Электромобильдер үшін қолданылатын шыны талшықты оттың таралуын тоқтататын жамылғы литий-иондық аккумуляторлардағы жылулық тұрақсыздыққа қарсы тиімді ме?

Электромобильдердің қабылдануы Еуропа, Солтүстік Америка және Азия бойынша одан әрі үдеу алады. Жолдар мен паркинг ғимараттарында электромобильдердің саны көбеюімен өрт қауіпсіздігі мамандары жаңа қиындыққа тап болады: литий-ионды аккумуляторлардағы өрттер — бұл әдеттегі отын өрттерінен ерекшеленеді. Шыны талшықты электромобильдің өрт батпағы осындай инциденттерді басқару үшін ең көп талқыланатын құралдардың бірі болып табылады. Бірақ сұрақ қойылады — ол шынымен тиімді ме?

Литий-ионды аккумуляторлардағы жылулық тұрақсыздықтың әдеттегі автомобиль өрттерінен айырмашылығы

Бақыланбайтын аккумулятор өрттерінің химиялық негізі

Литий-иондық аккумуляторлық элементте жылулық бұзылу құбылысы ішкі температураның шамамен 150°C (302°F) асып кеткен кезде басталады. Бұл шекте анод пен катодтың арасындағы бөлгіш бұзылады, сондықтан катод материалының өзінен оттегі бөлінетін экзотермиялық реакция пайда болады. Сыртқы оттегінің қолданылуы арқылы жанып тұратын бензин отынан айырмашылығы неде? Аккумулятордың жылулық бұзылуы өзінің тотықтырғышын өзі құрайды. Температура секундтар ішінде 1000°C (1832°F) асып кетуі мүмкін, ал бұл реакция «тарау» деп аталатын құбылыс ретінде бір элементтен екіншісіне таралады.

Бұл өзін-өзі қолдайтын химиялық тізбек литийлі аккумуляторлардағы отын өте қиын сөндіруге себеп болады. От улы газдар — сутегі фториді, көміртегі монооксиді және улы органикалық қосылыстар — шығарады және көрінісінше сөндірілгеннен кейін сағаттар немесе тіпті күндер өткеннен кейін қайта жануы мүмкін.

Неге дәстүрлі сөндіру әдістері жеткіліксіз?

Суға негізделген, көбікті, құрғақ химиялық немесе CO₂-ге негізделген әдеттегі өрт сөндіргіштер жалынның алдыңғы шетін жояды, бірақ аккумуляторлық элементтердегі ішкі химиялық ыдырауды тоқтата алмайды. Судың қолданылуы үшін өте көп көлем және ұзақ уақыттық қолданыс қажет, жиі әрбір оқиғада мыңдаған литр су қажет болады. Бірнеше рет құжатталған жағдайларда өрт сөндірушілер автокөліктердің қалайытқан кейін қайта жанып кетуін есептеген, себебі тереңгі жылулық реакция толық тоқтатылмаған.

Дәл осы жерде өртті сөндіру емес, оның таралуын шектеу — тәжірибелік стратегияға айналады. Бұл электромобильдің өрт батпағы тактикалық ойлаудағы өзгерісті білдіреді — белсенді басып қоюдан пассивті изоляцияға ауысу.

Электромобильдегі өртке арналған жабынның жұмыс істеу принципі

Материалдар ғылымы — Неге стеклоткань маңызды?

Ұзақ кезекті электромобильдің өрт батпағы ол әдетте 550°C–600°C (1022°F–1112°F) аралығындағы тұрақты температураға төзімді Е-шыны талшықтарынан тоқылған шыны талшықты материалдан жасалады және қысқа мерзімді пиктік температураға 1000°C-тан жоғары төзімділігі бар. Шыны талшықты негіз жылулық кедергінің негізгі қабатын қамтамасыз етеді, ал арнайы қаптамалар — әдетте силиконды, вермикулитті немесе PU — жылу шағылысуын күшейтеді және экстремалды температурада материалдың бүтіндігін жақсартады.

