Zagrożenia pożarowe pojazdów elektrycznych oraz metody ich neutralizacji (część 3.)
Normy i regulacje związane z zapewnieniem bezpieczeństwa użytkowania pojazdów elektrycznych i akumulatorów, metody neutralizacji ich pożarów oraz perspektywy dalszego rozwoju technik gaszenia pożarów
![Widok stanu koca po stłumieniu pożaru pojazdu elektrycznego [25]](https://www.elektro.info.pl/media/cache/typical_view/data/202501/gaszenie-kocem-1.jpg)
Widok stanu koca po stłumieniu pożaru pojazdu elektrycznego [25]
Instytucje rządowe oraz organizacje międzynarodowe wprowadzają przepisy mające na celu zapewnienie bezpieczeństwa pojazdów elektrycznych. Istotne przepisy prawne i regulacje obejmują standardy produkcji, transportu i recyklingu baterii litowo-jonowych, normy i certyfikacje dla stacji ładowania i ładowarek – zapewniające bezpieczne i zgodne z najwyższymi standardami ich użytkowanie – oraz inne regulacje dotyczące przypadków wykrycia wad, które mogą prowadzić do pożarów, w których to producenci są zobowiązani do wycofania pojazdów z rynku i rozwiązania problemów.
W artykule:
- Metody gaszenia pożarów pojazdów elektrycznych
- Identyfikacja pojazdów elektrycznych
- Testy skuteczności różnych środków gaśniczych w zwalczaniu pożarów akumulatorów litowych pojazdów elektrycznych
- Szkolenia dla służb ratowniczych
- Perspektywy i rozwój innowacji technologicznych przeciwdziałających zagrożeniu pożarowemu pojazdów elektrycznych
- Wnioski
StreszczenieNiniejszy artykuł jest kontynuacją publikacji z poprzedniego wydania. Przedstawia analizę wybranych norm i regulacji związanych ściśle z zapewnieniem bezpieczeństwa podczas eksploatacji pojazdów elektrycznych, jak również akumulatorów litowych. Ponadto przedstawiono w nim nowoczesne technologie i innowacje w gaszeniu pożarów EV oraz rolę szkoleń i przygotowania służb ratowniczych w skutecznej neutralizacji takich incydentów. Poprzez kompleksowe podejście do tematu, artykuł ma na celu nie tylko zwiększenie świadomości na temat zagrożeń pożarowych pojazdów elektrycznych, ale także przybliżenie czytelnikom najlepszych praktyk i innowacyjnych rozwiązań, które mogą przyczynić się do bezpieczniejszego korzystania z tej zaawansowanej technologii. Należy pamiętać, że metody i techniki gaszenia pojazdów elektrycznych są nadal w fazie rozwoju – ciągle prowadzone są prace badawcze nad sposobami gaszenia pożarów baterii litowych i pojazdów elektrycznych, mając na uwadze wysoką skuteczność, oraz nad metodami zapobiegania takim pożarom. AbstractThis article is a continuation of the publication from the previous issue. It presents an analysis of selected standards and regulations closely related to ensuring safety during the operation of electric vehicles and lithium batteries. It also presents modern technologies and innovations in extinguishing EV fires and the role of training and preparation of rescue services in effectively neutralizing such incidents. Through a comprehensive approach to the topic, the article aims not only to increase awareness of the fire hazards of electric vehicles but also to introduce readers to best practices and innovative solutions that can contribute to the safer use of this advanced technology. It should be remembered that the methods and techniques of extinguishing electric vehicles are still in the development phase – research is still being carried out on methods of extinguishing fires of lithium batteries and electric vehicles, taking into account high effectiveness, and methods of preventing such fires. |
Istnieją regulacje znamienne dla danego terytorium, jak również globalne – wspólne dla wszystkich producentów, stąd też podział wygląda następująco:
1. Regulacje Unii Europejskiej
Regulacja (UE) 2018/858 [17] dotyczy homologacji i nadzoru rynku pojazdów silnikowych oraz ich przyczep, a także systemów, komponentów i oddzielnych zespołów technicznych przeznaczonych do tych pojazdów. Zawiera wymagania dotyczące bezpieczeństwa pojazdów elektrycznych, w tym akumulatorów litowych.
Dyrektywa 2006/66/WE o bateriach i akumulatorach oraz zużytych bateriach i akumulatorach [18], która ustanawia przepisy dotyczące zarządzania i bezpiecznego przetwarzania baterii litowo-jonowych.
2. Regulacje Stanów Zjednoczonych
Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS) [19] to zbiór standardów dotyczących bezpieczeństwa pojazdów silnikowych, obejmujący również pojazdy elektryczne. FMVSS 305 dotyczy szczególnie bezpieczeństwa systemów elektrycznych pojazdów napędzanych energią elektryczną.
