Hírek

---

Tűzoltástaktikai szempontok hibrid és elektromos járműveknél

2022-11-25 08:08:50

Növekvő teljesítmény – több jármű

Az elektromos autók egyre jobb teljesítménye egyértelműen az akkumulátorok fejlődésének, az energiasűrűség hatszorosára növekedésének köszönhető. Ugyanis egy ólom-sav akkumulátor energiasűrűsége 40 Wh/kg, az NCA akkumulátoré 250 Wh/kg. Ezzel függ össze az egy feltöltéssel megtehető távolság, ami az ólom-savas akkumulátorokkal akár 100 kilométer is lehetett, míg ma a csúcskategóriában eléri a 600 km-t. Ezekben a járművekben nikkel-fém hibrid és lítium-ion akkumulátorokat használnak.  Az egyszerűbb szerkezet mellett az elektromos autókban az akkumulátor jelenti a lényeges különbséget oltástaktikai szempontból.

 Az akkumulátortípusok tipikus energiasűrűsége

 

Akku biztonság

Az elektromos járművekben nagy áramerősségre (12 V helyett 300-500 V) és nagy teljesítménysűrűségű akkura van szükség. Itt az anód általában porózus szénből készül, a katód pedig valamilyen lítiumvegyületből. Sokféle katód alapanyag létezik, és tulajdonképpen ez határozza meg a tulajdonságaikat. A Nissan Leafben például lítium-mangán-oxid (LiMn2O4 vagy LMO) alapú akkut használnak, a Tesla Model S lítium-nikkel-kobalt-alumínium-oxidosat (LiNiCoAlO2 vagy NCA). A lítium-vas-foszfát (LiFePO4 vagy LFP) energiasűrűsége a legkisebb, de kevésbé érzékeny a túltöltésre, túlmelegedésre.

Ezzel függ össze, hogy minden gyártó megadja az akkucella minimálisan és maximálisan megengedhető kapocsfeszültségét. Ezek átlépése drasztikus élettartam csökkenést vagy biztonsági kockázatot jelenthet. Minden típus rendelkezik ugyanis egy kritikus hőmérsékletértékkel. Ha e fölé emelkedik az akkumulátorcella hőmérséklete, akkor olyan hőtermelő kémia folyamatok indulnak meg a belsejében, ami önfenntartóvá tud válni, vagyis a cella füstölni, égni kezd.

Mivel a legtöbb lítium-ion akku melegen sokkal jobban teljesít, nagyobb áramot lehet belőlük kivenni, ezért a nagyobb járművekben az akkumulátorok fűthetőek/hűthetőek, hogy mindig megfelelő hőmérséklettartományban tartsák a cellákat.

• A túltöltés a fémes lítium kiválását okozza az anódon, a katód pedig szén-dioxid gázt fejleszt. A gázfejlődés addig növeli a belső nyomást, amíg a burkolat megreped. A levegőben lévő nedvesség reagál a kivált lítiummal, s ez a hőtermelés a teljes akku kigyulladásához vezethet.
• A másik folyamatra a mélykisütésre is érzékenyek az akkumulátorok. Ilyenkor az elektródákon apró dentritek képződnek, amik átszúrják a vékony szeparátort és rövidzárakat hoznak létre. Ez rosszabb esetben ugyancsak káros hőtermeléshez vezet. Ennek megelőzése érdekében az akkucellák hőmérsékletét is folyamatosan ellenőrzik.
• A harmadik lehetőség, hogy a jármű tűz átterjed az akkumulátorra felhevítve azt.

 

Tűzoltástaktikai megfontolások

Maga a jármű égése nem különbözik a hagyományos járművekétől, mivel hasonló anyagokból épül fel. A különbség, hogy amit eddig robbanómotor hajtott meg, azt több kisebb villanymotor működteti, legyen az a szervokormány vagy akár a légkondicionáló rendszer. Mégis a lítium-ion akkumulátorok jelenléte miatt az oltástaktika lényegesen különbözhet.

Arra kell számítani, hogy a lítium-ion akkumulátor égése során nagy mennyiségű mérgező gáz szabadul fel. A kísérleteknél szén-dioxidot és szén-monoxidot mértek. Ezért a legnagyobb körültekintést igényli, amikor az utasok beszorultak a járműbe.

• A felderítésnek a beszorulás módjának megállapítása mellett az akkumulátor érintettségét (Ég, füstöl, vagy az égés kiterjedhet rá?) is meg kell vizsgálni.
• A mentéssel egyidejűleg feladat a jármű áramtalanítása, a vezetékekben itt 300-500V feszültség lehet. Az esetek jó részében az ütközés hatására az elektronika automatikusan kikapcsolja, vagyis áramtalanítja a járművet, amiről meg kell győződni.
• Ha mégis szükséges az áramtalanítás az áramtalanító retesszel, a főbiztosíték, vagy szükség esetén főkábel kijelölt helyen történő elvágásával végezhető el. 

