Батарея Пандоры — почему так сильно горят Tesla и другие электромобили

April 27, 2021 22:36
Батарея Пандоры — почему так сильно горят Tesla и другие электромобили

В новостях с пугающей частотой мелькают сообщения о возгорании электрокаров. Какие разработки ведутся для предупреждения инцидентов рассказывает данная статья.

Как вести себя при воспламенении электрокара, ведь сила горения, токсичные газы и возможность рецидива требуют вмешательства пожарных, которые пока не распологают средствами борьбы с огнем, вызванным коротким замыканием батареи. Существует ли возможность предупредить воспламенение, насколько серьезна данная проблема.

Что делать если у вас загорелся электрокар

Если у вас в дороге загорелся электрокар или появились первые признаки его воспламенения, то следует,  действовать  алгоритму.

В первую очередь следует остановить электрокар. Конечно, этот пункт актуален в случае, если речь идет о простом возгорании, а не о пожаре  в результате ДТП.

После этого нужно оперативно покинуть салон машины и помочь другим пассажирам выйти из автомобиля. Следует это сделать  как можно быстрее. Поскольку в интернете сообщается о  ряде случаев, когда е-мобили запирали владельца в момент возгорания.

Например, в этом году в Майями, Tesla model S убила своего 18–летнего владельца, заперев его в салоне во время пожара. Дело в том, что при движении автомобиля ручки отпирания и запирания дверей в данной модели скрыты, но при ДТП они выезжают и все двери автоматически отпираются. Но в данной ситуации этого не произошло, и водитель не смог покинуть автомобиль. В результате он сгорел в салоне, несмотря на безуспешные попытки  спасателей помочь.

- После этого, если возгорания не значительно и не угрожает, вам поставить автомобиль на стояночный тормоз. 

- Обозначить автомобиль знаком аварийной остановки.

- Вызвать МЧС.

- В завершении, покинуть опасную зону у электрокара.

В отличие от бензинового автомобиля заниматься тушением даже незначительного возгорания  не рекомендуется,это может быть опасно для здоровья и жизни.

APS

Почему нельзя тушить e-мобиль самостоятельно 

В отличие от традиционных автомобилей попытки затушить электромобиль даже порошковым огнетушителем вряд ли увенчаются успехом.

Поскольку для того чтобы погасить пламя, которое охватило литиево-ионный аккумулятор, потребуется " не менее 18 кубов воды" так указано в инструкции по тушению автомобиля Tesla. Кроме того,  литий является щелочным металлом, он интенсивно реагирует с водой и даже ее парами в воздухе. поэтому тушить батарею обычными средствами в том числе и водой бесполезно.

В подтверждение следует привести случай, когда партия из 16 гибридов  Fisker Karma во время урагана Сенди не только утонула, но и сгорела. Дело в том, что морская вода вызвала короткое замыкание, а сильный ветер раздул пламя.

APS

Первый случай возгорания электромобили произошел на воде, а точнее, на пароме в 2010 году. Попытка подзарядить аккумулятор Nissan Qashkai Futture EV, который владелец вез из Норвегии с целью продажи закончилась пожаром. Причиной послужило то, что продавец использовал обычный удлинитель, а не идущий в комплекте с электрокаром, что привело к короткому замыканию.

Аккумуляторы  выделяют при горении огромное количество тепла  а батарея е- мобиля состоит из множества таких литиево-ионных аккумуляторов, и перегрев одного может привести к воспламенению всех остальных. Поэтому  автопроизводители оснащают батареи жидкостным охлаждением. Но если произойдет сбой в системе, то перегрева не избежать.  

Литиево-ионный аккумулятор может не только воспламениться при коротком замыкании но и взорваься, достаточно вспомнить случаи с телефонами Galaxi Note 7 и понять всю опасность взрыва 540 кг аккумулятора Tesla. Поэтому  производители стараются решить эту проблему и дорабатывают конструкцию таким образом чтобы избежать при столкновении повреждения аккумулятора. Например, устанавливают огнестойкие перегородки , предохранители и газоотводящие клапаны. Компания General Motors даже провела курсы для первых владельцев гибрида Chevrolet Volt и пожарных, где рекомендовал в случае ДТП обесточить автомобиль.

APS

Пожарные не готовы тушить электромобили

Несмотря на старания производителей  пожарные так и не  научились эффективно справляться с возгоранием электромобилей. Например, польские пожарные открыто заявляют, что не способны справиться с возгоранием электромобиля. Последний случай с BMWi8, который полыхал так, что кузов превратился в лужу пластика, из которой выступала ходовая часть автомобиля, доказывает это. При этом пожарные все это аремя заливали е-кар противопожарными средствами. Но в итоге автомобиль сгорел, а пожарные еще несколько часов охлаждали батарею ,чтобы она снова не воспламенилась. Ведь такой автомобиль по сути становится бомбой замедленного дейсвтвия и может загореться через несколько часов. Его нельзя оставить на какой либо стоянке, поскольку он может поджечь находящиеся рядом автомобили.

