungen bei einem Elektroauto nicht größer als bei einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor. Sie sind jedoch anders. Aus diesem Grund müssen Sie zunächst Ihre Gefährdungsbeurteilung für das Arbeitsmittel „Fahrzeug“ prüfen und gegebenenfalls erweitern. Das Unternehmen muss gemäß Arbeitsschutzgesetz Gefahrenquellen im Unternehmen ermitteln und geeignete Schutzmaßnahmen treffen. Dies wird in der Gefährdungsbeurteilung je Arbeitsplatz bzw. Arbeitsmittel festgehalten.

Auf Basis der Gefährdungsbeurteilung wiederum werden die Inhalte der Fahrerunterweisung nach UVV erstellt. Auch hier ist eine Ergänzung notwendig, wenn Elektroautos dienstlich genutzt werden.

Weitere Informationen zur Gefährdungsbeurteilung bei Elektrofahrzeugen finden Sie im Überblick von Gastautor und Rechtsanwalt Lutz D. Fischer.

Fahrerunterweisung für Elektrofahrzeuge – digital und sicher mit LapID

LapID bietet für die Durchführung der Fahrerunterweisung eine E-Learning Lösung an, bei der Ihre Fahrer die Unterweisungsinhalte am eigenen Arbeitsplatz oder im Homeoffice durcharbeiten können. Die Inhalte sind in Lektionen aufgeteilt und können nach individuellem Lerntempo bearbeitet werden. Für Dienstwagenfahrer von Elektroautos bietet LapID ein Extramodul an. Der Fahrer lernt dabei unter anderem, wie er sich im Falle einer Panne oder eines Unfalls mit dem Elektroauto verhalten muss und erhält Tipps zum Ladevorgang auf der Arbeit oder zu Hause.