ハリケーン「ヘレン」と「ミルトン」による洪水 数十億ドルの損害 2024年9月から10月にかけて南東部を横断し、建物を基礎から押し倒し、道路や橋を掘り崩しました。それはまた、何十もの問題を引き起こしました 電気自動車およびその他のバッテリー駆動の物体スクーターやゴルフカートなどに引火する恐れがあります。
ある集計によると、11 台の電気自動車と 48 個のリチウムイオン電池が火災にさらされた後に発火しました。 ヘレネからの塩辛い洪水。場合によっては、これらの火災が 家庭に広がる。
リチウムイオン電池パックが発火すると、 有毒なフュームを放出し、激しく燃焼する そして出すのが非常に難しい。多くの場合、消防士の唯一の選択肢は、自然に燃え尽きるのを放置することです。
特にこれらのバッテリーを塩水に浸すと、「カチカチ時限爆弾」とフロリダ州消防保安官ジミー・パトロニスの言葉を借りました。バッテリーが浸水してもすぐに発火するとは限らないからだ。米国道路交通安全局によると、 ハリケーン・イアンにより約36台のEVが浸水 2022年にフロリダ州で火災が発生し、その中には嵐の後、平台トレーラーで牽引されていたものも含まれていた。
多くの消費者はこのリスクを認識していませんが、リチウムイオン電池は EV やハイブリッドカー、電動自転車やスクーター、電動芝刈り機、コードレス電動工具などに広く使用されています。
私は 機械エンジニア そして、ますます電化が進む社会におけるバッテリーの安全性の問題の解決に貢献するために取り組んでいます。水とバッテリー火災の危険性について、すべての所有者が知っておくべきことは次のとおりです。
塩水の脅威
リチウムイオン電池火災の引き金となるのは、熱暴走と呼ばれるプロセスであり、これは電池セル内の一連の熱放出反応のカスケードシーケンスです。
通常の動作条件下では、リチウムイオン電池が熱暴走に陥る確率は次のとおりです。 1000万分の1未満。ただし、セルが短絡、過熱、穴あきなどの電気的、熱的、または機械的ストレスにさらされると、この値は急激に増加します。
塩水は水に溶けるため、バッテリーにとって特に問題となります。 導電性があります、つまり電流が流れやすいということです。純水の導電率はそれほど高くありませんが、海水の導電率は 千倍以上高い 淡水よりも。
塩水に浸水した電気自動車は発火する可能性があります。避難して電気自動車やゴルフカートをガレージや建物の下に置き去りにして、そこに行けなくなった、または移動できなくなった場合は、私たちに知らせてください。 /1 pic.twitter.com/dpfiXRAGuR
— ピネラス郡 (@PinellasGov) 2024 年 9 月 28 日
すべての EV バッテリー パックのエンクロージャーは、内部空間を外部の要素から密閉するためにガスケットを使用しています。通常、彼らは、 IP66またはIP67の防水等級。これらの定格は高いですが、バッテリーが長時間 (たとえば 30 分以上) 浸漬された場合に防水であることを保証するものではありません。
バッテリーパックには、バッテリー内の圧力を均一にし、電力を出入りさせるためのさまざまなポートもあります。これらは、パックの筐体内に水が漏れる潜在的な経路となる可能性があります。不適切なシール定格や製造上の欠陥により、バッテリーパックが浸水した場合に水が内部に侵入する可能性もあります。
水がどのようにして火を引き起こすのか
すべてのバッテリーには 2 つの端子があり、1 つはプラス (+) のマークがあり、もう 1 つはマイナス (-) のマークが付いています。電球など、電気を使用して仕事をする装置に端子が接続されると、電池内で化学反応が発生し、電子がマイナス端子からプラス端子に流れます。これ 電流を生成します そしてバッテリーに蓄えられたエネルギーを放出します。
バッテリー内部の化学反応により 2 つの端子間に異なる電位が生じるため、バッテリーの端子間を電子が流れます。この違いは、 電圧とも呼ばれます。異なる電位を持つ金属製のバッテリー端子に塩水が接触すると、 バッテリーがショートする可能性があります、急速な腐食と電気アークを引き起こし、過剰な電流と熱を発生させます。バッテリーパックに浸透する液体の導電性が高いほど、短絡電流と腐食速度が高くなります。
バッテリーパック内の急速な腐食反応により水素と酸素が生成され、バッテリーのプラス側の金属端子から材料が腐食して除去され、マイナス側に堆積します。水が排出された後でも、これらの堆積した物質はバッテリーパック内に残る固体の短絡ブリッジを形成し、遅延熱暴走を引き起こす可能性があります。火災が発生する可能性があります バッテリーが浸水してから数日後。
完全に放電したバッテリー パックであっても、浸水時には必ずしも安全であるとは限りません。リチウムイオン電池は、充電状態が 0% であっても、プラス端子とマイナス端子の間に約 3 ボルトの電位差があるため、プラス端子とマイナス端子の間にある程度の電流が流れる可能性があります。多くのセルが直列に接続されたバッテリーストリング (電気自動車の典型的な構成) では、残留電圧が依然としてこれらの反応を引き起こすのに十分な高さになる可能性があります。
私や同僚を含む多くの科学者は、バッテリーパックが塩水にさらされた後に起こり、熱暴走につながる可能性のある一連の現象を正確に理解するために取り組んでいます。また、浸水したバッテリーパックによる火災のリスクを軽減する方法も模索しています。
これらには、バッテリーパックを密閉するより良い方法を見つけることが含まれる可能性があります。バッテリー端子に、より耐食性の高い代替材料を使用する。バッテリーパック内の露出端子に防水コーティングを施します。
EVオーナーが知っておくべきこと
電気自動車は、ほとんどの状況において、依然として非常に安全に運転および所有できます。ただし、ハリケーンや洪水などの極端な状況では、EV バッテリー パックが水、特に海水に浸らないようにすることが非常に重要です。リチウムイオン電池を搭載した他の製品についても同様です。
EVの場合、これは浸水が起こる前に車を被災区域の外に避難させるか、高台に駐車することを意味する。電動自転車や電動工具などの小型の物体は、建物の上層階に移動したり、高い棚に保管したりできます。
所有する EV が数時間から数日間、特に海水に水没した場合、公安の専門家は次のように推奨します。 火災の危険があるものとして扱う 他の貴重な財産から離れた空き地に置きます。充電や操作をしないでください。バッテリーの損傷を評価するための検査については、製造元に問い合わせてください。
多くの場合、浸水した電気自動車は、さらなる検査のために牽引する必要があります。ただし、水没後は熱暴走が発生する可能性があるため、車を移動させないでください。 専門的に評価されるまで。
ファン・シンユー 機械工学の准教授です。 サウスカロライナ大学。
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