Шыны талшықты материал осы қолданысқа арналған кезде ерекше қасиеттерге ие: ол жанбайды, 1200°C-тан жоғары температурада еріп кетпейді және аккумулятордағы өрт оқиғасын қамту үшін қажетті уақыт бойы құрылымдық бүтіндігін сақтайды. Тоқылған құрылым икемді, бірақ берік парақ түрінде болады және көліктің кез келген пішініне оралып, өртті ауадағы оттегіден оқшаулайды.

Оттегінің жетіспеушілігі мен жылулықтың ұсталуы — екі бағытты стратегия

Бір рет өшірілген электрлік автокөлікке (EV) жабысып қойылғаннан кейін, жабын екі бір уақытта іске қосылатын механизм арқылы жұмыс істейді. Біріншіден, ол оттың алдыңғы жағын атмосфералық оттегіден физикалық түрде бөледі. Бұл ішкі жылулық құлау реакциясын тоқтатпағанымен — ол өзінің оттегісін өндіреді — сыртқы жану процесін, яғни шашылып шыққан электролиттің, жанғыш пластиктердің және басқа да көліктің жанғыш компоненттерінің жануын болдырмауға көмектеседі, сондықтан от одан әрі күшеймейді.

Екіншіден, жабын сәулелену жылуын ұстап тұрады және оттың көршілес көліктерге, ғимарат конструкцияларына немесе персоналға таралуын болдырмайды. Көптеген көліктердің тұрғызылуы мүмкін орындарда — жер асты гараждарында, паром палубаларында немесе логистикалық орталықтарда — бұл ұстау функциясы өшіру әрекетінен де маңызды болуы мүмкін. Тығыз орналасқан көліктердің құрылымында бір электрлік автокөліктің оты бірнеше көлікте тізбекті түрде жануға алып келуі мүмкін; жабын эвакуация мен мамандардың көмегін күтіп тұру үшін қажетті уақыт терезесін береді.

Шынайы әлемдегі тиімділік — өрттің өртеу деректері нені көрсетеді

Еуропалық көлік құралдарын тұрақтандыру ғимаратындағы орнату жағдайына арналған зерттеу

Солтүстік Еуропадағы бір қалалық көлік құралдарын тұрақтандыру ұйымы электромобильдің өрт батпағы қауіп талдауынан кейін, электрлік көліктерді зарядтау бекеттері ғимараттың ең жоғары өрт қаупі бар нүктесі ретінде анықталды. Талдау құралдардың тығыз орналасуын, шектеулі желдету және ғимараттың су шашқыш жүйесімен литий-ионды аккумуляторлардан пайда болған өрттерді жабу қиындығын көрсетті.

Орнатудың алғашқы жылында B2 деңгейінде зарядталып тұрған плагин-гибридті көлікте жылулық бұзылу оқиғасы орын алды. Қауіпсіздік қызметкерлері ғимараттың жаңартылған авариялық протоколы бойынша дайындалған еді және түтін анықталғаннан кейін 90 секунд ішінде шыны талшықты жабынды қолданды. Жабынды көрінетін от пен түтіннің таралуын 12 минутқа тоқтатты — бұл уақыт ішінде өрт сөндірушілер келіп, жағдайды бағалап, жабындының шеті астына су шашқышты енгізу арқылы бақыланатын суыту стратегиясын бастауға мүмкіндік берді.

Оқиға нәтижесінде зиярат тек бір ғана көлікке шектелді. Қатарындағы көліктер — екі жағынан 1,5 метрден аз қашықтықта тұрған — жылу әсерінен зақымданбаған. Желдету арқылы ауаны тазартқаннан кейін паркинг құрылысы өз қызметін жалғастырды, осылайша көп күндік жабылуға себеп болуы мүмкін оқиғаның алдын-алуға болды.

