Электромобили в огне и принятие ванн

Наверное ни одна дискуссия на тему электромобилей и их будущего не обходится без упоминания аргумента, что электромобили (вернее их аккумуляторы) если уж горят, то горят как свечки.

Так ли это и насколько безопасны электромобили, попробуем разобраться.
А для начала пара историй с заголовками и разоблачениями пояснениями:

Лирическое отступление: статья навеяна темой Современное автомобилестроение. Электромобили — срыв покровов ^[1] уважаемого kababok ^[2] и является ее дополнением/расширением.

Так же ее можно считать развернутым ответом на комментарий ^[3]от Igor_O ^[4] к другой статье ^[5]

Оглавление

• Эффектное пожарище ^[6]
• А что говорит ADAC? ^[7]
• А что говорят пожарные? ^[8]
• А что, двс автомобили не горят ^[9]
• Какие из всего этого выводы? ^[10]

«Эффектное пожарище», «автовоз с электроавтомобилями полностью сгорел»

Немец сгорел в Тесле Огонь усилился из-за батареи?

Картинка

Что произошло:По не установленной причине, водитель потерял управление и влетел в разделительные планки. Тесла перевернулась и загорелась. Ускорила ли батарея огонь — не понятно. Сначала пожарные подозревали, что таки усилила, потом удалили это замечание с фейсбука. Но судя по тому, что автомобиль лежит колесами вверх и то как он горит ^[11]без помощи батареи тут не обошлось.

Сгорел в электромобиле: родители убитого подростка подали в суд на Теслу

Картинка

Что произошло: водитель(18) летел под 140 там, где можно было только 40. И на обгоне влетел в стену. Пишут, что литий-ионная батарея автомобиля загорелась дважды после того, как пожарные потушили огонь. Один раз, когда автомобиль был погружен, чтобы удалить его с места происшествия, и второй раз уже на парковке.

Да уж, картинки и заголовки что называется устрашающие (а что еще от BILDа ожидать), но давайте разбираться, как обстаят дела на самом деле. И для начала спросим:

А что говорит ADAC?

А ADAC говорит ^[12] что (далее цитата, но не дословная):

Риск пожара сравнительно низок, так как нынешние электромобили в случае аварии так же безопасны, как и обычные, а высоковольтная система обычно отключается после аварии при срабатывании подушки безопасности.

Критическим может стать случай, если защита аккумулятора повреждена в результате аварии. В этом случае элементы в батарее могут «протечь», что может вызвать «Thermal Runaway": тогда батарею очень сложно потушить.

ADAC провел сравнение VW e-up! с нормальным VW up! ^[13]которое показало, что в краш-тестах обе машины набирают по 5 звезд.
Отмечу только, что аккумулятор в VW e-up! был усилен рамой, что естественно придает необходимую жесткость, но также добавляет около 250 кг веса. Что естественно не добавляет ходу VW e-up!

В конце ADAC отмечает, что

При боковом и полюсном ударе никаких опасных деформаций на корпусе батареи зафиксировано не было.

Боковой удар с помощью тарана и сваи имеют особое значение для современных электромобилей. Т.к. пространство для деформации автомобиля сбоку меньше, чем сзади или спереди, то в этом случае боковой удар является слабой точкой электромобиля...

Тут необходимо учитывать, что в краш-тестах боковой удар наносится тараном со скоростью 50 км/ч, удар сваей — 34 км/ч. О масштабах и риске деформации на более высоких скоростях не дают никакой информации.

А что говорят пожарные?

А пожарные говорят ^[14], что

Горящую батарею можно только охлаждать, охлаждать и охлаждать. В течение нескольких часов, а может и дней…

В течение нескольких часов, а может и дней…

Для Tesla Model S для этого до требуется 11 000 литров воды, (по словам самого производителя
(замечание от меня — ссылки на эти данные я не нашел, приходится верить на слово корреспонденту/пожарному).
Обычно пожарная машина несет от 1500 до 2000 литров воды. Этого хватает пожарной команде, что бы потушить автомобиль с двс или пожар в доме.

