Возгорания электромобилей
Новая потенциальная проблема

 
 
 
 

Об электромобилях мы слышим, в основном, хорошее: мол, и воздух они не загрязняют, и в обслуживании проще, но в последнее время все чаще привлекает внимание один существенный недостаток: пожароопасность. Как же так: ведь в электромобиле нет топлива, а значит он должен быть безопаснее обычной машины? С этой точки зрения − да. Но практика показывает, что электромобили иногда возгораются без видимых причин, а тушить их − гораздо сложнее, чем обычные автомобили.

   
  auto rezerves daļas, автозапчасти, авто запчасти, elektromobilis, электромобиль, Inter Cars, car-use.lv, ic24.lv, intercars.lv
   
 

На первый взгляд, одна вещь может показаться странной. При возгорании электромобиля, если из него не нужно помогать выбраться пассажирам, спасатели стараются лишний раз не приближаться к горящему транспортному средству. Ждут, пока само потухнет. Почему? У спасателей есть ряд вопросов, без гарантированных ответов на которые они рискуют сами повергнуться серьезной опасности.

Что важно знать

Поврежден аккумулятор, или нет? Где проходят силовые кабели? Ситуация усугубляется тем, что сегодня еще нет единого стандарта по постройке электромобилей. Производители экспериментируют с конструкцией, которая от модели к модели может существенно отличаться. С обычной машиной все проще: понятно, где двигатель, где топливный бак, и т.д. У электромобилей же могут быть разные типы батарей, а силовые кабели могут проходить где угодно. В частности, последний фактор затрудняет использование специнструментов для извлечения пострадавших.          

Перекусив силовой кабель под напряжением, есть риск поражения постоянным током в 365 Вольт, в то время, как уже 120 Вольт для человека опасны. Иными словами, пожарным и спасателям для эффективной работы иногда просто не хватает важной информации. К счастью, сегодня по этому вопросу уже принимаются меры, и разрабатываются методики тушения электромобилей и их вскрытия после ДТП.
   
  auto rezerves daļas, автозапчасти, авто запчасти, elektromobilis, электромобиль, Inter Cars, car-use.lv, ic24.lv, intercars.lv
 

Горят электромобили жарко, потушить их − сложнее, чем обычный автомобиль, к тому существует риск повторного возгорания, причем − неоднократного. В Америке, где достаточно много электромобилей Tesla, произошло несколько достаточно нашумевших фактов возгорания этих машин по разным причинам. И в каждом случае пожарным приходилось основательно потрудиться, чтобы потушить электромобль.

   
 

Чего никто не ждет?

В авариях электромобилей существует проблема, о которой пока знают далеко не все: повторное возгорание без видимых причин спустя значительное время после аварии. Уже не раз бывало так, что сгоревший, потушенный и отвезенный на свалку электромобиль сам по себе снова загорался, причем − достаточно хорошо. Иногда это происходило через несколько дней, а в некоторых случаях − и не один раз. Почему?

Причиной тому служит конструкция батареи. Например, в ячейках литий-ионного аккумулятора анод и катод обычно разделяется лишь тонкой перегородкой (сепаратором) из пористого полимерного материала. В результате аварии в этой перегородке появляются трещины, что может через некоторое время спровоцировать замыкание с последующим нагревом до очень высокой температуры – 600...900°C.

Как тушить

В первую очередь для тушения и профилактики повторного самовозгорания батареи ее нужно быстро и эффективно охладить. Лучше всего это сделать путем заливки большим количеством воды. Однако, быстрое охлаждение батареи затрудняется тем, что она инкапсулирована  − то есть, заключена в оболочку, при этом ячейки перегреваются изнутри, путем цепной реакции, выделяя огромное количество тепла.    

Особенно плохо обстоит дело с батареями, у которых катоды выполнены из оксида кобальта. В таких аккумуляторах температура всего за минуту повышается почти на 400°C и продолжает расти, достигая запредельных показателей и вызывая взрыв. Причем даже после полного тушения энергии в ячейках, опять же, вполне может хватить для повторного возгорания. Учитывая все приведенные выше особенности, сегодня все чаще применяют так называемый "карантин": электромобиль помещают в контейнер с водой минимум на сутки, а лучше − больше.

