Sigurnost električnih automobila…ili romobila

Nedavni slučaj samozapaljenja električnog romobila ponovo je razbuktao raspravu o sigurnosti električnih vozila. Na papiru rizici postoje. Ponekad je to baterija za električni bicikl koja plane i zapali garažu, a katkad baterija u mobitelu koja se pregrije te uzrokuje prisilno slijetanje aviona. Svatko tko čita takve vijesti, neizbježno dolazi do zaključka da je litij-ionska baterija sigurno tempirana bomba. E sad, sigurno ne želite voziti automobil koji u sebi krije bombu, zar ne?! Ipak, pokazalo se da je rizik od zapaljenja minimalan, a visokonaponski sustavi u ovakvim vozilima izuzetno stabilni. Iz tog razloga te zbog niskog težišta uslijed smještaja baterije, automobilski stručnjaci čak smatraju da su e-automobili sigurniji od konvencionalnih vozila s unutarnjim izgaranjem. Ispitivanja frontalnih sudara s preklapanjem od oko 40 posto, kao i testovi bočnih udara, su zasad bili zadovoljavajući. Konkretni primjeri? Jaguar I-Pace, VW e-Up, Tesla Model 3…

U principu, e-automobili podliježu istim propisima kao i konvencionalni s motorima na unutarnje izgaranje. Da biste dobili najviših pet zvjezdica na Euro NCAP-ovom testiranju, morate zadovoljiti visoke standarde zaštite putnika pri različitim sudarima, ali i kod slučajeva naleta na pješaka.

Ovi testovi sudara Euro NCAP-a simuliraju tipične scenarije nesreća, poput frontalnih ili bočnih sudara. Za bočni sudar koristi se deformabilni predmet u pravom kutu pri brzini od 50 km/h. Senzori u test-lutki na vozačevu sjedalu registriraju opterećenja koja nastaju, a ne smiju prelaziti određene granice. Bočni sudari posebno su opasni jer je malo mjesta za deformacije do vozačeva sjedala (ili baterije). Uvjeti za ostvarivanje pet zvjezdica na testovima sve su rigorozniji pa tako, primjerice, automobil koji je prije pet godina dobio najvišu ocjenu, danas ne bi nužno ostvario takav rezultat (najčešće dobivaju tri zvjezdice).

No što je sa skuterima ili romobilima? Proizvođača ima mnogo, a model posljednjeg ‘gorućeg’ primjerka podrijetlom je iz Kine. A svi znamo da oni, barem kada je u pitanju ispitivanje sigurnosti, dobrano kaskaju za Europom.

Vratimo se načas na e-automobile.

Zakonodavac postavlja dodatne zahtjeve za električne automobile, posebno s obzirom na visokonaponski sustav. Nakon nesreće, u roku od pet sekundi, sustav i ožičenje moraju s nekoliko stotina volti pasti na manje od 60 jer više ne smiju predstavljati opasnost za putnike i pružatelje prve pomoći. U tu svrhu svi su relevantni dijelovi spojeni na poseban osigurač, kako bi se funkcioniranje sustava moglo prekinuti u najkraćem roku.

Međutim, sama baterija se tako ne može isprazniti, jer bi se u tom slučaju morala osloboditi velika količina energije u kratkom roku. Stoga je baterija obično zaštićena raznim mehanizmima. Relej za isključivanje u kućištu baterije prekida kontakt s vanjskim svijetom u slučaju nesreće. Uz to, ‘pyro-element’ izvan baterije isključuje napajanje još jednom.

Razrađeno kabliranje vrlo jakih elemenata također povećava sigurnost. Za razliku od klasičnog ožičenja 12-voltnog mrežnog sustava, jaka struja do dijelova pogona dovodi se odvojenim vodovima za pozitivni i negativni pol. Kablovi visokonaponske struje također su okruženi narančastom izolacijom, tako da su odmah vidljivi i mogu se odvojiti od glavne mreže.

Isključivanja baterije i namjeran kratak spoj sustava spašavaju živote putnika, ali i matiraju električni automobil. Naravno, ako je moguće, to se ne bi trebalo dogoditi pri manjim sudarima. Stoga senzori sudara odlučuju hoće li se prekinuti dovod visokonaponske struje. To se obično regulira putem upravljačke jedinice zračnog jastuka, koja zna prepoznati različite pragove aktiviranja za različite jačine sudara.

