План-конспект: Тушение электромобилей с автономными источниками электроэнергии
Презентация: Тушение электромобилей с автономными источниками электроэнергии
Понятие об электромобиле и их виды
Электромобиль – это автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от независимого источника электроэнергии (аккумуляторов, топливных элементов, конденсаторов и т.п.), а не двигателем внутреннего сгорания.
Важно! Троллейбусы и трамваи к данному виду транспорта не относятся, т.к. получают электрический ток от внешнего источника питания через двухпроводную контактную сеть с помощью штангового токоприёмника.
Интересный факт! Электромобили появились раньше, чем машины с двигателями внутреннего сгорания. Первые удачные эксперименты с транспортными средствами, приводимыми в движение за счет исключительно электрической энергии, провели еще в первой половине 19-го века. А в начале 20-го века электромобили получили широкое распространение, обходя по популярности бензиновые автомобили. К примеру, в период с 1900 по 1910 год более 40 % машин, которые ездили по дорогам США, имели электрические агрегаты.
Однако стремительное развитие нефтяной индустрии и усовершенствование двигателей внутреннего сгорания привело к долгому забвению электрокаров, слабыми местами которых был малый запас хода и сложный процесс подзарядки батарей. Интерес к экологически чистым машинам вернулся только 1970-е годы на фоне резкого скачка цен на топливо.
Существует три основных вида электромобилей: гибридные электромобили, гибридные электромобили с подзарядкой от электросети и электромобили с аккумулятором. Все три разновидности используют электричество для приведения в движение, но есть различия в том, как они работают, и в их соответствующих трансмиссиях и электрическом диапазоне. Ниже мы рассмотрим различные преимущества электромобилей и сравним их типы друг с другом.
Гибридные электромобили (HEV)
Гибридные электромобили сочетают в себе обычный двигатель внутреннего сгорания с электрической силовой установкой. Двигатель с целью повышения эффективности работы помогает двигателю, его основной целью является повышение экономии топлива. Гибриды не имеют возможности подключаться и перезаряжаться от сети, поэтому они используют свои двигатели сгорания и системы рекуперативного торможения для подзарядки аккумуляторных батарей силовых установок. Большинство гибридов не имеют возможности приводить в движение автомобиль только от аккумулятора.
Подключаемые гибридные электромобили (PHEV)
Самая большая разница между обычным гибридным автомобилем и подключаемым гибридным электромобилем заключается в том, что подключаемые модули имеют более крупные батареи и могут быть подключены для зарядки аккумуляторов. У них обычно есть более крупные электродвигатели, потому что PHEV больше работы
Аккумуляторные электромобили (BEV)
Аккумуляторные электромобили, или BEV, часто называют электромобилями. В отличие от HEV и PHEV, BEV полностью питаются от батарей с полностью электрической трансмиссией. Фактически, одно из преимуществ аккумуляторных электромобилей – их простота.
Большинство аккумуляторных электромобилей стандартно поставляются с зарядным уровнем № 1 на 120 В, которое может занять очень много времени для зарядки автомобиля. Это потому, что аккумуляторные электромобили имеют гораздо большие батареи, чем у гибридных электромобилей (HEV).
По состоянию на начало 2023 года на территории Российской Федерации было зарегистрировано 17 тысяч электромобилей. В Омске же количество электромобилей составляет около 700. Эксперты отмечают, что российские продажи электрокаров растут уже пятый год подряд – с 2017 года. При этом они прежде никогда не превышали отметку в 1 тыс. проданных машин.
Данные цифры говорят о том, что электромобили уже стали частью повседневной жизни людей, и также как остальной автотранспорт они попадают в ДТП и при их эксплуатации происходят нештатные ситуации, которые могут привести к возгоранию.
Специалисты, занимающиеся данной темой утверждают, что опасность литий-ионных аккумуляторов преувеличена, хотя в случае повреждения они склонны к саморазрушительной цепной реакции – тепловому разгону. Предрасположенность к пожарам и степень опасности электролита в литий-ионных аккумуляторах сопоставимы или даже меньше чем у бензина и дизельного топлива. В то же время технологии литий-ионных батарей всё ещё развиваются, и чем более увеличивается их емкость и мощность, тем больше риск их вывода из строя.