Шектеулер мен дұрыс орнату протоколы

Тиімділік негізінен орнату жылдамдығы мен әдісіне тәуелді. Өрт толығымен көлікті қамтып алғаннан кейін жабынды орнату нәтижесінің төмендеуіне әкеледі. Ең тиімді орнату уақыты — көрінетін ашық от пайда болғаннан кейінгі алғашқы 2–3 минут ішінде, яғни от әлі де аккумулятор блогы аймағында шектелген кезде.

Екі адамдық орнату қатты ұсынылады. Электрлік көліктердің өртін сөндіруге арналған жабындардың стандартты өлшемдері үшін салмағы әдетте 20–30 кг құрайды, ал жоғары температуралық орта операторлардың желдің үстінен келуін, жылуға төзімді қолғаптарды пайдалануын және аккумулятордан шығатын газдың көліктің бүйірлерінен горизонталь бағытта ағып шығуы мүмкін болғандықтан, көліктің бүйірлерінен қашықтықта болуын талап етеді. Шаньдун Ронди композиттік материалдар компаниясы сияқты өндірушілер ұсынатын даярлық бағдарламалары тек теориялық нұсқауларға емес, нақты сценарийлерге негізделген жаттығуларға баса назар аударады.

Флот және құрылыс үшін электрлік көліктердің өртін сөндіруге арналған жабынды таңдау

Жұмыс істеу сапасын анықтайтын негізгі сипаттамалар

Сатып алу мамандары бағалайтын электромобильдің өрт батпағы температуралық бағалауға қосымша бірнеше техникалық параметрлерді тексеру керек. Матаның қалыңдығы — әдетте 0,6 мм-ден 1,7 мм-ге дейін — жылу сақтау уақыты мен механикалық тұрақтылықпен тікелей байланысты. 1,7 мм қалыңдығындағы күшті конфигурация жанып жатқан көліктердің сүйір корпус жиегінде қолданылғанда, жұқа нұсқаға қарағанда маңызды түрде ұзақ уақыт жылу сақтайды.

Жиектердің жабдықталуы да маңызды. Жоғары температурадағы Кевлар немесе шыны талшықты жіптермен екі рет тігілген жиектер тез қолданылған кезде талшықтардың ыдырауын болдырмауға көмектеседі. Жамылғыштың шетінде бірнеше нүктеде орналасқан интегралды ұстау сақиналары екі адамнан тұратын топтарға қауіпсіз және тез орналастыру мүмкіндігін береді.

Сертификатты растау кезінде мата үшін EN 13501-1 отқа төзімділік классификациясы және, қажет болған жағдайда, теңізде пайдалану сценарийлері үшін IMO стандарттарына сәйкестігі қамтылуы тиіс. Шандун Ронди Композитті Материалдар — Цзинин қаласында (Қытай) орналасқан өндіруші, ол электрлік автокөліктерге арналған от сөндіру жамылғыларын шығарады; бұл жамылғылар температураға төзімділігі мен симуляцияланған орнату жағдайларындағы механикалық бекемділігін растау үшін үшінші тараптың сынағынан өтеді.

Тексеру, сақтау және орнату бойынша дайындық

Шыны талшықты жамылғыларды кезекті көрініс бойынша тексеру қажет — мата жыртылуларын, қаптау қабатының бөлінуін немесе жамылғының қасиеттерін нашарлатуы мүмкін май мен химиялық заттардан ластануын тексеру керек. Электрлік автокөліктерді зарядтау аймағына жақын, анық белгіленген және қолжетімді шкафта сақтау инцидент кезінде іздеу уақытын қысқартады.