В случае аварии, подход к электромобилям принципиально не отличаются от подхода к двс, необходимо:

• Перевести систему в безопасное состояние.
• Защитить автомобиль от скатывания.(что бы это не значило, это сложности перевода, тут смайлик)
• Перевести системы автомобиля в безопасное состояние.
• Отключить высоковольтную систему.
• Отключить 12В систему.
• Инструменты — вода, пена, порошок.

Но есть и дополнения относительно EV:

• Нельзя резать HV-батарею
• Надо избегать резки высоковольтных кабелей / компонентов
• Пена предпочтительна для шин и пластиковых деталей
• Предпочтительным средством тушения HV-батареи/систем является вода. много воды
• Желательно продолжать охлождать батарею водой и после окончания тушения пожара.
• В зависимости от того сколько воды попало на батарею и как она повреждена, возможно самопроизводтство гремучего газа (oxyhydrogen)

А что, двс автомобили не горят?

Горят и еще как. Например

или вот еще

Это в одном паркинге загорелся один автомобиль. А в итоге сгорело 14 машин. При этом, когда на следующее утро, отбуксировывали машину, ставшую источником пожара, она снова загорелась. Правда ее мнгновенно потушили.

Ради справедливости, надо отметить, что обычно ДВС-автомобиль может загореться из за 12V батареи в основном при:

• коротком замыкании
• при перегреве.

Но даже если такое и случается, то обычного пеногона вполне хватает, что бы быстро погасить огонь. (если конечно вовремя спохватиться). В случае же литиевой батареи, может не хватить и одной пожарной машины.

Какие из всего этого можно сделать выводы?

• Не гонять под 140 там где лимит 40.
• Не попадать под боковой таран, лучше уж в лоб.
• Стараться не перегревать HV-батарею.
• Основной причиной возгорания литиумной батарии при аварии можно считать ее деформацию (привет Samsung Note).
• Если загорелась, то горит быстро и ярко и горит до конца.
• Водой заливают в первую очередь для того, что бы охладить батарею (привет Фукусима).
• Ну и самое главное: электомобили не менее безопасные, чем обычные ДВС, а за счет конструкции иногда и более безопасные чем аналоги. (кто бы сомневался)

П.С.:

В дополнение ко всему новому, что привносит растущее число электромобилей, добавляются вопросы с точки зрения спасателей и пожарников:

• как должны быть подготовлены пожарники?
• какие пожарные машины необходимы для тушения электромобилей в случае чего: должна это быть одна две спец. пожарки с оборудованием (большим баком и т.д.)или на каждую спец. средства ставить?

* Зато можно такие машины создавать:

^{Электрическая пожарная машина для тунелей. Хорватия @Ziegler}

Спасибо kababok ^[2] за то, что сподвиг на написание статьи и предложил заголовок.

Update:

Возвращаясь к вопросу: горят ли литиевые аккумуляторы и как?, позволю себе процитировать

Итак, после того, как произошло короткое замыкание, аккумулятор начинает нагреваться. Когда температура достигает 70-90 °C, ион-проводящий защитный слой на аноде начинает разлагаться. А дальше литий, встроенный в анод, вступает в реакцию с электролитом, выделяя летучие углеводороды: этан, метан, этилен и т.д. Но, несмотря на наличие такой взрывоопасной смеси, возгорания не происходит, так как в системе пока нет кислорода.

Так как реакции с электролитом экзотермические, температура и давление внутри аккумулятора продолжают повышаться. Когда температура достигает 180-200 °C, материал катода, обычно представляющий из себя оксид переходных металлов со встроенным в кристалл литием, вступает в реакцию диспропорционирования и выделяет кислород. Вот тут-то и происходит самовозгорание и ещё более резкий скачок температуры. Параллельно идёт термическое разложение электролита (200-300 °C), также выделяющее тепло.

и привести ссылку на статью Kак взрываются литий-ионные аккумуляторы ^[15] от LadyN ^[16] (действительно замечательная статья)

Автор: degroeg

Источник ^[17]