National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) [19] jest agencją odpowiedzialną za regulacje dotyczące bezpieczeństwa pojazdów w USA, która ustanawia przepisy dotyczące testów zderzeniowych i bezpieczeństwa baterii.
3. Regulacje Chin
GB 38031-2020, GB 18384-2020, GB 38032-2020 [20] – normy określają parametry/wytyczne w zakresie wibracji, wstrząsów mechanicznych, zgniecenia, cyklicznych zmian temperatury i wilgotności, zanurzenia w wodzie, szoku termicznego i mgły solnej. Jednym z wymogów jest 5-minutowe ostrzeżenie dla pasażerów przed zaobserwowaniem zdarzenia termicznego.
4. Normy międzynarodowe
Global Technical Regulation (GTR) [21] to globalne regulacje techniczne opracowane przez Working Party on Passive Safety (WP.29) pod egidą ONZ. GTR 20 określa wymagania dotyczące bezpieczeństwa działania pojazdów elektrycznych, w tym ich elementów i systemów wysokiego napięcia, przykładowo: wymóg ostrzeżenia na początku zdarzenia niekontrolowanej temperatury ogniwa.
Warto wskazać, że normy i wytyczne, takie jak NFPA 855, UL 9540A, IEC 62619 oraz lokalne przepisy, stanowią kluczowe regulacje także w zakresie bezpiecznego przechowywania akumulatorów litowych. Każda z tych norm dostarcza wytycznych dotyczących różnych aspektów przechowywania, takich jak lokalizacja, wentylacja, ochrona przeciwpożarowa i zarządzanie ryzykiem. W zależności od lokalnych wymagań i specyfiki przechowywania, warto również stosować się do dodatkowych norm i wytycznych dostosowanych do konkretnego kraju lub regionu. Tabela 1. przedstawia zbiór wybranych ogólnych i specyficznych zasad bezpieczeństwa przechowywania akumulatorów litowych względem ich mocy według wspomnianych norm.
Tab. 1. Wybrane zasady bezpieczeństwa składowania akumulatorów litowych według norm UN, IEC, UL
Jednak wiele istniejących rozwiązań nie zapewnia niezbędnego bezpieczeństwa w przypadku pożaru akumulatorów, które są przechowywane np. w szafach. Wydany w sierpniu 2024 roku dokument VDMA 24994 [22], niestanowiący normy europejskiej, określa wymagania testowe dla szaf ognioodpornych do przechowywania akumulatorów litowo-jonowych w przypadku niekontrolowanego wzrostu temperatury. Aspekty dotyczące bezpiecznego magazynowania akumulatorów litowych wymagają odrębnej analizy i nie będą omawiane w niniejszej publikacji.
Metody gaszenia pożarów pojazdów elektrycznych
Gaszenie pożarów pojazdów elektrycznych wymaga zastosowania specjalistycznych metod i środków, ze względu na specyfikę i właściwości akumulatorów litowo-jonowych. W tej części przedstawiono opis metod gaszenia, używanych środków gaśniczych, nowoczesnych technologii oraz szkoleń dla służb ratowniczych.
Akumulatory litowo-jonowe, stosowane w pojazdach elektrycznych, są szczególnie trudne do gaszenia z kilku powodów:
- W przypadku przegrzania lub uszkodzenia ogniwa akumulatora może dojść do niekontrolowanego wzrostu temperatury i zjawiska termicznej ucieczki (thermal runaway), prowadzącego do wybuchu lub intensywnego pożaru.
- Akumulatory litowo-jonowe mogą osiągać bardzo wysokie temperatury podczas spalania, co dodatkowo utrudnia ich gaszenie.
- Pożar akumulatora litowo-jonowego może prowadzić do wydzielania toksycznych i palnych gazów, co stanowi dodatkowe zagrożenie dla służb ratowniczych i środowiska.
Wzrost liczby pojazdów elektrycznych w Polsce stwarza nowe wyzwania dla służb ratowniczych. Działania ratownicze i gaśnicze w przypadku pożarów tego rodzaju pojazdów wymagają od ratowników dostosowania się do specyficznych warunków, obejmujących zarówno znane zagrożenia związane z pojazdami spalinowymi, jak i nowe rodzaje ryzyka, wynikające z konstrukcji i funkcjonowania napędu elektrycznego. Do nowych zagrożeń należą m.in. uszkodzenie instalacji wysokiego napięcia oraz związane z tym ryzyko porażenia prądem, a także specyficzny charakter rozwoju pożaru baterii litowych. Kluczowe jest, aby strażacy byli świadomi tych zagrożeń i odpowiednio przygotowani do ich opanowania. Takie przygotowanie ma istotne znaczenie zarówno dla skutecznego udzielania pomocy poszkodowanym, zwiększając ich szanse na przeżycie, jak i dla zapewnienia bezpieczeństwa ratownikom.
