La Unión Internacional de Seguros Marítimos (IUMI) presenta información técnica sobre los vehículos eléctricos (EV) y los parámetros de incendio de la carga como resultado de su transporte.
Como explica IUMI, los vehículos eléctricos de batería suelen estar equipados con una batería de tracción de iones de litio, que está encapsulada y protegida por la carrocería del vehículo.
El paquete de baterías consta de varios módulos de batería, que a su vez se componen de varias celdas de batería.
El proceso químico que produce electricidad que puede utilizarse para la propulsión del vehículo eléctrico tiene lugar dentro de los paquetes de baterías.
El sistema de batería suele colocarse en el suelo o en el chasis del vehículo, donde está protegido contra daños mediante un marco antichoque.
Los vehículos eléctricos cuentan con amplios sistemas de seguridad que cortarán automáticamente la energía y aislarán la batería cuando se detecte una colisión o un cortocircuito. Una característica de seguridad importante de los paquetes de baterías para vehículos eléctricos son sus sistemas de gestión de batería (BMS) integrados. El BMS monitorea y controla la batería y es un factor crucial para garantizar la seguridad de los vehículos eléctricos.
Protege tanto al usuario como a la batería al garantizar que la celda funcione dentro de sus parámetros operativos seguros. Supervisa el estado de una celda representado por parámetros como:
- Voltaje: indica el voltaje total de una celda, el voltaje combinado de la batería y los voltajes máximo y mínimo de las celdas.
- Temperatura: muestra la temperatura promedio de la celda, las temperaturas de entrada y salida del refrigerante y la batería en general.
- El estado de carga de la celda para mostrar la carga de la batería.
- El estado de salud de la celda muestra la capacidad restante de la batería como un porcentaje de la capacidad original.
- El estado de energía de la celda muestra la cantidad de energía disponible durante un período determinado dado el uso actual, la temperatura y otros
- El estado de seguridad de la celda se determina supervisando todos los parámetros y determinando si el uso de la celda plantea algún riesgo.
Las pruebas de validación técnica y de seguridad se adaptan a las especificaciones de los respectivos fabricantes de los paquetes de baterías y suelen ser inherentes a los procesos de producción.
Estado de carga (SoC)
El estado de carga (SoC) es el nivel de carga de una celda eléctrica o batería en comparación con la capacidad total de la celda o batería.
Se ha demostrado que las baterías con SOC altos experimentan reacciones más violentas durante la fuga térmica.
Las pruebas han indicado que las celdas con alto SoC producen mayores tasas de liberación de calor, temperaturas máximas y concentraciones de gases inflamables y tóxicos durante eventos térmicos en la pista.
Sin embargo, si bien el SoC afecta el crecimiento y la liberación máxima de calor, no afecta la liberación total de calor.
Escapes térmicos
A pesar de este diseño inherentemente seguro, puede ocurrir una fuga térmica si se abusa de una celda, por ejemplo, por calor, daño mecánico o sobrecarga.
La fuga térmica también puede ocurrir como resultado de un error de fabricación de una celda o batería.
Cuando se produce una fuga térmica, la celda está experimentando una reacción química inestable que es difícil de controlar.
En algún momento, la estructura del separador colapsa y los electrodos se tocan, provocando un cortocircuito interno y masas de calor, llevando la celda a temperaturas cada vez más altas y generando gases tóxicos e inflamables.
El calentamiento de la celda continuará hasta que el aumento de temperatura exceda el calor que puede disiparse mediante la construcción de la celda. Este calor liberado aumentará y comenzará a afectar a otras celdas de batería cercanas.
Cuando la generación de calor se vuelve autosostenida (el calor libera energía y la energía, a su vez, libera más calor), el sobrecalentamiento se propaga de una celda a otra y la batería se desboca térmicamente.
Los altos estándares de seguridad integrados en las baterías de tracción de los vehículos eléctricos, incluidas las carcasas sólidas y el BMS, hacen que la probabilidad de daños a un paquete de baterías de vehículos eléctricos y de fuga térmica sea extremadamente baja.