APS

Кейсы тушения е-мобилей

Пожарные Нидерландов решили воспрос с вослпаменеиением батареи радикальным способом. Затушенный электромобиль они погружают в специальный контейнер, наполненный водой. Учитывая, что воды требуется не менее 11 тонн  то  это настоящий бассейн, который к месту возгорания транспортируется  на грузовом автомобиле. После того как контейнер доставлен, пожарные специальным краном поднимают то, что осталось от е-мобиля, и погружают в контейнер. Где литиево-ионная батарея охлаждается на протяжении нескольких часов. 

Этот метод они использовали, когда тушили автомобиль BMWi8 который начал дымится прямо в автосалоне. Прибывшие на место пожарные вместе со служащими диллерского центра выкатили автомобиль на улицу. После этого с помощью подъемного крана они поместили е-мобиль в "бассейн". Пожарные решили перестраховаться и электрокар провел в контейнере заполненным водой почти сутки.  

Но все это больше напоминает маркетинговый ход, чем реальную технологию. Поскольку специальное оборудование, которое применяется в данной ситуации,  требует серьезных затрат. Кроме того не решен вопрос с оперативным тушением  элетромобиля, который при горении  выделяет не только ядовитые вещества но и высокую температуру, которая может спровоцировать возгорание близьлежащих объектов и поэтому требует быстрой локализации. 

APS

Пожарные Скандинавии подошли к решению вопроса со свойственной потомкам викингов смекалкой. На место возгорания гибрида или элетрокара они доставляют специальный герметичный контейнер, которым накрывают автомобиль. Без доступа к кислороду пламя затухает, в это время на крышу контейнера они льют средсства пожаротушения.

Таким образом пожарные отводят тепло от поврежденного аккумулятора и снижают риск повторного воспламенения автомобиля. Вместе с тем  данный способ высокозатратен, поскольку транспортировка автомобиля в таком контейнере требует специального грузовика, а погрузка-крана. В настоящее время пожарная служба  ни одного из  государств не смогла предложить оперативного и эффективного способа тушения электромобилей. 

APS

Причины и случаи возгорание электромобилей и гибридов  

Основная причина возгорания  электрокара - это короткое замыкание литиево-ионного аккумулятора которое приводит к перегреву батареи. При достижении высокой температуры проводящий защитный слой анода начинает разрушаться. В результате литий вступает в реакцию с электролитом выделяется метан и другие газы. Теипература и давление растет, и когда достигает определенного уровня выделяется кислород это еще больше повышает  температуру и происходит возгорание. 

Причины вызвавшие короткое замыкание, могут быть разными.  Первый случай возгорания электромобиля был  зафиксирован в 2012 году. Воспламенился   припаркованный в гараже седан Fisker Karma,  пламя быстро перекинулось на другие  автомобили и частный дом.  Пожарные тогда не смогли спасти гибрид и имущество владельца. Причина вогорания тогда не была выяснена но следующий инцидент с этой моделью  произошел по вине охлаждающего вентилятора, который престал функционировать, что привело к короткому замыканию.

Гибрид, который по праву мог составить конкуренцию Tesla ModelS, если бы не проблемы связанные с утечкой охлаждающей жидкости, получил сокрушительный удар, от которого так и не смог оправиться.

APS

Приход на рынок автомобилей Tesla также ознаменовала серия пожаров. Первый случай произошел в 2013 году. Двигавшийся на полной скорости Model S  налетел днищем на деталь от прицепа, которая повредила корпус батареи. Предупрежденный бортовыми системами владелец успел покинуть автомобиль, и через минуту поврежденная  батарея вспыхнула. В результате машина сгорела полностью, пожарные так и не смогли ее спасти.

Коментируя действия пожарных Илон Маск  заявил, что причиной того, что пожарные не смогли справиться с огнем  являются их неосторожные действия, которые привели к вскрытию кузова и вызвали усиление пламени под воздействием кислорода.   После инцидента разработчики Tesla изменили пневматическую подвеску так,  чтобы увеличить клиренс, а также защитили батарею титановой плитой.

APS

Кроме препятствий на дорогах Tesla подстерегали еще и другие неприятности вызывающих возгорание литиево-ионных батарей. 
Через год Model S воспламенилась прямо на станции подзарядки. Еще один такой же инцидент был зафиксирован через несколько лет в Норвегии. 

Случай во Франции выявил неисправности в проводке, которая во время тестирования электрокара привела к возгоранию. Причиной как не странно послужил человеческий фактор, обжим проводки производил вопреки всему не робот, а человек.

APS

Воспламенение электромобиля это серьезный вызов для пожарных служб,  поскольку горящая батарея не только создает высокую температуру но и насыщает воздух вредными продуктами горения.