Dynamika rozwoju pożaru pojazdu elektrycznego zależy od szeregu czynników, w tym od przyczyny jego powstania, która może obejmować np. oddziaływanie pożaru sąsiedniego pojazdu, umyślne podpalenie czy też uszkodzenia mechaniczne wynikające z kolizji drogowej. Ponadto na przebieg pożaru wpływają dodatkowe zmienne, takie jak warunki atmosferyczne, miejsce zdarzenia, pozycja pojazdu, a także inne czynniki, które sprawiają, że dokładne porównanie poszczególnych pożarów jest trudne ze względu na ich indywidualny charakter. Należy jednak zauważyć, że dostępne dane badawcze wskazują, iż średnia moc pożaru rozwiniętego w pojeździe elektrycznym jest zbliżona do średniej mocy pożaru pojazdu z napędem spalinowym, wynoszącej około 5 MW [6].
Kluczowe informacje dla ratowników, które wspierają odpowiednie planowanie działań taktycznych, znajdują się na kartach ratowniczych pojazdów [23]. Producenci zamieszczają tam dane istotne z punktu widzenia działań ratowniczych, takie jak: rodzaj zasilania, wyposażenie pojazdu w elementy i systemy bezpieczeństwa (w tym rozmieszczenie poduszek i kurtyn powietrznych, pirotechnicznych napinaczy pasów, wzmocnień karoserii), a także lokalizację komponentów systemu wysokiego napięcia i akumulatorów oraz przebieg instalacji wysokiego napięcia. Karty te mogą także zawierać informacje o specjalnych otworach (tzw. fireman access), które umożliwiają m.in. wprowadzenie środka gaśniczego (zazwyczaj wody) do akumulatora w celu jego chłodzenia oraz odprowadzenie gazów powstałych w wyniku rozkładu termicznego.
Kod QR do strony z kartami ratowniczymi wszystkich typów pojazdów (w tym elektrycznych)
Identyfikacja pojazdów elektrycznych
Ze względu na zróżnicowanie napędów i budowy pojazdów, kluczowym wyzwaniem podczas akcji ratowniczych jest prawidłowa identyfikacja typu pojazdu. W trakcie rozpoznania należy pozyskać podstawowe informacje dotyczące rodzaju napędu. W tym celu stosuje się różne metody [6], [23], takie jak:
- rozmowa z właścicielem lub użytkownikiem pojazdu,
- analiza emblematów producenta (np. niebieski odcień wokół logotypu marki),
- identyfikacja zielonych tablic rejestracyjnych dla samochodów elektrycznych w Polsce,
- rozpoznanie oznaczeń lub naklejek na zagranicznych tablicach rejestracyjnych,
- oznaczenia pojazdu, takie jak „hybrid”, „electric”, „zero emission”, „plug-in” na progach drzwiowych lub tylnej klapie bagażnika,
- brak rury wydechowej i kratki chłodnicy, charakterystyczny dla pojazdów w pełni elektrycznych,
- brak wskaźnika poziomu paliwa w pojazdach elektrycznych,
- informacje dostępne na stronie internetowej producenta lub w bazie kart ratowniczych, lub fizyczne odnalezienie takiej karty w pojeździe,
- aplikacja, za pomocą której można pobrać kartę ratowniczą np. Euro NCAP, Rescue Code, Euro Rescue, Crash Recovery System,
- kody QR znajdujące się np. na bocznych lusterkach, na przednim słupku drzwi kierowcy, naklejce na szybie, podszybiu, umożliwiające pobranie karty ratowniczej.
Te procedury i narzędzia są kluczowe dla prawidłowego rozpoznania i podejmowania skutecznych działań ratowniczych. Rysunki 1a i 1b przedstawiają kolejno przykładowe oznaczenia identyfikujące rodzaj pojazdu: hybrydowego oraz elektrycznego.
Rys. 1. Oznaczenia identyfikujące rodzaj pojazdu: a) pojazd hybrydowy, b) pojazd elektryczny [23], [24]
Testy skuteczności różnych środków gaśniczych w zwalczaniu pożarów akumulatorów litowych pojazdów elektrycznych
Przeprowadzono szereg testów różnych środków gaśniczych, które miały na celu ocenę skuteczności gaszenia pożarów akumulatorów litowych pojazdów elektrycznych.
