Varför branden som förbrände en Tesla var en sådan mardröm att släcka
Den 23 mars rammade en 38-årig man som körde en Tesla Model X med huvudet först in i en oskärmad motorvägsmedian när han färdades söderut på US Highway 101 nära Mountain View, Kalifornien. Två andra fordon backade sedan SUV:n, som fattade eld efter att föraren, som senare dog av sina skador, drogs ur vraket.
Enligt nyhetsrapporter stängde bilbranden av motorvägen i 5 timmar, brandmän behövde speciella dräkter för sanering och var vid ett tillfälle tvungna att ringa Tesla för att få hjälp med att begränsa branden. På tisdagen (27 mars) meddelade USA:s nationella transportsäkerhetsstyrelse (NTSB) en fältundersökning av händelsen.
”Här har vi ett elfordon inblandat i en brand efter kraschen. … Spelade batterierna en roll i det? Gjorde batterierna det svårare för branden att släckas?” NTSB talesman Chris O’Neil berättade för The Washington Post.
Dessa är alla utmärkta frågor som Tesla-förare kanske längtar efter att ha besvarat.
Men är det mer sannolikt att Teslas tar eld än andra bilar? Och när de börjar brinna, varför är de en sådan mardröm att släcka?
De begränsade tillgängliga data tyder på att elfordon inte är mer benägna att batteribränder – men deras litiumjonbatterier kan bränsle till hetare bränder som släpper ut giftiga ångor och är svårare att släcka, säger experter.[The Surprising Physics of 7 Everyday Things]
Större energitäthet
Batterierna som driver en typisk bensindriven bil skiljer sig från batterierna i ett elfordon. De förra är blysyrabaserade, med lägre energidensiteter – vilket innebär att de bär mindre energi på samma mängd utrymme – än de kompakta, uppladdningsbara litiumjon- eller Li-ion-batterierna som driver elfordon, inklusive Tesla-modellen X.
Ett vanligt 12-volts ”litet” bensindrivet bilbatteri ger ungefär 0,5 kilowattimmar (kWh) energi. Eftersom det helt elektriska batteriet i Model X kommer med 75- till 100-kWh-batterier, betyder det att ungefär 150 till 200 normala bilbatterier skulle behövas för att driva SUV:n.
En annan skillnad mellan batteriet du kan hoppa i en bensindriven bil och det du hittar under en Model X-huv är att medan blybatterier kan självantända med små bränder, kan de inte hoppa in i andra delar av batteriet för att antända dem och orsaka en kedjereaktion. Detta kan dock hända i litiumjonbatterier, säger Peter Sunderland, professor i brandskyddsteknik vid University of Maryland. Ibland, när ett litiumjonbatteri blir skadat, kortsluts det. Den resulterande gnistan kan antända det närliggande litiumet, och litiumet bredvid det, tills hela batteriet brinner.
Tricket med att designa ett elbilsbatteri är i synnerhet att balansera fördelarna med högre energitäthet – vilket gör att elbilarna kan gå längre på varje laddning – med tillhörande risker för batterignistor. ”Högre energitäthet betyder en högre risk för extern gnistbildning,” berättade Arunachalanadar Mada Kannan, professor i teknik vid Arizona State University, till WordsSideKick.com.
Oftare i elbilar inträffar dock litiumjonbatteribränder på grund av termisk rusning, eller den spontana explosionen av batteriet tack vare en uppbyggnad av värme i cellerna inuti. I sitt senaste blogginlägg noterade Tesla att batteripaketen i företagets elfordon var designade med brandväggar, så att en brand skulle sprida sig tillräckligt långsamt för att ge föraren tid att gå ur bilen.
Li-ion batteribränder kan vara mycket intensiva och avge stora mängder värme och rök eller gas, sa Bengt-Erik Mellander, professor i subatomär och plasmafysik vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg, Sverige, till WordsSideKick.com i ett mejl.
