Противопожарная защита электромобилей и гибридных транспортных средств



Без проведения надлежащей оценки риска возрастает вероятность возгорания автобуса. Все больше и больше транспортных средств на наших дорогах являются электрическими или гибридными транспортными средствами (EV и HEV), поскольку происходит глобальный переход на возобновляемые виды топлива. Знания о пожароопасности транспортных средств с этими новыми источниками энергии ограничены. Последствия, связанные с рисками литий-ионных аккумуляторов в случае неисправности, могут быть очень серьезными, например, если на водителя воздействуют выбросы газа или пожар/взрыв, и поэтому необходимы дополнительные исследования в этой области.

Отправить заявку

Хранение большого количества энергии, будь то в больших батареях, используемых в устройствах или в батареях, используемых в электромобилях, может быть опасным по своей природе, поскольку энергия, хранящаяся в замкнутом пространстве, пытается вырваться, иногда насильственно. В результате литий-ионные аккумуляторы подвержены самовозгоранию и последующему взрыву из-за перегрева. Перегрев может быть вызван коротким замыканием, быстрой разрядкой, перезарядкой, производственным браком, плохой конструкцией или механическим повреждением, а также многими другими причинами. Это может привести к тепловому разгону и выбросу легковоспламеняющегося электролита. Тепловой разгон производит достаточно тепла, чтобы вызвать воспламенение соседних ячеек батареи, что приводит к возгоранию, которое многократно вспыхивает в каждой ячейке.

Перспективы риска и управление рисками

Разница между транспортными средствами с двигателями внутреннего сгорания и EV/HEV с точки зрения риска заключается в расположении и характере потенциальных источников возгорания. В автомобилях с двигателями внутреннего сгорания расположение большинства источников возгорания сосредоточено в районе моторного отсека. В транспортных средствах EV/HEV потенциальные источники возгорания могут быть расположены в разных частях транспортного средства, что означает, что необходимо учитывать большее количество защитных зон и часто вместе с комбинацией различных средств пожаротушения из-за чувствительности электрических компонентов и типа пожара.

Перед любой установкой систем пожаротушения необходимо провести анализ пожароопасности, чтобы определить потенциальную опасность возгорания. Затем оцениваются серьезность и вероятность, чтобы разработать оптимальное решение по противопожарной защите транспортного средства. Метод «Процедура управления пожарным риском для транспортных средств», выпущенный научно-исследовательским институтом RISE в Швеции, используется в качестве основы для проведения оценок пожарного риска. Процесс управления пожарным риском включает следующие этапы:

  1. Идентификация опасности

  2. Количественная оценка риска

  3. Качественная оценка риска

  4. Сокращение рисков

Опасность возгорания существует там, где возможно взаимодействие между топливом, источниками воспламенения и кислородом. Процесс идентификации опасностей направлен на то, чтобы ответить, где это могло произойти, когда это могло произойти, как это могло произойти и почему это могло произойти.

После идентификации опасностей риски должны быть количественно определены методом оценки рисков. Цель состоит в количественной оценке рисков таким образом, чтобы их можно было отсортировать по приоритету и необходимым действиям. В автомобильной промышленности часто используется метод анализа видов и последствий отказов. Этот метод также может применяться для количественной оценки риска возгорания транспортного средства. Идентифицированным опасностям (типам отказов) присваиваются номера приоритета риска на основе количественных оценок вероятности возникновения, серьезности и вероятности неудачного обнаружения. Каждая из количественных оценок производится по относительной шкале, где более высокий рейтинг способствует более высокому оценочному номеру приоритета риска. Серьезность пожара можно определить количественно, оценив возможные последствия для транспортного средства, водителя и любых пассажиров, а также для окружающей среды.

Когда пожарные риски определены количественно, они должны быть отсортированы, чтобы обеспечить общее представление об изображении рисков. Оценка риска, которая выполняется на основе матрицы оценки пожарного риска, направлена ​​на предоставление этого обзора и отделение рисков, которые необходимо устранить, от рисков, которые являются приемлемыми.

После процесса оценки риска должен быть разработан план действий для каждого выявленного пожарного риска. Меры по снижению риска могут быть организованы в виде иерархической структуры, в которой следует рассматривать меры на каждом уровне.

  1. Устранение или минимизация рисков по замыслу

  2. Пассивные и активные системы противопожарной защиты

  3. Улучшенные процедуры обслуживания и очистки

  4. Улучшение процедур обучения и качества

Временное многозонное противопожарное решение

В настоящее время на рынке нет комплексного решения для смягчения последствий пожара. Тем не менее, разработано промежуточное многозонное противопожарное решение с полным охватом в ответ на насущную потребность. Неагрессивное огнетушащее вещество на жидкой основе используется как часть комплексного системного решения и обеспечивает эффективную охлаждающую способность для замедления развития пожара, обеспечивая безопасную эвакуацию пассажиров.