Obecnie najczęściej używanym środkiem gaśniczym do gaszenia pożarów pojazdów elektrycznych jest woda. Skutecznie chłodzi ogniwa akumulatorów, zmniejszając ryzyko termicznej ucieczki. Aby efektywnie schłodzić ogniwa i zatrzymać rozprzestrzenianie się pożaru, woda musi być aplikowana w dużych ilościach bezpośrednio na akumulator. W takim przypadku zamiast dostarczania dużej ilości wody lancą, stosuje się specjalnie zmodyfikowany kontener z wlotem i wylotem wody o pojemności 25 tys. litrów, w którym umieszcza się pojazd (rys. 2a).
Rys. 2. Przykład gaszenia pożaru pojazdu elektrycznego:
a) specjalistyczny kontener, b) akcja gaszenia pożaru pojazdu elektrycznego [25]
Badania przeprowadzone przez duńskie centrum Nordjyllands Testcenter [25] dowodzą, że na każde 10 prób gaszenia pożaru wodą po 5 sekundach ponownie dochodziło do zapłonu. Natomiast w przypadku zastosowania kontenera, w ciągu 1 godziny temperatura wody wzrosła z 8°C do 15°C. Najdłuższa interwencja gaszenia pożaru pojazdu elektrycznego marki Mercedes Benz EQA w 2023 r. trwała 21 godzin 39 minut z powodu ponownego zapłonu baterii [7]. W celu skutecznego ugaszenia pojazdu zalecane jest pozostawienie go w kontenerze z wodą nawet na dwa tygodnie. Woda zastosowana do schłodzenia baterii litowej zawiera toksyczne związki chemiczne uwolnione w trakcie pożaru. Wówczas traktowana jest jako odpad chemiczny i powinna być utylizowana w sposób określony przez lokalne władze w zakresie odprowadzania wody zanieczyszczonej [6].
Kolejne testy dotyczyły wykorzystania gaśnic litowych, które są zaprojektowane do gaszenia pożarów klasy D, czyli takich, które obejmują metale palne, takie jak lit, sód, potas, magnez i ich stopy (rys. 3.) [25], [26].
Rys. 3. Gaśnice litowe [26]
Specjalne proszki używane w gaśnicach litowych, tj. miedziowy, grafitowy czy chlorek sodu, mają właściwości izolacyjne, które pomagają w kontrolowaniu ciepła generowanego przez pożar baterii litowych, ograniczając ryzyko ponownego zapłonu. Jednak ich efektywność w zwalczaniu pożarów akumulatorów litowo-jonowych okazała się niska – w przypadku 6 na 10 prób ponownie dochodziło do zapłonu akumulatora.
Dokonano też prób wykorzystania aerozolowego systemu gaśniczego bazującego na związkach soli potasowej wraz z kocem gaśniczym do gaszenia pożaru pojazdu elektrycznego (rys. 4a i 4b) [25].
Rys. 4. Środki gaszenia pożaru pojazdu elektrycznego: a) aerozolowy system gaśniczy bazujący na soli potasowej w połączeniu z b) kocem gaśniczym [25]
Aerozolowe systemy gaśnicze działają poprzez chłodzenie płomieni oraz przerwanie reakcji chemicznych zachodzących podczas spalania. Sól potasowa, po aktywacji aerozolu, rozkłada się na drobne cząstki, które działają jako inhibitory reakcji chemicznych. Jony potasu wiążą się z wolnymi rodnikami powstającymi w procesie spalania, neutralizując je i przerywając reakcję łańcuchową, która podtrzymuje pożar. Dzięki temu aerozol skutecznie tłumi płomienie, nawet w trudno dostępnych miejscach, takich jak wnętrze baterii litowych. Koce gaśnicze ograniczają promieniowanie cieplne oraz temperaturę, co pozwala na kontrolowanie pożaru i zabezpieczenie przed jego rozprzestrzenianiem się. Wykazują również właściwości tłumiące źródło ognia, lecz nie jego całkowite ugaszenie. Badanie wykazało ugaszenie pożaru w ciągu kilku sekund, co jednak spowodowało dużą ilość dymu. Jednak po chwili, gdy gaz odparował z pojazdu, ogień pojawił się ponownie (rys. 4b).
Natomiast celem testu ognioodpornego koca gaśniczego było potwierdzenie jego odporności do temperatury w zakresie 1400–1500°C [25]. Przeprowadzono długotrwałe badanie na pojeździe spalinowym, którego temperatura pożaru wynosiła około 500–600°C. Następnie ten sam koc wykorzystano do stłumienia pożaru pojazdu elektrycznego, gdzie temperatura pożaru wzrosła do 1325°C podczas krótkotrwałego zdarzenia związanego z termiczną ucieczką ciepła z baterii. Koc skutecznie wytrzymał skrajne temperatury. Istotne jest używanie jasnego koca, aby wykryć uszkodzenia, pęknięcia lub rozdarcia po użyciu. Mimo, że po użyciu koc może zmienić kolor, może być ponownie używany przez ograniczony czas. Jednak po długotrwałym kontakcie z ogniem podczas pożaru baterii litowych, staje się nieodpowiedni do dalszego użytku w wyniku zanieczyszczenia gazami fluorowodoru (HF) i innymi toksycznymi substancjami.