Почему горит

Главная причина возгорания литий-ионных аккумуляторов − замыкание, возникающее из-за нескольких факторов:

■ механическое повреждение ячеек;

■ нарушение технологии производства: неровная нарезка электродов или попадание металлических частиц между анодом и катодом, что приводит к повреждению сепаратора;

■ прорастание цепочек лития через сепаратор. Такой эффект возникает, если ионы лития не успевают встроиться в кристалл анода при слишком быстрой зарядке или низкой температуре, а также если емкость активного материала катода превышает емкость анода.

Помимо внутреннего короткого замыкания существуют и другие причины самовозгорания: перегрев аккумулятора, неправильная зарядка/разрядка (превышение максимально допустимого напряжения, зарядка на высоких токах, слишком глубокая разрядка), и т.д. Но все эти причины приводят к одному результату: термическому разгону и разложению электролита при взаимодействии с электродами. Различаются только порядки вышеописанных реакций и их скорость.

Кстати, именно по причине возможности самовоспламенения аккумуляторов авиаперевозчики запрещают провоз внешних аккумуляторов (power-banks), ноутбуков, и прочих гаджетов с батареями в багаже, только в ручной клади. Причина проста: если что-то загорится в салоне − это можно увидеть и быстро потушить, а вот последствия пожара в багажном отсеке могут оказаться гораздо хуже.
   
  auto rezerves daļas, автозапчасти, авто запчасти, elektromobilis, электромобиль, Inter Cars, car-use.lv, ic24.lv, intercars.lv
 

Самый надежный способ потушить электромобиль и перестраховаться от повторного возгорания − поместить машину в наполненный водой контейнер. На фото одна немецкая компания, изготавливающая такие контейнеры, демонстрирует, как это работает: машину затягивают внутрь, задний борт зарывается герметично, после чего контейнер наполняют водой.

   
 

Защита от возгорания

Естественно, серьезные производители аккумуляторов осознают возможность самовозгорания, а потому перестраховываются. Чем больше и мощнее аккумулятор, тем больше степеней защиты он содержит. Одним из видов защиты от небольшого короткого замыкания является пористый сепаратор, который при локальном повышении температуры становится непроницаемым и препятствует, к примеру, дальнейшему росту дендритов внутри аккумулятора. Но иногда температура повышается слишком быстро, и сепаратор просто плавится, в результате чего анод соприкасается с катодом.

Также аккумуляторы оборудованы предохранителями и клапанами, которые при повышении давления и температуры внутри либо отключают электроды от цепи, либо способствуют выходу наружу скопившегося газа. В последнем случае, так как газы легковоспламеняющиеся, при контакте с кислородом снаружи возникает пламя.

Пример действия защитных клапанов можно было наблюдать при аварии с участием автомобиля Тесла Model S, где аккумулятор был пробит на ходу валявшейся на дороге железякой. Так как клапаны аккумуляторов были направлены вниз на асфальт и отдельные блоки были хорошо изолированы друг от друга, сгорела лишь передняя часть аккумулятора. К слову, после нескольких таких случаев компания Tesla начала устанавливать снизу мощную защиту от механических повреждений.

На существующих технологиях разработчики аккумуляторов не останавливаются. Сегодня достаточно большие надежды возлагаются на твердотельные батареи, в которых электролит заменен твердым керамическим материалом. Однако доступность этой технологии прогнозируют не ранее, чем через пять лет. Пока же производители фокусируют внимание на минимизации проблем с литиевыми батареями, в частности − за счет корректировки программного обеспечения, способного отслеживать поведение батареи, и при необходимости принимать меры безопасности.

Что со всем этим делать

Актуальный вопрос: как обезопаситься владельцу электромобиля? Наверное, главное − стараться предусматривать возможность нехороших последствий. В частности, очень важно пользоваться качественными зарядными устройствами (см. врезку), поскольку во время зарядки уже тоже сгорело немало электромобилей.

