Нет ли дыма без огня: насколько на самом деле пожароопасны электромобили и гибриды
Одна из основных претензий к электромобилям и гибридам – их высокая пожароопасность. Мол, не разрядится где-нибудь на трассе, так сгорит обязательно. Так ли это на самом деле? Сейчас разберемся.
Буквально сразу, как только электромобили и гибриды стали активно входить в повседневную жизнь, начались разговоры о том, что они полыхают, как сухое сено. Причем иногда – сами по себе. Разговоры, естественно, не беспочвенные: инциденты случались, а заголовки и тексты новостных сообщений соревновались в живописании чудовищности произошедших событий.
При этом все почему-то разом забыли, что автомобили с ДВС тоже горят. Вот только им не посвящают отдельных публикаций, ибо за долгие десятилетия их существования все это стало уже совершенно обычным происшествием из разряда классической «бытовухи», о которой и читать-то неинтересно. Другое дело – электромобиль.
Фото: AlexKosev, depositphotos.com О чем говорит статистика
Но так ли много электромобилей действительно сгорело за это время? Российская статистика, к сожалению, скудна и многие данные либо не афиширует, либо вообще их не имеет. По сути, единственное, что у нас есть, это озвученные минувшим летом цифры МЧС. Судя по ним, в 2024 году в нашей стране было зафиксировано 120 пожаров всех видов электротранспорта. В это число входят инциденты, произошедшие не только с электромобилями, но и с трамваями, электробусами, электросамокатами и прочими ТС с электромоторами. А вот сколько сгорело именно автомобилей – неизвестно. Точнее, в свободном доступе однозначной информации по этому поводу нет. Называются разные цифры, сильно отличающиеся друг от друга: от 15 тысяч до 30-35 тысяч в год.
Однако у нас есть зарубежная статистика, где парк подобной техники больше, а данные более показательны. Проанализировав число пожаров автомобилей всех типов за период с 2010 по 2022 годы, австралийская компания EV FireSafe сделала вывод, что вероятность возгорания электромобиля составляет лишь 0,0012% против 0,1% у классических автомобилей.
Фото: evfiresafe.com
У американских страховщиков из Autoinsurance EZ, собравших данные Национального совета по безопасности на транспорте (NTSB) и Бюро транспортной статистики (BTS), немного другие цифры. Но перевес тоже не в пользу машин с ДВС: в 2024 году вероятность их возгорания равнялась 1,05%, в то время как электромобилей – только 0,3%.
Ну и, наконец, отчет Шведского агентства по чрезвычайным ситуациям. В 2024 году в пожарах, о которых была оповещена пожарная служба, пострадало 40 электромобилей и гибридов из почти миллиона транспортных средств таких типов. При этом в общей сложности сгорело 3060 легковых автомобилей из чуть более чем четырехмиллионного парка.
Фото: evfiresafe.com
Тут доли и вероятности можно даже не считать. Все и так понятно.
Субъективный взгляд
Такое соотношение вполне закономерно. Если бы вы ничего не знали об автомобилях, а мы предложили бы вам оценить безопасность транспортного средства с 50 литрами бензина, подвешенными под ним в тонкостенном незащищенном металлическом баке, который питает систему трубопроводов, огибающую двигатель, раскаленный до сотен градусов, что бы вы сказали? Так себе звучит, вообще-то. Но именно на таких автомобилях мы и ездим, и на словах такая езда в плане безопасности напоминает опрометчивый полет барона Мюнхгаузена на ядре.
Электромобили, оснащенные сложными системами терморегулирования, – это совсем другая история. И, между прочим, аналогов им в системе подачи топлива бензиновых автомобилей нет, хотя большую часть своего эволюционного пути в области конструкции и безопасности автомобили уже прошли. А электромобили, напротив, находятся на начальном этапе судорожного совершенствования почти всех систем. Отчасти относительная новизна объясняет повышенное к ним внимание, и особенно оно проявляется в части сбора компромата и обмусоливания всевозможных слухов и сплетен. Там что-то взорвалось, здесь что-то сгорело.