Например, для локализации пожара вызванного электромобилем Tesla в Австрии потребовалось бригада из 35 пожарный и 5 пожарных автомобилей. Машина въехала в отбойник и загорелась, пламя удалось потушить лишь после того, как  пожарные перерезали электропроводку. 

Через несколько месяцев сотрудник Apple сгорел, когда врезался в препятствие на кроссовере Model X. Пожарные потушили автомбиль, но тот через пару дней снова загорелся.

Чуть позже во  Флориде  подростки на Model S разбились о бетонную стену, от удара машина воспламенилась, из трех подростоко выжил только один.  

APS

Следует также вспомнить инцидент, который произошел на стоянке в пригороде Шанхая, когда автомобиль начал дымиться а потом произошел  взрыв батареи  е-мобиля пламя перекинулось на близь стоящие автомобили. Причиной возгорания послужил аккумулятор расположенный в передней части  батареи. 

Еще один случай был зафиксирован в Гонконге. Е-мобиль вспыхнул находясь на подзарядке. Не прошло и пару недель,  как подобный инцидент был зафиксирован во Флориде, когда ModelS вспыхнула на лужайке около дома. После это  авторопроизводитель полностью обновил программное обеспечение. 

Китайские производители  занимают первое место по производству электрокаров  но и они не без греха. Недавно компания NIO заявила о самовоспламенении своего е- мобиля в ремонтной мастерской. В ответ на это разработчики изменили настройки управления зарядом и температурой батареи.

APS

В России и СНГ

Недавно в Москве на МКАД Tesla врезался в грузовой автомобиль, в результате удара произошло возгорание автомобиля. Спасатели прибывшие на место аварии спасли трех человек и смогли потушить автомобиль.

Недавно в Минске загорелся гибрид Chevrolet Volt. Причина-неиспрпавная проводка. Но к счастью обошлось без воспламенеия батареи и выгорел только капот машины. По словам владельца ему позвонила жена и сообщила, что из под капота валит дым, Прибыв на место, он воспользовался двумя огнетушителями, но так и не смог затушить пламя, рвущееся из под капота. Приехавшая через семь минут бригада МЧС локализовала пожар.

На Украине владелец электромобиля Focus Electrik использовал нестандартное зарядное устройство в результате произошло воспламенение и автомобиль полностью сгорел.

APS

Насколько серьезна данная проблема

По словам экспертов  элктрокары и гибриды горят реже чем автомобили с безиновыми двигаетелями. В большинстве случаев возгорание происходит при сильном ударе, в такой ситуации и бензиновый автомобиль может воспламениться, особенно если бак его полупустой.

При этом  возгорание литиево-ионного аккумулятора происходит гораздо медленнее бензинового аналога и пассажиры могут покинуть автомобиль в большинстве случаев целыми и невредимыми. Вместе с тем, горящий аккумулятор выделяет гораздо больше тепла и его сложно потушить и охладить, чтобы он потом не воспламенился. 

APS

Меры по предотвращению возгораний

Пока еще не одного отзыва электрокаров по причине воспламенения батареи не было зафиксировано. Если производители бензиновых моделей в случае массоовых выходов из строя отзывают всю партию автомобилей, то единственными мерами,  которые предпренимали автопроизводители электрокаров являлись доработка программного обеспечения или изменения конструкции для повышения защиты батареи.

APS

Вывод и выход из ситуации

На данный момент технология литиево-ионных батарей наиболее эффективна для использования в е-мобилях. При этом элементы, входящие в состав батарей, весьма чувствительны к перепадам температур и повреждениям компонентов. Поэтому  иногда они перегреваются, а компаниям  пока  сложно разаработать элемент одновремено  емкий, долговечный  и безопасный.

Основная причина возгорания аккумулятора-это короткое замыкание, возникающее в связи:

-повреждением ячеек в результате удара, в случае ДТП либо удара о препятствие;

-некачественное производство и сборка(неровная нарезка элетродов или попадание металических частиц между анаодом и катодом); 

-прорастанием цепочек лития через сепаратор, случается при слишком быстрой зарядке как в инцидентах при воспламенении электрокаров на зарядных станциях;

-перегрева аккумулятора по причне высокой температуры окружающей среды; 

-неправильной зарядкаи и разрядка батареи (превышение масимально допустимого напряжения, зарядка на высоких токах или слишком большая зарядка).

APS

Сейчас производители электрокаров старються решить данный впорос разработкой твердотельных батарей. В которых горючий электролит заменен твердым керамическим материалом. К сожалению данные устройства могут лишь появиться только через пять лет.

Компаниям, производящим электромбили, пока остается для предотвращения возгорания батарей, проводить периодическую доработку программного обеспечения, которое отслеживает работу батареи и при необходимости принимает меры по предупреждению воспламенения.