Чтобы охватить все области риска в автобусе EV или HEV, основные сценарии риска разделены на четыре зоны защиты:

  • Зона 1. Дополнительный обогреватель и кондиционер – защита от возможного возгорания из-за утечки легковоспламеняющегося топлива, распыляемого на горячие поверхности и т. д.

  • Зона 2. Аккумуляторный отсек – защита аккумуляторов от постороннего возгорания, локализация пожара при возгорании/тепловом разгоне аккумуляторов.

  • Зона 3. Электрический шкаф — защита от возгораний, связанных с электричеством, из-за коротких замыканий, дуги и т. д.

  • Зона 4. Моторный отсек – защита, установленная для двигателя внутреннего сгорания (ГЭМ) и отсека с электрическими компонентами (ЭМ) от возможного возгорания из-за утечки легковоспламеняющегося топлива, распыляемого на горячие поверхности и т. д.

Затем различные зоны защищаются различными способами с помощью надежных систем обнаружения и подавления — как на жидкостной, так и на газовой основе.

Обязательная установка систем пожаротушения в городских и междугородных автобусах

Документы включают процедуру огневых испытаний систем пожаротушения моторных отсеков городских и междугородных автобусов с четырьмя испытаниями.

Обязательна установка систем пожаротушения на новых типах транспортных средств одноэтажных, двухэтажных, жестких или сочлененных транспортных средствах, в частности, транспортных средствах вместимостью более 22 пассажиров – «III класс». Транспортные средства класса III предназначены исключительно для перевозки сидячих пассажиров, чаще называемых «автобусами». 

Обязательно устанавливать системы пожаротушения на новые типы транспортных средств одноэтажных, двухэтажных, жестких или сочлененных транспортных средств, а также на транспортные средства вместимостью более 22 пассажиров. Транспортные средства класса I сконструированы с местами для стоящих пассажиров, чтобы обеспечить частое перемещение пассажиров, а транспортные средства класса II сконструированы в основном для перевозки сидящих пассажиров и предназначены для перевозки стоящих пассажиров в проходе и/или в зоне, не превышающей места, предусмотренного для двух двухместных сидений, чаще называемых «городскими автобусами и междугородними автобусами».

Требование по установке систем пожаротушения распространяется на транспортные средства. Требование применяется к транспортным средствам с двигателем внутреннего сгорания или отопителем внутреннего сгорания, расположенным в задней части кабины водителя. Следовательно, автобусы EV и HEV в настоящее время исключены из этого требования.

Предстоит обязательная установка систем пожаротушения в автобусах с двигателем внутреннего сгорания. Будущие исследования будут направлены на разработку будущих стандартов и правил.

Исследование пожарной безопасности литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы все еще являются относительно новой технологией, а безопасность литий-ионных аккумуляторов является областью научных исследований в последнее время. Правила и стандарты в некоторой степени отстают. Многозонное противопожарное решение находится в авангарде исследований и участвует в нескольких проектах, связанных с пожароопасностью литий-ионных аккумуляторов в транспортных средствах, чтобы найти решения для снижения рисков и последствий теплового инцидента в литий-ионных аккумуляторах или в связи с ними, в тяжелых коммерческих HEV и EV, таких как автобусы и грузовики. Исследование возглавляет один из самых передовых исследовательских проектов под названием Li-IonFire.

Текущие исследования приведут к будущим решениям в области безопасности, включая проектирование системы, размещение батареи, мониторинг и анализ существующих данных с помощью системы управления батареями (BMS), чтобы обеспечить раннее обнаружение неисправности батареи, чтобы отключить батарею до того, как произойдет полный тепловой разгон. Кроме того, цель состоит в том, чтобы исследовать, в какой степени системы пожаротушения могут применяться к транспортным средствам с литий-ионными батареями оптимальным образом, включая уточнение состава огнетушащих веществ и возможную интеграцию с литий-ионными батареями. Кроме того, будут проведены исследования на предмет возможного использования чувствительных датчиков дыма с системами управления, интегрированными в систему управления CAN-шиной автомобиля. Основная цель заключается в привлечении к разработке будущих стандартов и правил.

Пожары в литий-ионных батареях случаются редко, но они серьезны, и их очень трудно потушить после того, как они полностью разовьются. Таким образом, раннее обнаружение будет иметь ключевое значение для любого предстоящего решения.

Отправить заявку