Rysunek 5. przedstawia pomiary temperatury pożaru i stan koców po długotrwałym użyciu podczas pożarów obu rodzajów pojazdów.
Rys. 5. Badania odporności koca gaśniczego: a) pomiar temperatury pożaru pojazdu spalinowego i widok stanu koca, b) pomiar temperatury pożaru pojazdu elektrycznego, c) widok stanu koca po stłumieniu pożaru pojazdu elektrycznego [25]
Średnia moc rozwiniętego pożaru pojazdu elektrycznego jest porównywalna ze średnią mocą pożaru pojazdu o napędzie spalinowym (ok. 5 MW) [6]. Zjawisko to ma swoje źródło w zastosowaniu materiałów sztucznych w konstrukcji pojazdów, gdzie ich ilość ma decydujący wpływ na intensywność pożaru. Procedury gaśnicze przebiegają w podobny sposób, przy zachowaniu priorytetu szybkiego wygaszenia zagrożenia i ograniczenia ryzyka rozprzestrzenienia się ognia na inne pojazdy w okolicy.
Ponieważ pożary pojazdów elektrycznych dotyczą nie tylko zdarzeń drogowych, ale też mogą zdarzyć się w lokalizacjach ich postoju, np. w garażach podziemnych, formułowane są odpowiednie przepisy i zalecenia dotyczące wyposażania budynków – zarówno nowo projektowanych, jak i już istniejących – w rozwiązania pozwalające szybko wykryć pożar i umożliwiające zastosowanie środków ograniczających swobodne rozprzestrzenianie się pożaru, przynajmniej do chwili przybycia na miejsce zdarzenia ekip ratowniczych. Przykładowo, zastosowanie niskociśnieniowych systemów mgły wodnej ogranicza rozprzestrzenianie się pożaru poprzez szybkie schładzanie miejsca zdarzenia. Mgła wodna jest aplikowana poprzez specjalistyczne dysze, które rozpylają wodę w postaci drobnych kropelek, co zwiększa powierzchnię chłodzenia i absorpcji ciepła. Systemy zapobiegania pożarom pojazdów elektrycznych w budynkach i garażach podziemnych są przedmiotem rozważań w innych publikacjach, np. [27] czy projektach badawczych, np. SUVEREN [28].
Szkolenia dla służb ratowniczych
Aby efektywnie i bezpiecznie gasić pożary pojazdów elektrycznych, służby ratownicze muszą przejść specjalistyczne szkolenia obejmujące teoretyczne podstawy pożarów EV, w których istotne jest zrozumienie budowy pojazdów elektrycznych, w tym lokalizacji akumulatorów, systemów elektrycznych oraz potencjalnych punktów zapłonu, a także ryzyka związanego z akumulatorami litowo-jonowymi, mechanizmów termicznej ucieczki czy zachodzących reakcji chemicznych podczas użytkowania i pożaru. Praktyczne ćwiczenia gaśnicze – w tym ćwiczenia z użyciem wody, pian gaśniczych, środków chemicznych oraz systemów mgły wodnej w symulowanych warunkach pożarowych – pozwalają na opanowanie technik gaszenia pożarów. Ponieważ technologia pojazdów elektrycznych cały czas ewoluuje, nieodzowna staje się nauka obsługi nowego sprzętu do gaszenia pożarów, systemów monitorowania oraz automatycznych systemów gaśniczych. Mając cały czas na uwadze bezpieczeństwo, opracowywane i rozwijane są sposoby ewakuacji i zabezpieczenia terenu (miejsca) zdarzenia, w tym zasady ewakuacji osób z płonącego pojazdu oraz zabezpieczenia miejsca zdarzenia przed dalszym rozprzestrzenianiem się pożaru [29]. Użycie odpowiednich środków ochrony osobistej, takich jak odzież ochronna, aparaty oddechowe oraz detektory gazów, stanowi najbardziej istotny element w opracowywaniu procedur bezpieczeństwa. Ponieważ pożary pojazdów nigdy nie przebiegają identycznie, bardzo ważne jest przeprowadzanie scenariuszy awaryjnych, które symulują pożary pojazdów elektrycznych w różnych warunkach (np. w garażu podziemnym, na autostradzie), oraz dokonanie analizy i oceny reakcji ratowników.