Фото: Erchog, depositphotos.com
Так происходит со всем новым, которое по определению находится под более пристальным вниманием общества и СМИ. К тому же надо признать, что тушить в случае пожара классические автомобили экстренные службы уже давно научились, а вот что делать в таких случаях с электромобилями, пока не совсем ясно.
Совокупность всех этих аспектов формирует субъективное отношение к инцидентам с электромобилями. Следствием этого становится то, что любая новость об их возгорании тут же попадает в новостные ленты по всему миру, а пожар транспортного средства с ДВС имеет шанс прославится только тогда, когда влечет большое количество жертв или остановку движения на оживленной трассе федерального значения. Одним словом, классические автомобили почти всегда сгорают незаметно для СМИ.
Во всем виновата химия
В электромобилях нет бака со взрывоопасным топливом, и по сравнению с бензиновыми или дизельными двигателями электромоторы выделяют меньше тепла. Так почему же тогда возникают пожары?
Если говорить кратко, то во всем виновата химия. Не вдаваясь в подробности, отметим лишь, что «литий-ионный» – это общее название для батарей и ячеек, которое включает в себя широкий ряд комбинаций с использованием никеля, марганца, кобальта, алюминия, железа и других минералов и металлов. Как известно, «не все йогурты одинаково полезны», но все они могут быть подвержены такому явлению, как тепловой (или термический) разгон. Это явление представляет собой химическую реакцию в аккумуляторной ячейке, приводящую к неконтролируемому росту температуры и давления. Возникнуть оно может и при сравнительно невысоких температурах – собственно, именно поэтому на электромобилях присутствуют уже упоминавшиеся хитрые системы терморегулирования. Они призваны предотвращать запуск, по сути, цепной реакции с эффектом домино в обычной жизни. Однако и на старуху бывает проруха, и обычно возгорание аккумуляторов происходит либо из-за предшествующего механического повреждения (например, в результате аварии), либо из-за повреждения внутри элемента.
Фото: Tennen-Gas, wikipedia.org
Возникающий в результате тепловой разгон приводит к разрыву ячейки и выделению горючих газов, в том числе – кислорода, которые могут воспламениться из-за высокой температуры. Кроме того, повышение температуры может привести к повреждению соседних элементов в аккумуляторной батарее, что может вызвать тепловой разгон и у них.
Собственно, поэтому и возникают сложности с тушением электромобилей: для них не подходит широко распространенный способ борьбы с огнем посредством изоляции горящего объекта от воздуха. Наличие генерируемого самой ячейкой кислорода приводит к тому, что батарея будет полыхать, пока тот не сгорит полностью. А генерироваться он может долго.
Фото: evfiresafe.com
Однако это не говорит о том, что огнеборцам нечего противопоставить подобным инцидентам. На сегодняшний день разработаны вполне эффективные методики тушения с использованием самого традиционного средства – воды. Правда, требуется ее значительно больше, потому что главная цель не потушить, а охладить. После локализации очага пожарные обычно позволяют аккумулятору выгореть самостоятельно и изолируют потушенный остов автомобиля на несколько дней на случай, если какие-либо элементы снова воспламенятся. Это тоже происходит, но нечасто.
Пожароопасные ситуации
Можно выделить пять ситуаций, грозящих возгоранием электромобиля в наибольшей степени.
- Короткое замыкание одной из ячеек. Аккумулятор электромобиля состоит из множества отдельных элементов – ячеек. Внутреннее короткое замыкание в любой из них может привести к возгоранию.
- Короткое замыкание внешней цепи. Короткое замыкание во внешней цепи, обеспечивающей подключение батареи к силовой электронике, двигателю и другим компонентам, также может быть чревато пожаром.