Visokonaponski sustav se isključuje kada se zatezač sigurnosnog pojasa aktivira, čak i prije nego što se pokrene napuhavanje zračnog jastuka. Što to znači za pružatelje prve pomoći? Ako su se zračni jastuci aktivirali, onda je svakako prag za isključivanje visokonaponskog sustava premašen. To znači da su visokonaponski dijelovi dugo bili bez napona i stoga su bezopasni.

Nema opasnosti od požara

No što je s rizikom od požara? Ako se akumulatorska ćelija ošteti u nesreći, mrežasta struktura njezinih metala može se urušiti i energija koju sadrži iznenada se isprazni. Čak i malene litij-ionske baterije mogu raznijeti cijele mobitele ako se spontano isprazne – i tada može izbiti vatra. Budući da je kutija u kojoj su smještene baterije često vrlo dobro zatvorena, to otežava vatrogascima gašenje plamteće baterije. Uz to, i gašenje vodom može biti rizično jer se pri visokim temperaturama ona može pretvarati u plin, gdje potom dolazi do opasnosti od eksplozije. Vatra koja nastaje zapaljenjem baterije može vrlo dugo potrajati. Tesla, primjerice, navodi da se tako nešto može oduljiti i do 24 sata. U tim se slučajevima baterija mora provjeriti termovizijskom kamerom kako bi se uvjerili da se nije dodatno zagrijavala barem sat vremena. Tek tada se vozilo može učiniti dostupnim drugim hitnim službama, poput policije i vučne službe.

Pokušaji gašenja požara na električnim vozilima često zvuče bizarno, a zbog toga se pojavila ideja o posebnom kontejneru za gašenje. Tobias Ellermann, šef tvrtke za kontejnere u Ganderkeseeu u blizini Bremena, nudi spremnik za gašenje Red Boxx (za oko 35.000 eura), sigurnu kadu za vozila na baterije koje su bile ili jesu zapaljene. Ellermann kaže: “Velike vatrogasne postrojbe su naši kupci, baš kao i pružatelji usluga vuče, velike autokuće te gotovo svi proizvođači e-automobila.”

U osnovi postoje tri čimbenika koja uzrokuju zapaljenje baterije. Pored visokog napona postoje i temperaturni problemi te rizik od oštećenja putem stranog predmeta. Daimler se, primjerice, suprotstavlja potonjem riziku kućištima baterija koja su mnogo snažnija nego što je predviđeno zakonom. Dok odgovarajući ECE-standard predviđa da kućište baterije mora biti u stanju izdržati sile do 100 kilonjutna, što odgovara težini od deset tona, Daimlerova kućišta moraju izdržati do 50 tona. Kako postoje različiti strogi uvjeti za određene detalje na pojedinim tržištima širom svijeta, tako Daimler uglavnom odabire najstrože zahtjeve.

Ćelije u baterijama također ne vole kada im je previše toplo – između 80 i 100 stupnjeva je već previše. Kada je izrazito vruće, može doći do neželjenih kemijskih reakcija, i tada se lančanom reakcijom griju i pale susjedne ćelije. Mnogi se proizvođači stoga oslanjaju na složeno hlađenje baterija, što osigurava da se ne zagriju previše.

Vrsta ćelije, bila ona okrugla ili drugog oblika, ne igra neku ulogu kod požara. Prije će od važnosti biti reaktivnost upotrebljene kemikalije. S druge strane, ako automobil gori iz bilo kojeg drugog razloga, proći će neko vrijeme dok i baterije ne počnu gorjeti.

Nakon detaljnijeg istraživanja, strah od zapaljenja električnih automobila čini se neutemeljenim te će vjerojatno opadati kad se naviknete na novu tehnologiju. Službene statistike o električnim automobilima još uvijek se ne mogu pronaći, premalo ih je u prometu. Međutim, Tesla redovito objavljuje brojke, a prema riječima pionira električnih automobila, između 2012. i 2018. dogodio se jedan požar na svakih 170 milijuna prijeđenih kilometara. S druge strane, uobičajena vozila požar doživljavaju svakih 11 milijuna kilometara. Primjerice, samo u Njemačkoj dnevno se zapali oko 100 automobila – a da javnost to uopće i ne primijeti.