За последние три месяца у Tesla произошло три возгорания электрокаров – в Шанхае, в Гонконге и в Сан-Франциско. А за последних несколько лет таких случаев было 14.
И, конечно, Tesla не единственный автопроизводитель, чьи электромобили иногда горят. Это, несомненно, пугает потребителей. Ведь основная часть автомобилистов – это люди, не настроенные рисковать. Им нужен надежный транспорт, от которого не ждешь, что он может загореться в любую минуту.
Почему происходят возгорания электрокаров
В основном – из-за ДТП, но иногда это самопроизвольные воспламенения, к примеру, когда электрокар стоит припаркованный.
Последний пожар Tesla Model S, случившийся 21 апреля в Шанхае, был именно таким. Стоявший на паркинге, электрокар неожиданно начал дымить, а затем взорвался, что засняла камера видеонаблюдения. При этом, авто не только сгорело само, но и повредило рядом стоящие машины.
Инцидент в Гонконге похож – в этом случае электрокар загорелся во время подзарядки. А черед 2 недели после него, в Сан-Франциско, Tesla Model S самовоспламенилась, когда стояла в гараже дома.
Все эти случаи автопроизводитель пока расследует. Но уже на прошлой неделе обновил программное обеспечение для снижения риска возгорания батареи, разослав его десяткам тысяч владельцев авто.
Нечто похожее случилось и у китайского стартапа NIO, подтвердившего самовозгорание электрокара, находившегося в ремонтной мастерской. Для уменьшения риска воспламенения батареи инженеры NIO внесли правки в настройки управления зарядом и температурой батареи.
Сообщалось о пожарах с Chevrolet Volt, Jaguar I-PACE, Fisker Karma, Mitsubishi i-MiEV и иными электромобилями.
Горят не только электрокары
Все знают, что смартфоны, ноутбуки и иные гаджеты, оснащенные литий-ионными аккумуляторами, иногда горят. В связи с этим некоторые крупные авиакомпании даже внесли изменения в правила перевозки личных вещей и багажа.
Горят и транспортные средства на ДВС. Так, международная ассоциация пожарных и спасательных служб отмечает, что по статистике 17% всех происходящих в мире пожаров связаны с автотранспортными средствами на ДВС. То есть, электрокары горят ничуть не чаще, чем автомобили на традиционном топливе.
Причины возгорания электрокаров
На самом деле, технология литий-ионных батарей, конечно же, очень эффективна. Весь мир сегодня пользуется ею, получив возможность быть всегда на связи и использовать компактные электронные устройства. То есть, эта технология по-настоящему изменила мир.
Но она не совершенна. Чувствительные к колебаниям температур и повреждениям компоненты батарей, иногда перегреваются. А производителям не всегда удается сконструировать аккумулятор одновременно емкий, но долговечный и безопасный.
Главные причины возгорания аккумуляторов:
а) самая частая – короткое замыкание, возникающее из-за
- механического повреждения ячеек;
- нарушения технологии производства – неровная нарезка электродов или попадание металлических частиц между анодом и катодом, что приводит к повреждению сепаратора;
- прорастание цепочек лития через сепаратор. Случается при слишком быстрой зарядке, низких температурах, а также из-за превышения емкости катода над емкостью анода.
б) перегрев аккумулятора из-за высоких температур окружающей среды;
в) неправильная зарядка/разрядка (превышение максимально допустимого напряжения, зарядка на высоких токах, слишком большая разрядка, и т. д.).
Как это происходит: короткое замыкание приводит к перегреву. При достижении 70-90 °C, проводящий защитный слой анода начинает деградировать. Литий вступает в реакцию с электролитом, выделяя этан, метан, этилен и т.д. Температура и давление в батарее продолжает расти, и когда достигает 180-200 °C, материал катода начинает выделять кислород. Это приводит к еще большему поднятию температуры и возгоранию.
Возгорания электрокаров – как предотвратить
Сейчас – это главная задача автопроизводителей. И именно она заставляет ученых искать новые технологии.
Самые большие надежды возлагают на твердотельные батареи, в которых горючий электролит заменен твердым керамическим материалом. Но доступность этой технологии прогнозируют не ранее, чем через 5 лет.
Пока же производители фокусируют свое внимание на минимизации проблем с литиевыми батареями. Достигается это за счет корректировки программного обеспечения, способного отслеживать поведение батареи, и при необходимости принимающего меры безопасности.
Конструкция батареи Audi e-tron
Что делают производители
Прежде всего, анализируют причины возгораний. К примеру, в нескольких пожарах электрокары Тесла загорелись из-за повреждения днища кузова дорожным мусором. Эту ситуацию исправили путем укрепления днища.
В других инцидентах в результате ДТП повреждался корпус батарейного блока, что приводило к замыканию и возгоранию. Так что производители сейчас начали делать корпуса аккумуляторов укрепленными.
К примеру, у Audi e-tron его 95-кВт*ч батарея упакована в необычный корпус – многослойный, с алюминиевым щитом, внешним каркасом, и внутренним скелетом. При сильном механическом воздействии такая конструкция блока перераспределяет энергию удара, не позволяя ячейкам повреждаться. Также батарея e-tron снабжена контроллером температуры, и системой, направляющей вытекание хладагента наружу из ячеек в случае их повреждения. Все это существенно снижает риск возникновения короткого замыкания.