Судя по результатам краш-тестов, получить короткое замыкание при столкновении электромобиля с препятствием лоб в лоб достаточно трудно. Гораздо чаще в статистике сгоревших электромобилей появляются другие варианты: деталь от прицепа или боковые ограждения, пробивающие днище автомобиля во время движения, ДТП или просто нестандартный способ зарядки.
Потенциальные причины возгорания электромобилей
Можно выделить следующие потенциальные причины возгорания электромобилей:
- Экстремальные температуры, высокая влажность или конструкция батареи с дефектами.
- Неполадки с зарядными станциями, кабелями.
- ДТП или другие механические повреждения аккумулятора.
- Неправильная технология тушения, после которой возможно повторное возгорание.
- Поджог или другие внешние источники зажигания (в лесу или на сухостое, рядом с пылающими зданиями, машинами).
Что же происходит внутри литий-ионного аккумулятора, в котором случилось короткое замыкание? Анод (графит) и катод (оксиды переходных металлов плюс ионы лития), разделенные пористым полимерным сепаратором, взаимодействуют друг с другом. При низких температурах или слишком быстрой зарядке ионы лития не могут встроиться в кристалл анода и образуют «цепочки», разрушающие изоляционный слой между ними. При механическом повреждении аккумулятора реакция происходит еще быстрее.
Приемы и тактика тушения электромобилей
Особенности при горении и тушении электромобилей:
- отсутствие единого стандарта по производству электромобилей, вследствие чего различие конструкции электромобилей разных марок, различное расположение силовых кабелей и различные типы батарей;
- возможность повторного возгорания, без видимых причин спустя значительное время после аварии (известны случаи, когда сгоревший, потушенный и отвезенный на свалку электромобиль повторно загорался, иногда это происходило через несколько дней, а в некоторых случаях и не один раз);
- опасность поражения электрическим током – в автомобиле используются системы высокого напряжения, которое может достигать нескольких сотен вольт;
- при горении аккумулятора возможно быстрое развитие пожара на начальном этапе – взрывное возгорание высоковольтных аккумуляторов – некоторые аккумуляторы могут выделять газы при пожаре, которые могут взорваться;
- из-за короткого замыкания могут вылететь раскаленные металлические детали и другие горящие части аккумулятора;
- отсутствие возможности без ключей отключения от сети горящего электромобиля, подключенного к зарядной станции;
- конструктивные особенности аккумулятора электромобиля, заключающиеся в том, что аккумуляторы устанавливаются в прочном, в значительной степени водонепроницаемом корпусе, который имеет защиту и интегрируется в конструкцию автомобиля (например, в днище), что не позволяет огнетушащему веществу проникнуть непосредственно в аккумулятор и делает внешнее охлаждение также малоэффективным;
- протекание горения аккумулятора зависит от конструкции и его внутреннего устройства, химического состава элементов и в частности от состояния заряда, поэтому его затруднительно достоверно предсказать;
- неожиданный запуск – автомобиль может находиться в так называемом «состоянии готовности» и готов к поездке. По этой причине необходимо получить доступ к автомобилю сбоку и при стабилизации автомобиля подложить клинья под колеса спереди и сзади.
Не каждый пожар электромобиля обязательно приводит к возгоранию существующих литий-ионных аккумуляторов. Испытания на огнестойкость показывают, что литий-ионные аккумуляторы сначала должны нагреваться снаружи в течение длительного периода времени или подвергаться серьезным механическим повреждениям, чтобы началась внутренняя реакция.
Индикаторы того, что литий-ионные батареи вовлечены в пожар, могут быть:
- дым от батареи;
- шум (шипение, свист, дребезжание);
- разлетающиеся искры и вспышки пламени из района аккумуляторной батареи;
- ненормальный ароматический запах в воздухе;
- повышение температуры корпуса батареи в течение длительного периода времени.
На образование дыма от реагирующей литий-ионной батареи обычно указывает чередующееся облако дыма от светло-серого до темно-черного. В данном случае выделяется горючий электролит (обычно белый дым) и графит (обычно серый дым).
