Električna vozila (EV) ne donose samo obećanja za životnu sredinu, već i postavljaju kritična bezbednosna pitanja – među kojima je glavno, opasnost od požara koju predstavljaju njihove litijum-jonske baterije. Iako su neophodne za napajanje električnih vozila, ove baterije predstavljaju jedinstvene izazove, posebno u skučenim prostorima kao što su parking garaže, gde potencijal za požar nosi značajne posledice.
U osnovi ovog rizika leži litijum-jonska baterija (LiB), moćan uređaj za skladištenje energije sa značajnim ranjivostima. Nekoliko komponenti ovih baterija predstavlja opasnost od požara, ali deo poznat kao katoda je kritičan u tom pogledu. Oni su obično napravljeni od nikl-mangan-kobalt oksida (NMC) ili litijum gvožđe fosfata (LFP). NMC je isplativiji, ali je i skloniji toplotnom bekstvu, opasnoj reakciji koja izaziva iznenadne požare u LiB baterijama.
Termički beg je samoubrzavajuća reakcija koja dovodi do brzog povećanja temperature. Često je uzrokovano prekomernim punjenjem, pregrevanjem, oštećenjem ili defektima, a kada se pokrene, može izazvati nekontrolisane požare koje je teško ugasiti.
Rizik od toplotnog bekstva je ublažen ugrađenim sistemima za upravljanje baterijama (BMS), koji uključuju praćenje u realnom vremenu, funkcije automatskog deaktiviranja i odvojene module za izolaciju požara. Međutim, kako se domet i performanse električnih vozila poboljšavaju, njihove baterije postaju sve veće, što čini sigurnost od požara ozbiljnim izazovom, posebno u zatvorenim okruženjima.
Da bismo bolje razumeli globalno tržište električnih vozila, analizirali smo 100 EV iz Evrope, Azije i Amerike, pokrivajući različite brendove i modele. Podaci su pružili uvid u dimenzije vozila, tipove baterija, veličine i položaje.
Nalazi su pokazali da oko 90% ovih vozila koristi NMC baterije. Iako ih proizvođači preferiraju zbog nižih troškova proizvodnje, ove baterije su sklonije termičkom raspadu, što ih čini glavnim sigurnosnim problemom.
Odnos težine baterije i efikasnosti je važan faktor za proizvođače električnih vozila, koji često diktira koji tip baterije se koristi. Međutim, naše poređenje NMC i LFP baterija otkrilo je neočekivane rezultate. NMC baterije, sa 6,74 kg po kVh, samo su nešto teže od LFP baterija sa 6,51 kg po kVh.
Ova mala razlika dovodi u pitanje pretpostavljenu prednost NMC baterija u odnosu na težinu i energiju, posebno imajući u vidu njihov povećan rizik od požara.
Naše istraživanje je takođe razmotrilo ponašanje NMC i LFP baterija u vezi sa požarom, dva najčešća tipa baterija za EV.
Pogledali smo podatke iz 24 studije, ispitujući eksperimente koji su zapalili litijum-jonske ćelije da bismo izmerili brzinu oslobađanja toplote (HRR) tokom vremena – u suštini merenje koliko brzo sagorevaju. Iako su pronicljivi, ovi testovi odražavaju ponašanje jedne ćelije. Požari u punim EV baterijama, koji sadrže hiljade ćelija, su daleko složeniji, uključuju lančane reakcije i dodatno oslobađanje energije iz samog vozila.
Naša analiza je, međutim, otkrila značajne razlike u ponašanju pri požaru između NMC i LFP baterija kako se kapacitet povećava. Pri nižim kapacitetima, NMC baterije pokazuju relativno nizak maksimalni HRR, ali to dramatično raste pri većim kapacitetima, koji prelaze 100 kV, kao što pokazuje grafikon ispod.
Nasuprot tome, LFP baterije pokazuju stabilniji HRR, postepeno se povećavajući bez dostizanja ekstremnih nivoa NMC-a. Ovo sugeriše da NMC baterije predstavljaju veći rizik od požara pri većim kapacitetima, naglašavajući potrebu da se uzmu u obzir tip i kapacitet baterije prilikom procene bezbednosti EV, posebno za veća pakovanja.
Osim tipa i kapaciteta baterije, studija je takođe istražila da li nivo napunjenosti baterije – poznat kao stanje napunjenosti (SoC) – utiče na snagu koja se oslobađa tokom požara. Podaci su podeljeni u pet segmenata – nivoi punjenja od 0%, 25%, 50%, 75% i 100% – i uvedena je nova metrika, kV po Ah, koja uzima u obzir brzinu oslobađanja toplote (HRR) kao funkcija kapaciteta baterije.
Rezultati su bili jasni: od 0% do 75% napunjenosti, intenzitet vatre je ostao stabilan, ali pri punom napunjenju, snaga vatre je porasla na 31 kV/Ah za LFP baterije i 38 kV/Ah za NMC baterije. Ovo povećanje je u skladu sa incidentima u stvarnom svetu, jer se mnogi požari javljaju tokom punjenja vozila.
Ovo naglašava važnost efikasnih sistema za sprečavanje požara na stanicama za punjenje parkinga, posebno podzemnih, kako bi se umanjili rizici povezani sa punjenjem električnih vozila, posebno onih sa NMC baterijama velikog kapaciteta.
Odgovor je da, ali samo ako se poštuju određene mere bezbednosti. Sistemske mere, poput naprednih sistema za suzbijanje požara u javnim prostorima, su kritične, ali pojedinačni vlasnici električnih vozila takođe igraju vitalnu ulogu u minimiziranju rizika. Posedovanje EV sa postavkom za kućno punjenje nudi veliku pogodnost, ali je od suštinskog značaja da se pozabavite potencijalnim opasnostima.
Praćenje uputstava proizvođača, sprovođenje redovnih provera stanja baterije i opremanje vaše garaže alatima za zaštitu od požara kao što su električni aparati za gašenje i protivpožarni pokrivači mogu značajno povećati bezbednost. Preduzimajući ove proaktivne korake, možemo prihvatiti budućnost čistijeg transporta sa samopouzdanjem i mirom.