De senaste högprofilerade Tesla-bränderna har startat efter att batteriet skadades på något sätt.
”Krocken i Mountain View var mycket våldsam, hackade av framsidan av bilen och skadade allvarligt framsidan av batteriförvaringen under bilen (såvitt jag kan se),” skrev Mellander. I branden 2013 skadades även Model S:s batterifack före branden, när ett felaktigt metallföremål träffade underredet.
Återkomsten av en gammal debatt
Den senaste Model X-kraschen har fört tillbaka debatten om huruvida elfordon (EV) är säkrare än bensin- och dieseldrivna fordon när det kommer till bilbränder. (Separat frågar utredarna om Teslas halvautonoma autopilotläge bidrog till kraschen.)
Det är inte första gången en Tesla har fattat eld. 2013 upplevde en Tesla Model S som körde nära Seattle en oväntad brand i sitt bilbatteri. Videor och bilder av det brinnande infernot stänkte över media och Teslas aktie föll innan företagets vd Elon Musk kom in för att dämpa konsumenternas oro. I sin blogg gjorde Musk några snabba beräkningar för att fastställa att ”Du är 5 gånger mer sannolikt att uppleva en brand i en konventionell bensinbil än en Tesla!”
Faktum är att den begränsade tillgängliga statistiken tyder på att elfordon inte är mer benägna att bränder, noterade Mellander.
För att ytterligare minimera riskerna ”måste något göras på fabriken där dessa batterier tillverkas”, sa Sunderland. ”Bättre kvalitetskontroll, bättre forskning och utveckling för att säkerställa att batterimaterialen uppfyller standarderna.”
Mardrömsrensning
Även om elbilar kanske inte är mer brandbenägna, ”är riskerna och strategierna att använda i händelse av en olycka och en efterföljande brand annorlunda än för bränder i konventionella bilar,” sa Mellander.
Sunderland höll med. Även om brandmän vet hur man hanterar bensinbränder, är denna personal inte lika välutbildad i att hantera elektriska utsläppsrisker. ”Med en bensinbrand vet de att om de får tillräckligt med vatten på den kommer den att slockna”, sa han. ”Men med en djupt liggande brand är det svårt att spruta vattnet tillräckligt djupt in i batteriet för att stoppa branden.”
Slate rapporterade att brandmän som försökte släcka 2013 års Model S bilbrand i Seattle hade problem och ”slutade med att använda en cirkelsåg för att skära ett hål som skulle tillåta dem att hälla vatten direkt på batteriet.”
I en eldig Tesla-krasch in i en barriär i Österrike fortsatte bilen att tändas igen, vilket tvingade brandmännen att slåss mot lågorna i timmar. Bilen var tvungen att sättas i karantän i 48 timmar för att ta bort riskerna för återupptändning, rapporterade Jalopnik.
Dessutom kan litiumjonbränder frigöra höga halter av ”giftiga gaser” såsom kolmonoxid, sot, vätefluorid och partiklar av nickeloxider; aluminium; litium; koppar; och kobolt, enligt en Tesla Model X nödåtgärdsguide. Som ett resultat måste brandmän bära en fristående andningsapparat och bör använda slangar som sprejar dimma och speciella ventilationsfläktar som trycker ut luft med hög hastighet för att skydda åskådare i vinden mot branden, enligt guiden.
Brandmän behöver mer utbildning, men verkligheten är att bränder i elfordon inte händer så ofta, sa Sunderland.
Men om många fler elfordon tar sig ut på vägarna i framtiden kan dessa bränder bli vanligare och brandmän kommer att behöva veta hur man säkert släcker dem.
I slutändan bör olyckor som denna inte avskräcka konsumenter från att investera i renenergifordon, sa Sunderland. ”Dödsfall är bakslag, men hjälp oss att acceptera att det aldrig finns noll risk med elbilar,” sa han.
Originalartikel om Live Science.