При тушении необходимо оцепить место пожара электромобиля и обеспечить безопасное расстояние до других автомобилей, а также до людей без средств защиты органов дыхания.
Если горящий гибрид или электромобиль все еще подключен к зарядной инфраструктуре через зарядный кабель, это соединение должно быть отключено или обесточено с соблюдением правил охраны труда.
При тушении электромобилей обязательно использование СИЗОД, т.к. при горении аккумуляторов выделяются токсичные вещества.
Тушение электромобилей во избежание поражения электрическим током необходимо проводить с соблюдением правил по охране труда – с заземлением пожарных автомобилей и пожарных стволов, использованием диэлектрических бот и перчаток.
При тушении пожара не использовать в качестве огнетушащих веществ все виды пен, морскую воду или иные солевые и минералосодержащие водные растворы, а также воду с добавлением пенообразователей и смачивателей.
Электромобили тушить распыленными струями воды с расстояния не менее 5 м.
Под капотом электромобилей имеется шнур, специально предназначенный для пожарных. Его необходимо обрезать, удалив большой сегмент (чтобы концы не соприкасались). Это отключит батарею и снизит риски, но она все еще будет представлять опасность.
На гибридных автомобилях это ЧЕКА на тяговой батареи. Батарея может находится как в багажнике, так и под нижним рядом сидений.
Тушение пожара производить большим количеством воды (разработчики электромобилей указывают, что для тушения одного автомобиля может потребоваться более 11 т литров воды). В результате батарея охлаждается снаружи, и вода может проникнуть в батарею через образовавшиеся отверстия.
При непосредственном горении аккумулятора один из приемов – контролируемое горение. По некоторым данным выгорание аккумулятора должно произойти за час. Это позволит сэкономить ресурс пожарной техники.
При необходимости вода для пожаротушения может быть подана внутрь аккумуляторной батареи через отверстие, специально предусмотренное для этой цели изготовителем транспортного средства.
В случае горения салона электромобиля, без горения аккумулятора на тушение пожара уже не потребуется такое большое количество воды, тем не менее, тушение необходимо производить с соблюдением всех мер защиты от поражения электрическим током.
(без продления)
(без продления)
(без продления)
Подписка открывает Вам дополнительные возможности:
- Полный доступ к сайту и разделам;
- Отключение рекламы;
- Скачивание без ограничений;
- Онлайн тесты;
- Обновляемая база нормативных документов;
- Доступ к поиску материалов на сайте;
- И многое другое…. Подробнее о подписке читайте по ссылке!
Также одним из способов тушения является полное погружение пострадавшего автомобиля в воду (например, в контейнер). Это охлаждает батарею снаружи. Кроме того, вода может попасть в батарею через отверстия в корпусе батареи, ускорить деградацию энергии и, в конце концов, погасить пожар. Если батарея остается в воде в течение достаточно длительного периода времени (несколько дней), отдельные элементы батареи разряжаются, и риск повторного возгорания снижается. Однако этот вариант связан с большими логистическими затратами. Следует использовать столько воды, сколько необходимо для полного погружения высоковольтной батареи. Требуется надлежащая утилизация воды для пожаротушения.
Например, в Дании имеется на вооружении специальный контейнер для тушения электромобиля.
Контейнер имеет сопла в полу и на стенах, которые можно использовать как для тушения пламени, так и для охлаждения аккумулятора, который чаще всего находится под автомобилем, чтобы препятствовать выделению тепла. Вода для форсунок обтекает контур, что значительно снижает потребление воды и упрощает сбор воды в дальнейшем и отправку ее на очистку, если она была загрязнена химическими веществами из батареи. Кроме того, в баллоне есть установки с инертным газом.
В Австрии, чтобы потушить врезавшуюся в отбойник Tesla, привлекли 35 человек и пять пожарных машин. С огнем удалось справиться после того, как была перерезана проводка.
В Калифорнии погиб человек на кроссовере Model X — он слишком доверился автопилоту и угодил в отбойник. Через пять дней потушенный электромобиль воспламенился снова!
И это не все случаи, а только пару примеров, в которых объясняется сложность в тушении данного вида транспорта, с которой сталкиваются во всем мире.