Что делать, если пожар начался на ходу? Или даже не пожар, а просто запахло паленым и пошел дым? Наверное, самым разумным будет остановиться, выключить машину, отбежать от нее на безопасное расстояние и вызвать пожарных. А пока они едут − предпринять необходимые меры, чтобы к потенциально опасному транспортному средству никто не приближался. К счастью, электромобиль, как правило, мгновенно не вспыхивает, и выбраться вполне можно успеть.

Стоит ли пытаться потушить самостоятельно? Специалисты категорически не советуют этого делать. Конечно, если что-то замкнуло и задымилось во второстепенной проводке, то шансы потушить есть, если же очагом воспламенения является тяговая батарея − то шансов нет. Электромобили горят очень жарко. Как-то в США, чтобы потушить загоревшуюся Tesla, приехало пять пожарных машин, и тридцать пять пожарных в конце-концов кое-как справились с нелегкой задачей. Автовладельцу же в стрессовой ситуации пытаться определить, что именно задымилось − очень рискованно. Конечно, электромобиль − штука недешевая, жалко потерять, но здоровье и жизнь дороже, а потому лучше покинуть транспортное средство.

И последний важный вопрос: как часто горят электромобили? К счастью − не часто. Статистики пока не много, но та, что есть, говорит, что электрические транспортные средства самовозгораются в 11 раз реже, чем автомобили с ДВС. Иначе говоря, не все так страшно, но все равно стоит быть начеку. Как говорится, предупрежден − значит, вооружен.

   
 
 

Что важно в зарядке

   
  Сегодня в Интернете можно найти что-угодно. К сожалению, не всегда качество этого "чего-угодно" отвечает должным требованиям, и порой последствия этого обходятся дорого. Как-то владелец Ford Focus Electric, когда вышло из строя оригинальное зарядное устройство, купил в Интернете другое.
   
  auto rezerves daļas, автозапчасти, авто запчасти, elektromobilis, электромобиль, Inter Cars, car-use.lv, ic24.lv, intercars.lv
   
 

Как выяснилось впоследствии, зарядное устройство оказалось без предохранителя от перегрева. Вкупе со слабой проводкой и смотанным удлинителем, что является серьезным нарушением правил подключения, это привело к тому, что автомобиль полностью сгорел.

   
  auto rezerves daļas, автозапчасти, авто запчасти, elektromobilis, электромобиль, Inter Cars, car-use.lv, ic24.lv, intercars.lv
   
 

Вообще, крайне желательно, чтобы зарядное устройство было сертифицированным. Как известно, существует три типа зарядных устройств: так называемые медленные или обычные (предел мощности − 2,5...3 кВт, заряжают электромобиль за сутки), ускоренные (3-фазный переменный ток, 4,6...43 кВт, способные зарядить машину за несколько часов) и специальные станции постоянного тока (50...120 кВт), способные зарядить аккумулятор за считанные минуты. Известный формат "80% за 15 минут" − это как раз из этой серии.    

Чем мощнее зарядное устройство − тем выше к нему требования. В Европе существует стандарт EV Ready, но производители электромобилей вводят также дополнительные стандарты для зарядных устройств. Упрощенно говоря, чем мощнее устройство, тем важнее, чтобы зарядка и электромобиль обменивались данными.

Необходимо понимать, насколько стабильным является напряжение, какова оптимальная температура проводников и т.д. Серьезные производители зарядных устройств обмениваются информацией с производителями электромобилей, а потому продукция отвечает определенным требованиям. Что же касается некоторых аналогов не вполне понятного происхождения, то несоблюдение требований или банальная экономия на предохранителях вполне могут привести к тому, что видно на фото.
   
  auto rezerves daļas, автозапчасти, авто запчасти, elektromobilis, электромобиль, Inter Cars, car-use.lv, ic24.lv, intercars.lv
   
 
 
 
 
 

sagatavots / подготовлено brauc.com; car-use.lv ®