Perspektywy i rozwój innowacji technologicznych przeciwdziałających zagrożeniu pożarowemu pojazdów elektrycznych
Obecnie prowadzone badania skupiają się na kilku kluczowych aspektach:
- Badania nad nowymi materiałami katodowymi, anodowymi oraz elektrolitami mają na celu zwiększenie stabilności termicznej i bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych. Przykładowo, w pracy badawczej z 2024 roku [30] analizowane są zaawansowane technologie związków chemicznych jako dodatków do elektrolitów w celu zwiększenia gęstości energetycznej baterii litowo-jonowych przy jednoczesnym zwiększeniu ich bezpieczeństwa termicznego.
- Rozwój zaawansowanych metod modelowania i symulacji pozwala na lepsze zrozumienie zachowania termicznego i mechanicznego baterii w warunkach awaryjnych. Praca badawcza z 2024 roku [31] skupia się na zaawansowanych metodach modelowania niekontrolowanej propagacji cieplnej w bateriach litowo-jonowych, z wykorzystaniem modeli termodynamicznych i kinetycznych. Przegląd prowadzony jest pod kątem przewidywania różnego zachowania ogniw wpływającego na propagację niestabilności termicznej.
- Prowadzone są prace nad inteligentnymi systemami zarządzania awaryjnego, które będą potrafiły szybko diagnozować i reagować na awarie w celu minimalizacji ryzyka pożaru. Zastosowanie technologii takich jak uczenie maszynowe i głębokie uczenie się pozwala na coraz bardziej efektywne i precyzyjne systemy zarządzania awaryjnego [32].
Przyszłe regulacje i normy dotyczące bezpieczeństwa pojazdów elektrycznych będą musiały uwzględniać specyficzne zagrożenia pożarowe. Obszary, na które należy zwrócić szczególną uwagę, to:
- Standardy materiałowe – opracowanie szczególnych wymagań dotyczących stosowania materiałów ognioodpornych w konstrukcji pojazdów elektrycznych oraz ich aktualizacja. Istnieje potrzeba uwzględnienia najnowszych technologii i materiałów ognioodpornych, które mogą zapewnić lepszą ochronę w przypadku pożaru. Zastosowanie nowoczesnych materiałów, które są bardziej odporne na wysoką temperaturę i zapobiegają rozprzestrzenianiu się ognia, jest kluczowe dla poprawy bezpieczeństwa.
- Testowanie i ocena bezpieczeństwa w różnych warunkach eksploatacyjnych – opracowanie bardziej restrykcyjnych procedur testowania bezpieczeństwa baterii oraz systemów zarządzania energią, np. ulepszone protokoły testowania bezpieczeństwa baterii litowo-jonowych stosowanych w pojazdach elektrycznych, czy też opracowanie zaawansowanych systemów zarządzania termicznego dla baterii pojazdów elektrycznych. Należy również uwzględnić różne warunki eksploatacyjne pojazdu elektrycznego, w tym temperaturę środowiska, obciążenia termiczne, warunki atmosferyczne itp. Dalsze usprawnienia mogą obejmować bardziej szczegółowe scenariusze testowe, które odzwierciedlają różne rzeczywiste sytuacje, w których mogą wystąpić pożary.
- Systemy detekcji i gaśnicze – istniejące normy i regulacje określają minimalne wymagania dla systemów detekcji dymu oraz systemów gaśniczych stosowanych w pojazdach elektrycznych, z uwzględnieniem ich skuteczności i niezawodności. Istnieje potrzeba dokładniejszego określenia specyficznych parametrów technicznych i testowych dla systemów detekcji dymu i gaśniczych, takich jak czułość detektorów, szybkość reakcji, skuteczność gaśnicza różnych substancji, jak również sprecyzowanie definicji itp. Dalsze usprawnienia mogą obejmować także harmonizację tych wymagań międzynarodowych, aby zapewnić jednolitość i bezpieczeństwo na całym świecie. Z uwagi na rosnący poziom złożoności systemów zarządzania energią w pojazdach elektrycznych, istnieje potrzeba lepszej integracji systemów detekcji dymu i gaśniczych z tymi systemami. Usprawnienia w normach powinny obejmować wytyczne dotyczące interakcji między różnymi systemami pojazdu, aby zapewnić skuteczną reakcję na awarie.
- Edukacja i świadomość – normy powinny promować edukację i wysoką świadomość użytkowników oraz personelu serwisowego na temat bezpiecznego użytkowania i obsługi pojazdów elektrycznych, w tym właściwego reagowania w przypadku pożaru. Wartość przeszkolenia i świadomości nie może być przeceniana, ponieważ może to znacząco przyczynić się do redukcji ryzyka wypadków.
Poprawa i aktualizacja powyższych aspektów w normach i regulacjach będzie kluczowa dla dalszego zwiększania bezpieczeństwa pojazdów elektrycznych i minimalizacji ryzyka związanego z pożarami.
