燃烧中的电动汽车有多危险?


砰的一声巨响,然后实验就开始了:在哈格巴赫测试隧道里,一辆电动汽车的电池模块着火了。一段测试的视频令人印象深刻地展示了这种电池中储存的能量:一米长的火焰嘶嘶地穿过房间,产生大量又厚又黑的煤烟。之前灯火通明的隧道部分的能见度很快接近零。几分钟后,电池模块完全烧坏了。灰尘和煤烟已扩散到整个房间。

多层及地下停车场运营商的重要信息

这项试验于2019年12月进行,由瑞士联邦道路办公室(FEDRO)资助,Empa实验室的几名研究人员参与了该测试。研究结果刚刚发表。Amstein + Walthert Progress AG公司的项目负责人拉尔斯·德里克·梅勒特(Lars Derek Mellert)说:“在我们的实验中,我们特别考虑了小型和大型地下或多层停车场的私营和公共运营商。”

“所有这些现有的地下结构正在被越来越多的电动汽车所使用。运营商会问自己:如果这样的车着火了怎么办?我的员工有哪些健康风险?这样的火灾对我工厂的运行有什么影响?但到目前为止,几乎没有任何有意义的技术文献,更不用说此类案例的实践经验了。”

 


在来自Empa实验室的电池研究员马瑟尔·赫尔德(Marcel Held)和腐蚀研究专家马丁·图施米德(Martin Tuchschmid)的支持下,梅勒特开发了三种测试方案。来自哈格巴赫隧道测试中心和布朗的法国隧道研究中心(CETU)的专家也参与了研究。

场景1:封闭空间的火灾

第一种情况是在没有机械通风的封闭停车场发生火灾。停车场面积为28×28米,层高为2.5米。这样一层的风量为2000立方米。假设一辆充满电的电池为32千瓦时的小汽车着火。出于测试经济的考虑,所有的数值都缩减到了1/8。

因此,在一个空气容量为250立方米的房间里,一个4千瓦时充满电的电池模块被点燃。这些测试调查了煤烟如何落在隧道的墙壁、表面和现场消防队员穿的防护服上,残留物的毒性有多大,以及事故发生后如何清理火灾现场。

场景2:有自动喷水灭火系统的房间发生火灾

方案2处理灭火水中的化学残留物。测试设置与场景1中相同。但这一次,电池的烟雾通过一个类似洒水系统的淋浴器下的金属板引导。地下的煤烟水被收集在一个盆里。电池没有熄灭,而是完全烧毁了。


电动汽车电池的易燃电解液会产生闪光火灾。这样的火是不能熄灭的。相反,燃烧的电池模块必须用大量的水来冷却以控制火势。

场景3:通风隧道发生火灾

在这种情况下,研究的重点在于这种火灾对通风系统的影响。烟灰在排气管道中分布有多远?能够引起腐蚀的物质会沉淀在那里吗?在实验中,一个4千瓦时的电池模块再次着火,但这次是一个风扇以恒定的速度将烟吹进了一个160米长的通风隧道。在距离火场50米、100米和150米的地方,研究人员在煤烟会沉淀的隧道里安装了金属片。分析了烟灰的化学成分和可能的腐蚀效应。

实验结果

测试结果于2020年8月发表在最终报告中。

项目负责人梅勒特重申:就热开发而言,一辆燃烧的电动汽车并不比一辆传统驱动燃烧的汽车更危险。“燃烧的车辆排放的污染物总是危险的,可能是致命的。”最终报告说。

无论驱动系统或能量储存系统的类型是什么,首要目标都必须是尽快让每个人离开危险区域。高腐蚀性、有毒的氢氟酸在燃烧电池时经常被认为是一种特别危险的物质。然而,在哈格巴赫隧道的三次测试中,浓度仍然低于临界水平。

 


结论:最先进的隧道通风系统不仅可以应对燃烧汽油/柴油的汽车,也可以应对电动汽车。根据现有的结果,通风系统或隧道设备也不太可能受到更多的腐蚀破坏。

即使是消防队也不必在测试的基础上学习任何新的东西。消防队员知道电动汽车的电池是无法熄灭的,只能用大量的水来冷却。因此,可以将火势限制在少数电池,而电池的一部分不会被烧光。当然,这种部分烧毁的残骸必须储存在一个水盆或一个特殊的容器中,这样它就不会被重新点燃。但专家们已经知道这一点,并且正在实践中。

灭火的水是有毒的

然而,问题在于灭火和冷却的水,当扑灭此类火灾并将燃尽的电池存放在水盆中时,会产生这种水。分析表明,灭火水的化学污染比瑞士工业废水阈值高出70倍;冷却水甚至比阈值高100倍。重要的是,如果未经适当处理,这种高度污染的水不能进入污水系统。

专业净化的强制性

测试结束后,专业消防清理小组对隧道进行了消毒。随后采集的样本证实,所需要的方法和时间足以在电动汽车起火后进行清理。但梅勒特特别警告地下车库的私人业主:“不要试图自己清理煤烟和灰尘。烟灰中含有大量的钴氧化物、镍氧化物和锰氧化物。这些重金属会导致未受保护的皮肤出现严重的过敏反应。”因此,电动汽车火灾后的清理工作绝对要请穿着防护服的专业人员来做。



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