- Ускоренные циклы зарядки/разрядки (неправильная зарядка, чрезмерная нагрузка на аккумулятор). В таких ситуациях может выделяться тепло, которое повышает температуру ячеек и всей батареи. Если этот процесс не регулируется должным образом, это может привести к неконтролируемому повышению температуры.
- Высокие рабочие температуры. Помимо естественного выделения тепла аккумулятором, на его температуру дополнительно влияет высокая температура окружающей среды. Если система терморегулирования не отводит должным образом выделяемое тепло, риск возгорания значительно возрастает.
- ДТП, непреднамеренное физическое повреждение батареи или сопутствующих систем. Во время аварии аккумулятор и/или система терморегулирования могут быть повреждены, что приведет к возгоранию. Поэтому после любых ДТП, странных сильных ударов по днищу, где располагается батарея, и прочих подобных неприятностей необходимо очень внимательно проверять состояние системы.
Есть еще не связанные с эксплуатацией факторы, от которых также никто не застрахован: производственный брак, конструкторские просчеты и другие уже изначально заложенные в батарею или систему на этапе создания или изготовления дефекты.
Разумеется, производители электромобилей стараются всеми средствами свести к минимуму риск возгорания. Система безопасности включает в себя не только систему охлаждения для предотвращения перегрева аккумулятора, но и усиленный защитный корпус для снижения вероятности его механического повреждения, и брандмауэр, разделяющий аккумуляторные модули и защищающий другие компоненты автомобиля от возгорания. Риск пожара также сводится к минимуму благодаря системе аварийного отключения высоковольтной цепи. Есть также решения, предусматривающие в конструкции электромобиля специальный пожарный канал для подачи воды к аккумуляторному отсеку.
Фото: autowp.ru
Но, конечно же, было бы значительно проще и легче, если бы аккумуляторы не были способны гореть вовсе. И такие батареи тоже существуют.
Безопасные технологии
Одним из наиболее интересных вариантов безопасных решений является литий-ионный аккумулятор в формате литий-железо-фосфат – LiFePo4. Многочисленные исследования показали, что этот аккумулятор обеспечивает самый низкий уровень повышения температуры среди литий-ионных аккумуляторов во время теплового разгона, а также менее склонен к воспламенению соседних элементов при возгорании одного из них. Во многом – благодаря тому, что при наличии LiFePo4-электродов не выделяется кислород.
Именно такие батареи сейчас и набирают популярность. Помимо значительно более высокого уровня безопасности они хорошо выдерживают множество циклов зарядки с небольшой потерей емкости. Кроме того, в них используется более дешевый, распространенный в природе и менее токсичный как с химической, так и с политической точки зрения основной материал.
Впрочем, и без недостатков не обошлось. К их числу можно отнести больший вес таких батарей и более низкую плотность энергии по сравнению с некоторыми другими составами. Последнее – весьма щекотливый момент, поскольку приводит к необходимости увеличения количества аккумуляторов для получения аналогичного запаса хода. Но поскольку большинство из нас сильно переоценивают необходимый запас хода электромобиля при достаточном развитии зарядной инфраструктуры, это может быть спорным вопросом.
Фото: kasto, depositphotos.com
Другим потенциальным прорывом в области безопасности электромобилей может стать использование твердотельных аккумуляторов, в которых практически или даже полностью отсутствуют легковоспламеняющиеся составы, содержащиеся в современных литий-ионных батареях. Они тоже не способны полностью исключить риск пожара, но сводят его вероятность почти до нуля.
* * *
В заключение остается констатировать: хотя электромобили и не являются абсолютно «огнеупорными», с точки зрения риска возгорания они значительно безопаснее автомобилей с ДВС. Если вы услышите в их адрес подобные упреки, всегда можете привести озвученную выше статистику – она достаточно наглядная.
С другой стороны, нельзя отрицать и некоторые недостатки электромобилей. Например, для тушения его аккумулятора требуется большое количество воды: если обычно горящий автомобиль можно потушить с помощью порядка 4000-5000 литров, то для «электрички» их требуется в десятки раз больше.