Жабынның тиімділігінің ең аз қарастырылатын аспектісі – қызметкерлердің дайындығы. Толықтай сақталған, бірақ дұрыс қолданылмаған жабын шектеулі қорғаныс қамтамасыз етеді. Қондырғы басқарушылары кемінде екі рет жылына қолмен жабынды қолдану бойынша жаттығуларды өткізуі керек; олар тәжірибелік авариялық жағдайларға сәйкес келу үшін тәуліктің кез келген уақытында және төмен жарықтылықта өткізілуі тиіс.

---

Жиі қойылатын сұрақтар

Шыны талшықты электромобильдерге арналған өртке қарсы жабын қандай температураны көтере алады?

Сапалы шыны талшықты электромобильдерге арналған өртке қарсы жабын 550°C–600°C (1022°F–1112°F) температурасын тұрақты түрде көтере алады және 1000°C-тан жоғары қысқа мерзімді пиктік температуралық әсерлерге төзуге қабілетті. Дәл бағалау материалдың қалыңдығына, қаптама түріне және жасалу сапасына байланысты. Кремний немесе вермикулитпен қапталған, қалың жабындар әдетте жоғары жылуға төзімділік көрсетеді.

Стандартты электромобильдерге арналған өртке қарсы жабынның салмағы қандай?

Стандарттық электрлік автомобильдерге арналған өрт жамылғыларының салмағы әдетте жолаушылар көлігін жабу үшін 20–30 кг (44–66 фунт) құрайды. Коммерциялық көліктерге арналған жамылғылар ауыр болады. Салмақ жылулық ұстау үшін жеткілікті мата тығыздығын қамтамасыз етеді, бірақ авариялық жағдайларда екі адамның қолдануын ұсынылады.

Электрлік автомобильдерге арналған өрт жамылғысы аккумулятордың өртін толығымен сөндіре ала ма?

Ешбір өрт жамылғысы литий-ионды аккумулятордың жылулық тізбектің бұзылуын толығымен сөндіре алмайды, себебі аккумулятор ішкі түрде оттегін өзі өндіреді. Жамылғы — қорғану құралы ретінде қызмет етеді: сыртқы алаңға ашық отты басады, түтін таратылуын азайтады және кәсіби өрт сөндірушілер жылулық оқиғаны басқарған кезде оттың көршілес автокөліктерге немесе ғимараттарға таралуын болдырмауға көмектеседі.

Электрлік автомобильдерге арналған өрт жамылғылары қайда сақталуы керек?

Электромобильдерге арналған өрт жамылғылары электромобильдерді зарядтау бокстарының жанында, автопарк кірісінде немесе автопарктың техникалық қызмет көрсету аймағында анық көрінетін шкафтарда сақталуы керек. Сақтау орны өртті анықтағаннан кейін бірнеше секунд ішінде қол жетімді болуы тиіс және ол ауа-райы әсерінен, химиялық заттардан және механикалық зақымдан қорғалуы керек.

Электромобильдерге арналған өрт жамылғысын қанша жиі тексеру керек?

Көрініс бойынша тексеру алты айда бір рет жүргізілуі ұсынылады. Тексеру кезінде материалдың бүтіндігі — жыртылулар, сызықтар немесе қаптаманың зақымдануы — тексерілуі тиіс, сонымен қатар жиегіндегі тігіс пен ұстау сақинасының күйі де тексерілуі керек. Шынайы өрт оқиғасында пайдаланылған кез келген жамылғы қолданылғаннан кейін қайта пайдаланылмайды, оның сыртқы күйі қандай болса да, оның орнына жаңасы қойылады.

Электромобильдерге арналған өрт жамылғыларына қандай стандарттар қолданылады?

Негізгі стандарттарға құрылыс өнімдерінің өртке қарсы жіктелуі үшін EN 13501-1, жалпы өрт көрпешелерінің талаптары үшін EN 1869:1997 және теңіз қолданысы үшін IMO FTP Code кіреді. SGS үшінші жақтың сынақтары сияқты қосымша сертификаттаулар өндірушілердің көрсеткен өнім сипаттамаларының тәуелсіз расталуын қамтамасыз етеді.