 

Hol az akku?

A hibrid és az elektromos autók közötti lényeges eltérés, hogy

• a hibrideknél az orrészben a hagyományos motor mellett vannak az elektromos berendezések és az akkumulátor rendszerint a csomagtartóban kap helyet.
• Az elektromos járműveknél a nagyméretű akkumulátor a jármű alvázban található.

 

Kábelek jelölése

• A nagyfeszültségű kábelek narancsságra,
• a középfeszültségűek kék színnel jelöltek.

 

Tűzoltás és oltóanyag

A lítium-ion akkumulátorok égésének sajátossága, hogy az anód és katód bomlása

során oxigén szabadul fel, így az égéshez a környezeti levegőből nincs szükség oxigénre. Ebből következően az egyetlen oltási lehetőség az akkumulátor hőmérsékletét lehűteni. A Tűzoltás-taktikai Szabályzat szerint: “a magasfeszültségű akkumulátort tűz esetén vízzel kell elárasztani.”

A kérdés, hogy mennyi oltóvízre van szükség a hatékony oltáshoz? Egy kaliforniai cég kísérletekkel kereste erre a választ. Összesen hat tesztet végeztek el: három esetben a modellautóban olyan helyre tették az akkumulátorokat, mint ahogyan a legtipikusabb hibrideknél van, három esetben pedig a tipikus elektromos autós helyre.

A vizsgálat során mérték:

• az oltás során elhasznált víz mennyiségét,
• az oltáshoz szükséges időt, és
• az égéstermékeket.

Ezek és több Európai teszt alapján számolhatunk egyfajta átlagot.

 

Mire lehet tervezni?

Az oltás tervezéséhez az oltóanyagot és az oltási (működési) időt kell megbecsülnünk. Ezt döntően a jármű és az akkumulátor mérete és az akku hozzáférhetősége (az oltás, hűtés hatékonysága) határozza meg.

Hagyományos meghajtású járműnél az akkumulátor elhanyagolható méretű, ezért az eddigi tapasztalatok alapján a személygépjárművek vízzel történő oltásához kb.

• 2240 liter vízre és
• 38-40 percre van szükség.

Hibrideknél nagyobb az akku (kb. 100-150 kg) és a csomagtartóban jobb a hozzáférhetősége, de a közvetlen oltás akadályozott.  

• Kb. 4000-4500 literrel vízzel
• 75-80 perc oltási idővel számolhatunk.

Elektromos autóknál sokkal nagyobb (400 – 800 kg) az akku, amit nem lehet közvetlenül oltani, mivel a padlólemezbe van beépítve.

• Kb. 9000 – 10.000 liter vízzel 
• 80 – 90 perc oltási idővel számolhatunk.

A jelenleg ismert alternatívák közül a tűzoltótakaró és a Rosenbauer új oltórendszere jöhet szóba, mint oltási hatékonyságot növelő módszerek.

Tűzoltó takaró

• kb. 20 perc takarási idővel, majd a kevésbé felhevült jármű visszahűtésével újabb 15-20 perccel  
• kb. 1500-2000 liter vízzel számolhatunk.

Rosenbauer oltórendszer

• kb. 500-1000 liter vízzel és
• kb. 15-20 perc oltási idővel számolhatunk.
• Az akkumulátor tüzet oltja a vizet közvetlenül az egyes égő cellákba juttatva, tehát járműtűz esetén a hagyományos oltási idővel és vízzel is számolnunk kell.

 

Újragyulladás megakadályozása

Az elektromos autók akkumulátorai az oltást követően kb. 24 óráig képesek újragyulladni.

Az újragyulladást tipikus jelenségek kísérik, mint: pattogó vagy suhogó hang, gázok távozása az akksiból, elektromos szikrák és ívek megjelenése.

Ennek megakadályozása érdekében a következő intézkedési lehetőségeink vannak:

1. A teljes jármű vízbe helyezésével való hűtése, amihez a bemutatott vagy más a járművet elfedő vízmennyiség befogadására és a víz megtartására képes tárolót biztosítunk, és azt vízzel feltöltjük, majd így 24 órás megfigyelésre elszállítják.
2. Ha a jármű utóhűtése a fentiek szerint nem megoldható, max. 1,5 órás szállítási időn belüli helyre, szabadon trélerrel is elszállítható, ahol a bemerítéses hűtés feltételeit biztosítani kell.
3. Ha a megfigyelési helyen a bemerítéses hűtés feltételei nem biztosíthatók, akkor hőkamerás mérés mellett a tűzcsapról való közvetlen hűtés és a hűtővíz felfogatásáról kell gondoskodni.

