Пожежна безпека електрокарів: факти та міфи

Одне з найпоширеніших застережень щодо електромобілів – їхня нібито пожежонебезпека. Однак у порівнянні з двигунами внутрішнього згоряння вони демонструють досить хороші показники. Ось найпоширеніші запитання та відповіді на них про пожежонебезпеку електромобілів.

Чи горять електромобілі частіше, ніж двигуни внутрішнього згоряння?

Наявні дані свідчать про те, що електромобілі з акумуляторними батареями (BEV) спалахують рідше, ніж автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння. Дані з Норвегії показують, що в період з 2016 по березень 2022 року на частку BEV припадало лише 2,3% автомобільних пожеж порівняно з 8,9% від загальної кількості транспортних засобів. Інші статистичні дані також вказують на подібну тенденцію, наприклад, дані Німецької страхової асоціації (GDV), уряду Швеції та Міністерства оборони Австралії. Однак електромобілі в середньому значно молодші за парк автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння, що може призвести до незначного викривлення даних.

Як електромобілі захищені від пожеж?

Електромобілі мають кілька систем безпеки. Регламент ECE R 100 визначає мінімальні вимоги до акумулятора і всієї системи електроприводу. Наприклад, прописані різні вібраційні, ударні та теплові випробування. Також передбачено захист від короткого замикання, перезарядки або розрядки і перегріву. Існує безліч технічних заходів для виконання всіх цих вимог. Наприклад, система управління батареєю (BMS) постійно контролює струм, напругу і температуру елементів батареї. У співпраці з системою терморегулювання вона регулює температуру батареї за допомогою повітряного або рідинного охолодження. Якщо все ж виникають проблеми, BMS реагує автоматичним вимкненням, наприклад, у разі перенапруги або недонапруги, надмірного струму, надмірної температури або перекидання автомобіля. Існують також конструктивні захисні пристрої, такі як теплові екрани, вентиляційні отвори та захист акумулятора від механічних впливів.

Які найпоширеніші причини пожеж в електромобілях?

Існує цілий ряд причин пожеж у двигунах внутрішнього згоряння: починаючи від витоків у паливній системі та електричних несправностей і закінчуючи паркуванням з гарячим каталізатором на сухій літній галявині. В електромобілях причиною є майже виключно проблеми з акумулятором. Вони викликані надмірним тепловим, електричним або механічним навантаженням на елементи акумулятора. Серед можливих причин – механічні пошкодження, спричинені дорожньо-транспортними пригодами або несправності в системі управління акумулятором. Зовнішня пожежа також може спричинити тепловий розряд системи зберігання енергії.

Що таке тепловий розряд?

Якщо елемент акумулятора перегрівається через зовнішні або внутрішні причини, виникає ризик теплового розряду. Елемент загоряється, вогонь поширюється на сусідні елементи, весь акумулятор швидко згорає, а іноді навіть вибухає під тиском. Інша проблема полягає в тому, що всі елементи, необхідні для загоряння, присутні в корпусі: електроліт, який хімічно споріднений з бензином, графіт на аноді, який віддалено схожий на деревне вугілля, і сепаратор, який часто виготовлений з органічного матеріалу. З електродів також виділяються кисневмісні сполуки. Вогонь підживлює сам себе і до нього важко дістатися ззовні через великий корпус акумулятора, що ускладнює гасіння. Ці факти, ймовірно, зробили значний внесок у міфи про пожежі електромобілів.

Чи горять електромобілі гарячіше або довше, ніж двигуни внутрішнього згоряння?

Більшість теплової енергії, що виділяється під час пожежі в автомобілі, не надходить від системи зберігання енергії. Натомість на шини, пластикову обшивку та тканини припадає більша частина пожежного навантаження. Електромобілі та двигуни внутрішнього згоряння порівнянного розміру майже не відрізняються в цьому відношенні. Пожежі в акумуляторних електромобілях і двигунах внутрішнього згоряння також схожі за загальною кількістю тепла, що виділяється, і максимальною температурою, згідно з документами Національної організації з водневих технологій і технологій паливних елементів (NOW).

Чи виробляє вогонь електромобіля більше забруднюючих речовин, ніж вогонь двигуна внутрішнього згоряння?

Вплив на навколишнє середовище відрізняється, принаймні з точки зору речовин, що викидаються. За даними NOW, нікель, кобальт, літій, марганець і фтористий водень можуть потрапляти у стічні води у вищих концентраціях при гасінні батареї, що горить, ніж у транспортних засобах з двигуном внутрішнього згоряння. Однак у воді для гасіння автомобілів з двигуном внутрішнього згоряння можна виявити вищі концентрації свинцю, поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАУ) і летких органічних сполук (ЛОС). Концентрація перфторованих і поліфторованих алкільних речовин (PFAS) – нерозкладних «вічних хімікатів» – у стічних водах також в чотири рази вища.

Чи є відмінності між типами батарей з точки зору пожежної безпеки?

В принципі, всі типи елементів, що використовуються в автомобілях, є безпечними. Особливо безпечними вважаються літій-залізо-фосфатні елементи (LFP), в яких катодний матеріал має вищу термостійкість, ніж елементи на основі нікелю (NMC, NCA). LFP-елементи дешевші і менш потужні, ніж нікелеві, і тому все частіше використовуються в невеликих автомобілях і, зокрема, в комерційних транспортних засобах. Натрій-іонні батареї, ймовірно, ще безпечніші, але вони наразі не використовуються в Європі. Справжні твердотільні батареї, ймовірно, дуже важко підпалити – відсутність легкозаймистого рідкого електроліту сама по собі повинна ще більше підвищити рівень безпеки. Наступне стосується всіх сучасних типів елементів: ризик теплового розряду є найвищим, коли вони повністю заряджені, і значно нижчим, коли вони менш заряджені. З цієї причини під час транспортування кораблем батареї заряджають лише на чверть їхньої ємності.

Як гасять електромобілі, що горять?

Як і у випадку з автомобілями внутрішнього згоряння, пожежники використовують воду для гасіння та охолодження вогню. Оскільки вона може горіти всередині корпусу акумулятора, пожежникам доводиться адаптувати свою стратегію до пожеж на електромобілях. Для подачі вогнегасної речовини всередину акумуляторної батареї використовуються спеціальні вогнегасні стволи або вогнегасні лази. Після гасіння необхідний постійний моніторинг температури, оскільки акумулятор може знову загорітися. Тому транспортні засоби передаються буксирувальникам тільки після щонайменше 30 хвилин спостереження. З міркувань безпеки електромобілі мають бути поміщені на карантин на випадок, якщо пожежа спалахне знову.