Popularność pojazdów elektrycznych (EV) stale rośnie, ale ich użytkowanie wiąże się z unikalnymi wyzwaniami, szczególnie w przypadku uszkodzeń. Inżynierowie z Southwest Research Institute (SwRI) przeprowadzili testy innowacyjnej metody przeciwdziałania pożarom, w których przeanalizowali bezpieczeństwo przechowywania uszkodzonych EV oraz ich baterii. Kluczowe znaczenie miało odtworzenie zjawiska ucieszki termicznej, które jest głównym czynnikiem ryzyka pożarów w ogniwach litowo-jonowych.
EV nie będą już stawać w ogniu?
Ucieczka termiczna to proces, w którym reakcje chemiczne w akumulatorze litowo-jonowym prowadzą do gwałtownego wzrostu temperatury i ciśnienia wewnętrznego. Zaczyna się, gdy bateria ulega uszkodzeniu, przeładowaniu lub przegrzaniu, co powoduje rozkład elektrolitu oraz wydzielanie ciepła i gazów. Może to prowadzić do pożaru lub eksplozji, ponieważ wysoka temperatura uruchamia kolejne reakcje chemiczne w łańcuchowej eskalacji. Problem ten jest szczególnie istotny w kontekście pojazdów elektrycznych, gdzie ryzyko pożaru może być trudne do opanowania.
Czytaj też: Naukowcy ze Stanforda obalają mit o bateriach EV. Te wyniki zaskoczyły wszystkich
Zjawisko to stwarza szczególne zagrożenie w warsztatach lub miejscach naprawy pojazdów, gdzie pożar jednego EV może rozprzestrzenić się na inne samochody. Z tego względu, Amerykańska Narodowa Administracja Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego (NHTSA) zaleca przechowywanie uszkodzonych EV w odległości co najmniej 15 m od innych pojazdów i budynków. W miastach, gdzie przestrzeń jest ograniczona, taka taktyka jest jednak nierealna.
Uszkodzone EV mogą stanowić zagrożenie pożarowe w dowolnym momencie, dlatego SwRI wykorzystało swoje możliwości laboratoryjne do symulacji ucieczki termicznej. Kyle Fernandez, starszy inżynier badawczy SwRI, podkreślał, że instytut dysponuje ogromnym doświadczeniem w zakresie technologii przeciwpożarowej, której początki sięgają 75 lat wstecz. Eksperyment został przeprowadzony z użyciem specjalnie zaprojektowanego kontenera, który oceniał skuteczność izolacji ogniowej.
Kyle Fernandez mówi:
Dla tego projektu stworzyliśmy test dopasowany do nowości technologicznych, ponieważ nie istnieją jeszcze standardy dla obudów EV.
Podczas testów zespół SwRI monitorował zachowanie ogniowe uszkodzonego pojazdu w zamkniętej obudowie. W szczytowym momencie temperatura wewnętrznej ściany obudowy osiągnęła aż 1093oC, podczas gdy zewnętrzna ściana pozostała relatywnie chłodna – osiągając jedynie ok. 177oC. Po osiągnięciu maksymalnej temperatury, do kontenera wprowadzono środek gaśniczy, co pozwoliło przetestować szczelność i skuteczność systemu.
Badania przeprowadzono w kontrolowanych warunkach, monitorując proces za pomocą kamer oraz czujników temperatury i jakości powietrza. Dane zgromadzone podczas testu dostarczają cennych informacji o efektywności projektowanego rozwiązania.
Eksperymenty SwRI stanowią odpowiedź na rosnące potrzeby związane z bezpieczeństwem w transporcie EV. Wraz z popularyzacją pojazdów elektrycznych konieczne jest tworzenie nowych metod testowania, które sprostają wyzwaniom technologii przyszłości. Badania instytutu mogą przyczynić się do opracowania standardów bezpieczeństwa, które znajdą zastosowanie w globalnym przemyśle motoryzacyjnym.