Sin embargo, en vista de la baja posibilidad de fuga térmica, la importancia del BMS incorporado en los vehículos eléctricos es particularmente relevante.
Estos sistemas de seguridad evitan que las celdas de la batería se sobrecarguen o subcarguen y, por lo tanto, evitan la fuga térmica. Es importante señalar que los BMS no se incorporan en vehículos más pequeños y menos sofisticados, como bicicletas o scooters eléctricos.
Probabilidad de incendio en vehículos eléctricos
A menudo se dice que los vehículos eléctricos arden con más frecuencia que los vehículos con motor de combustión interna (ICEV).
Sin embargo, a medida que se siguen recopilando estadísticas, actualmente estiman que, en general, hay menos incendios provocados por vehículos eléctricos en comparación con incendios provocados por vehículos convencionales cuando se conducen a la misma distancia.
Las estadísticas actuales de Suecia indican que la probabilidad de un incendio en un vehículo eléctrico es menor que la de un incendio en un ICEV en relación con el número total de vehículos.
Intensidad del fuego
A menudo se ha afirmado que los incendios de vehículos eléctricos son más intensos que los de vehículos ICEV.
En este sentido, se revisaron las tasas de retención de calor (HRR) de pruebas de incendio a gran escala realizadas en los últimos años con vehículos modernos, incluidos tanto ICEV como EV.
Los datos compilados mostraron una diferencia menor en la energía total liberada durante el incendio (liberación total de calor) entre los ICEV y los EV. En este contexto, es importante destacar que el SoC afecta el crecimiento y la liberación máxima de calor, pero no aumenta el calor total liberado, como se indica en el siguiente gráfico:
A pesar del potencial de fuga térmica, estudios realizados por el Instituto Danés de Tecnología contra Incendios y Seguridad y NFPA han determinado que los incendios de vehículos eléctricos, una vez establecidos, son alimentados en gran medida por la carrocería y las partes interiores del automóvil hechas de materiales plásticos y que la carga de fuego es similar a el de los vehículos con motor de combustión interna (ICE).
Generalmente, aprox. El 20% de la carga de fuego, independientemente de su método de propulsión, proviene de la fuente de energía, y aprox.
El 80% es del exterior e interior del vehículo. Si bien esto último es en gran medida comparable para todos los vehículos, la proporción más baja relacionada con la tecnología de propulsión tiene un impacto bastante limitado sobre cómo combatir el fuego, es decir, agrupar los incendios de la gasolina versus el reencendido en los vehículos eléctricos.
lucha contra incendios
A menudo se afirma que los incendios de vehículos eléctricos son imposibles de extinguir.
De hecho, una fuga térmica en una batería de iones de litio es difícil de extinguir a menos que los agentes extintores se inyecten directamente en la batería para permitir un enfriamiento eficiente.
Si se produce un incendio en un vehículo eléctrico (y también en un ICEV), las actividades de apoyo a la detección temprana y la verificación/confirmación, la extinción temprana del incendio y el enfriamiento de los límites son acciones críticas para detener la propagación del fuego a la batería y a las zonas adyacentes. vehículos.
Una particularidad de los vehículos eléctricos es el riesgo de reencendido, que tiende a ser mayor durante un período más largo que el de los vehículos con motor de combustión interna.
Por lo tanto, se deben tomar medidas de precaución para evitar que la batería de tracción se vuelva a encender durante un período prolongado después de que se haya extinguido el incendio.
Gases tóxicos
Otro aspecto está relacionado con los gases procedentes de los incendios de vehículos eléctricos, que se perciben como extremadamente tóxicos.
De hecho, los incendios de baterías de iones de litio emiten gases fluorhídricos, que son altamente venenosos. En este contexto, sin embargo, es importante considerar que los gases de combustión de todo tipo de incendios de vehículos son altamente tóxicos y pueden causar incapacitación.
El monóxido de carbono y el cianuro de hidrógeno son causas comunes de muerte cuando se inhala humo en un accidente de incendio.
Mantenerse alejado de la columna de humo y usar equipo de protección personal adecuado cuando se trata de vehículos en llamas o quemados es crucial para todos los incendios, independientemente de la fuente de energía del vehículo.
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