Wnioski
Podsumowując, gaszenie pożarów pojazdów elektrycznych wymaga specjalistycznej wiedzy i zastosowania odpowiednich środków gaśniczych, takich jak woda, piany gaśnicze, środki chemiczne oraz systemy mgły wodnej. Nowoczesne technologie, takie jak automatyczne systemy gaszenia pożarów i systemy monitorowania termicznego, zwiększają skuteczność działań ratowniczych. Służby ratownicze muszą przechodzić zaawansowane szkolenia, aby efektywnie radzić sobie z pożarami EV, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo dla siebie i innych.
W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie pojazdami elektrycznymi, które są postrzegane jako kluczowy element przyszłości mobilności z uwagi na ich niską emisyjność oraz osiągi. Jednakże rosnąca liczba pojazdów elektrycznych stawia przed naukowcami i inżynierami wyzwania związane z bezpieczeństwem, zwłaszcza w kontekście zagrożeń pożarowych związanych z akumulatorami litowo-jonowymi. Dlatego też dążenie do minimalizacji ryzyka pożarów jest kluczowym elementem rozwoju i wdrażania pojazdów elektrycznych, przyczyniając się do ich bezpiecznego i szerokiego stosowania na całym świecie.
Literatura:
- Licznik elektromobilności, PSPA, https://psnm.org/research/licznik-elektromobilnosci/ (dostęp 24.08.2024)
- Dorsz, A.; Lewandowski, M. Analysis of Fire Hazards Associated with the Operation of Electric Vehicles in Enclosed Structures. Energies 2022, 15, 11. https://doi.org/10.3390/en15010011
- He, X., Solid-State and Polymer Batteries 2023-2033: Technology, Forecasts, Players. Revolutionary approach for the battery business and potential EV game-raisers. IDTechEx Research Report 2023 https://www.idtechex.com/en/research-report/solid-state-and-polymer-batteries-2023-2033-technology-forecasts-players/917 (dostęp 20.08.2024)
- Bisschop, R., Willstrand, O., Amon, F., Rosengren, M.; Fire Safety of lithium-Ion Batteries in Road Vehicles. RISE Research Institutes of Sweden AB, Report 2019:50 ISBN: 978-91-88907-78-3, Boras 2019 https://www.nafi.info/wp-content/uploads/2019/07/Fire-safety-batteries-RISE.pdf (dostęp 23.08.2024)
- Ruiz, V., Pfrang, A., Kriston, A., Omar, N., Van den Bossche, P. Boon-Brett, L.; A review of international abuse testing standards and regulations for lithium ion batteries in electric and hybrid electric vehicles, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 81, Part 1, 1427-1452, 2018, ISSN 1364-0321, https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.195
- Kielin, J., Kołodziejczyk, T., Majka, I., Tępiński, J., Zboina, J.; Prowadzenie działań ratowniczych podczas zdarzeń z udziałem pojazdów z napędem elektrycznym. ISBN: 978-83-958583-6-9, Józefów 2023. DOI: 10.17381/2023.2
- Zestawienia statystyczne interwencji Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej https://www.gov.pl/web/kgpsp/interwencje-psp (dostęp 28.08.2024)
- Edmondson, J., Collins, R.; Fire Protection Materials for Electric Vehicle Batteries 2024-2033. IDTechEx Research Report 2023. https://www.idtechex.com/en/research-report/fire-protection-materials-for-ev-batteries-2024-2034-markets-trends-and-forecasts/988 (dostęp 20.08.2024)
- https://electrek.co/2018/08/22/tesla-model-s-caught-fire-driving-highway/ (dostęp 20.08.2024)
- https://www.theverge.com/2019/6/27/18761067/nio-es8-electric-suv-recall-battery-fires-china (dostęp 21.08.2024)
- Schmidt, T.; Pojazdy hybrydowe i elektryczne w praktyce warsztatowej. WKŁ, Warszawa 2020, ISBN 978-83-206-2011-5
- Wytyczne dla służb ratowniczych – Audi e-tron g-tron https://www.audi.pl/dam/nemo/pl/dzialy/strefa-klienta/karty-ratownicze/Wytyczne_dla_s%C5%82u%C5%BCb_ratunkowych_Samochody_z_nap%C4%99dami_alternatywnymi.pdf (dostęp 26.08.2024)
- Broszura VTT Technical Research Centre of Finland https://www.vttresearch.com/en/ourservices/battery-technologies (dostęp 27.08.2024)
- ISO 26262-1:2018 Road vehicles — Functional safety https://www.iso.org/standard/68383.html (dostęp 27.08.2024)