 

Beavatkozásirányítás

A beavatkozók védelme

• Teljes védőfelszerelés, légzésvédelemmel – mérgező gázok képződhetnek.
• Elektromossági szempontból nem jelentett veszélyt a tűz, mivel az akkumulátorok nincsenek földelve, a tűzoltó nem kap áramütést a vízsugár miatt
• Porlasztott sugár használata esetén 1 méter, kötött sugár esetén 5 méter biztonsági távolságot tartani.
• Feszültségmentesítés 1000V-ig szigetelő védőkesztyűben.
• Menete: 1. 12V-os akkumulátor kiiktatása 2. a nagyfeszültségű akkumulátor narancssárga színű áramtalanító reteszének kihúzása 3. áramtalanítás ellenőrzése feszültségmérővel.
• Oltás közben mindig kerüljük az akkumulátorral történő közvetlen érintkezést.

Környezet és sérültek védelme

• 15 m sugarú biztonsági távolság kialakítása (éghető anyagoktól és környezet mérgező gázoktól való védelme) és oltás után is biztosítani.
• Gondoskodni az oltóvíz felfogásáról
• Gázképződés miatt a jármű szellőzését biztosítani kell
• Jármű elvontatásáról és hűtéséről intézkedni
• Akkumulátorsérülésre utal, ha elektrolit szivárgást tapasztalunk. (Szem-, bőr- és légúti irritációt okoz, vízzel érintkezve hidrogén gázt és Hidrogén-fluoridot termel. Környezetszennyező! Ne mossuk le az útról. Feladat felitató anyag használata.
• Figyelni a zajokra! Erős, pattogó hang esetén az akkumulátorban túlmelegedés, vagy tűz van!

Tűzoltási feladatok

• A nagy vízigény miatt azonnal tűzcsapról tápláljunk, vagy rendeljünk ki még egy tűzoltó gépjárművet, ill. vízszállítót.
• A hosszabb oltási idő miatt szükség lehet plusz légzőpalackokra.
• Célszerű a gépjárművet átlósan megközelíteni, így a legnagyobb a távolság a közvetlen veszélyzónától.
• Hőkamera segítségével célszerű nyomon követni a hőmérsékletváltozást.

• A tűzoltást porlasztott sugárral kell megkezdeni és intenzív hűtést alkalmazni az akkumulátornál is. Elektromos autóknál a hűtést végző sugarat az alvázra kell irányítani.
• Az elektromos autóknál az akkumulátor általában nehezen elérhető helyen, a padlólemez alatt van. Ilyenkor meg kell keresni a gyári szellőzőnyílásokat, amelyeken keresztül közvetlenül az égő cellákra lehet juttatnia az oltóvizet.
• A hibrideknél általában a kocsi hátuljában van az akkumulátor, így a csomagtér ajtón keresztül közvetlenebb hozzáférés lehetséges.
• Az akkumulátorhoz való jobb hozzáférés érdekében tilos réseket vágni a járművön.
• A sikeresebb oltás érdekében a sugárcsővel az egyes égő cellákra koncentráljunk addig, amíg azok ki nem alszanak, és utána menjünk a következőre. Ne fel-alá mozgatva oltsuk/hűtsük az akkumulátort.
• Az utángyulladás megakadályozása érdekében jóval a lángok kialvása után is hűteni kell az akkumulátort.
• Az eloltott jármű karanténba helyezéséről – az utógyulladás lehetősége miatt – gondoskodni kell, aminek a módjáról és a szükséges feladatokról az üzemeltetőt ki kell oktatni.

 

Elszállítás

• Daruval történő emelésnél is figyelni kell, mert az elektromos gépjárművek nehezebbek és máshol van a súlypontjuk. (Benzinmotorosnál a súlypont a motornál van, elektromosnál a súly eloszlik a gépjármű alján.)
• Elektromos és hibrid gépjárművet ne vontassunk, csakis trélerre téve szállítható, vagy úgy, hogy segédgörgők vannak a kerekek alatt. Ha a meghajtott kerék a talajjal érintkezik és mozog a gépjármű, fennáll a veszélye, hogy még az áramtalanított gépjármű is áramot gerjeszthet!
• A helyszínen néhány méter odébb tolhatjuk.

 

A bejegyzés a Rescue Security & Safety VI projekt része, melynek összefoglaló oldala itt található meg.

Vissza