- UN R100 Agreement Concerning the Adoption of Harmonized Technical United Nations Regulations for Wheeled Vehicles, Equipment and Parts which can be Fitted and/or be Used on Wheeled Vehicles and the Conditions for Reciprocal Recognition of Approvals Granted on the Basis of these United Nations Regulations https://unece.org/transport/documents/2022/03/standards/regulation-no-100-rev3 (dostęp 27.08.2024)
- IEC 62660-3:2022 Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Part 3: Safety requirements https://webstore.iec.ch/en/publication/65084 (dostęp 27.08.2024)
- Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/858 z dnia 30 maja 2018 r. w sprawie homologacji i nadzoru rynku pojazdów silnikowych i ich przyczep oraz układów, komponentów i oddzielnych zespołów technicznych przeznaczonych do tych pojazdów, https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX%3A32018R0858
- Dyrektywa 2006/66/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 6 września 2006 r. w sprawie baterii i akumulatorów oraz zużytych baterii i akumulatorów, https://eur-lex.europa.eu/legal-content/pl/ALL/?uri=CELEX%3A32006L0066
- Strona internetowa National Highway Traffic Safety Administration https://www.nhtsa.gov/laws-regulations (dostęp 27.08.2024)
- Normy chińskie GB dotyczące standardów bezpieczeństwa pojazdów elektrycznych https://www.chinesestandard.net/PDF.aspx/GB38031-2020 (dostęp 27.08.2024)
- Global Technical Regulations (GTRs) https://unece.org/transport/standards/transport/vehicle-regulations-wp29/global-technical-regulations-gtrs (dostęp 27.08.2024)
- VDMA 24994:2024-08 Wymagania testowe dla szaf ognioodpornych do przechowywania akumulatorów litowo-jonowych w przypadku niekontrolowanego wzrostu temperatury, Tytuł niemiecki: Prüfanforderungen für feuerwiderstandsfähige Lagerschränke für Lithium-Ionen-Batterien im Falle eines Thermal Runaway https://www.dinmedia.de/en/technical-rule/vdma-24994/381746586 (dostęp 29.08.2024)
- Strona internetowa z kartami ratowniczymi wszystkich typów pojazdów https://www.kartyratownicze.pl/ (dostęp 28.08.2024)
- Wytyczne dla służb ratunkowych. Samochody osobowe, vany i terenowe według standardu ISO 17840-3 Mercedes Benz, 2021 https://rk.mb-qr.com/pl/ (dostęp 27.08.2024)
- Fire Isolator, Fire Research on EV-Car Fires. Nordjyllands Testcenter, Denmark, 18 November 2021 https://fireisolator.com/wp-content/uploads/2022/01/FireIsolator-Research-Raport.pdf (dostęp 27.08.2024)
- Strona internetowa dot. gaśnic litowych https://gasnice-do-baterii.pl/ (dostęp 28.08.2024)
- Siemiątkowski, G.; Stałe urządzenia gaśnicze na mgłę wodną. Projektowanie systemów mgły wodnej – cz. 2. Garaże podziemne. Rynek Instalacyjny, nr 7-8, 2022 https://www.rynekinstalacyjny.pl/artykul/instalacje-ppoz/147036,stale-urzadzenia-gasnicze-na-mgle-wodna
- Projekt badawczy SUVEREN – Increasing safety in underground urban spaces with the use of new energy carriers, Germany https://www.suveren-nec.info/suveren4parking/?lang=en (dostęp 28.08.2024)
- Standardowe zasady postępowania podczas zdarzeń z samochodami z napędem elektrycznym oraz hybrydowymi, Komenda Główna Państwowej Straży Pożarnej, maj 2023r. https://www.gov.pl/web/kgpsp/zatwierdzono-standardowe-zasady-postepowania-podczas-zdarzen-z-samochodami-z-napedem-elektrycznym-oraz-hybrydowym--material-opracowany-przez-zespol-zadaniowy-komendanta-glownego-psp (dostęp 28.08.2024)
- Lei, Y. et al. Recent Progress on Multifunctional Electrolyte Additives for High-Energy-Density Li Batteries – A Review. ChemElectroChem 2024, 11, https://doi.org/10.1002/celc.202300702
- Peng, R. et al.; Thermal runaway modeling of lithium-ion batteries at different scales: Recent advances and perspectives, Energy Storage Materials, 2024, 69, 103417, https://doi.org/10.1016/j.ensm.2024.103417
- Cui, Y.; Shen, X.; Zhang, H.; Yin, Y.; Yu, Z.; Shi, D.; Fang, Y.; Xu, R. Intrinsic Safety Risk Control and Early Warning Methods for Lithium-Ion Power Batteries. Batteries, 2024, 10, 62. https://doi.org/10.3390/batteries10020062
