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新型火灾风险?电动车烧着易复燃兼释出有毒气体!
方展策
作者:方展策评论评论:点击率点击率:

发表时间: 2022-03-04 17:55:03

作者介绍

少年时,曾研习 Geographic Information System,可惜学无所成,侥幸毕业。成年后,误打误撞进入传媒圈子,先后在印刷、电子、网络媒体打滚,略有小成。中年后,修毕信息科技硕士,眼界渐扩,决意投身初创企业,窥探不同科技领域。近年,积极钻研数据分析与数码策略,又涉足 Location Intelligence 开发项目;有时还会抽空执教鞭,既可向他人分享所学,亦可鞭策自己保持终身学习。

   一艘运载保时捷(Porsche)、兰博基尼(Lamborghini)等4,000辆新车的货轮“Felicity Ace”,在葡萄牙外海着火燃烧,最终整艘船连同所有车辆沉入海底,造成约4亿美元(约31.2亿港元)的货物损失。尽管起火原因暂时仍未确定,惟船长怀疑这可能与电动车内的锂电池有关,引发外界对电动车火灾风险的关注;尤其是锂电池具有复燃特性,导致火势经常一发不可收拾,更会释放有毒气体,成为智慧城市的消防新难题。


货轮起火引发电动车运输隐忧


   2022年2月16日,载满4,000辆豪华新车的货轮Felicity Ace,从德国埃姆登港出发前往美国罗得岛,途中在葡萄牙外海大西洋突然起火燃烧,火势非常猛烈,结果要用上一个星期,火势才被完全扑灭。


Felicity Ace连同4,000辆新车现已沉没于葡萄牙亚速尔群岛220海里外的深海。这次事故的最大受害者相信是大众集团(Volkswagen),当时船上载运的主要是大众旗下各品牌车辆,包括:大众、奥迪、保时捷、宾利、以及兰博基尼等。(图片来源:维基百科)


   因为海上天气非常恶劣,加上船身已经严重倾斜,以致拖救无效,最终整艘货轮于2022年3月1日在葡萄牙亚速尔群岛220海里外沉没,幸好22名船员全数生还。要确定火灾肇因还需后续调查和鉴定,但Felicity Ace船长指出,船上有11辆电动车,怀疑是电动车锂电池起火,继而蔓延全船。


   其实,货轮运送电动车的风险本来就比较高。一旦货轮遇上风浪而左摇右摆时,电动车在船上可能会不受控制滑动和发生碰撞,使到电池组损坏,触发热失控(Thermal Runaway)现象,造成电池内部过度加热,导致失火和爆炸。保险公司Allianz Global指出,因为船只内部区域没有适当区隔,当火灾发生时会迅速蔓延,所以用船运载电动车可能会面临较高的火灾风险。


电动车普及带来电池火灾风险


   美国运输委员会(TRB)表示,当大量电动车聚集在一起,例如载满在货船上的新车、或停泊在停车场内的电动车,有机会增加电池燃烧时引发相邻电池连锁反应的风险,突显电动车普及后带来的潜在火灾威胁。


当电动车全面普及后,停车场内停满了大量电动车,当中只要有一辆车的锂电池起火,就可能会引发其他车辆锂电池起火的连锁反应。(图片来源:Tesla官网)


   英国纽卡素大学(Newcastle University)电化学教授Paul Christensen认为,在正常情况下,锂电池状态是很稳定的。可是,当电池遭受破坏,就算是智能手机内的小型锂电池,亦会产生高热而爆炸。


   电动车内置大型锂电池组,蓄积的能量极高,以Tesla Model X为例,其电池所储存的能量相当于一个普通美国家庭两天以上的用电量。Christensen指出,一旦发生车祸,令到车内部分电池受损,便会释放巨大能量,引燃其余电池。因此,电动车不仅燃烧时间会比燃油车长很多,而且有可能在事故发生后数小时、数天、或数星期后死灰复燃。


一辆Tesla Model X内置的锂电池组,其电容量足以为一个普通美国家庭供电逾两天。当高速行驶时发生车祸并起火,受损电池因升温而出现热失控,需用大量的水喷洒始能扑灭。(图片来源:Tesla官网)


电动车火灾易复燃增扑救难度


   2017年8月,一辆Tesla Model X在加州橙县(Orange County)因超速驾驶而失事,冲进一间房屋的车库。消防员在20分钟内扑灭大部分火势后,发现车库上方阁楼因锂电池复燃而再起火,于是用上30分钟将火救熄,并把失事车辆拖出车库,惟车身随即重新燃点起来。


2017年8月,在加州橙县有一辆Tesla Model X超速行驶,结果失控冲进一座车库,电动车随即起火,并点燃了整座车库与相邻房屋,期间火势更多次复燃。最后,消防员花上3个小时、用掉75吨水,才可完全扑灭这场火灾。(图片来源:Orange County消防局官网)


   当火势再被扑熄的45分钟后,锂电池又再度复燃,消防员唯用水柱持续喷洒车身;结果3小时后,耗用75吨水才可完全灭掉这场电动车大火。橙县消防部门发言人表示,电动车火警改变了消防的游戏规则,不但需要耗用大量的水来灌救,灭火时间更比燃油车火灾要长上几个小时。


   2021年4月,侯斯顿(Houston)郊区有一辆Tesla Model S发生车祸,车内两名乘客死亡,车身着火燃烧;消防员到场扑灭大火后,突然车底窜出小火苗,遂再出手救熄这团火,但没过多久,车身又再度复燃。


   最终消防局要增派人手,花上7个小时才把火势扑灭,期间用掉106吨水,相等于整个消防局一个月的用水量,或者一个美国家庭两年的耗水量。相比起来,扑熄燃油车火灾通常只需用1吨多的水便可以了,即是一辆消防车的载水量而已。


2021年7月,位于澳洲东南部维多利亚省的大型锂电池储能系统“Tesla Megapack System”发生火灾,连续燃烧4天后才被扑熄。由此可见,除电动车外,用作储备电能的储能系统同样是智能城市的消防新隐患。(图片来源:Tesla官网)


汽车厂紧急应变指南信息不足


   现在消防员遇上电动车火警,都会即场查阅相关车厂提供的紧急应变指南,以作出针对性的救火部署。以特斯拉(Tesla)紧急应变指南为例,书内列明救火前要先切断回路来关掉高压系统,以免触电;又建议使用大量的水来冷却车内电池,惟却没有详细列明用水量应该是多少。


   美国国家运输安全委员会(NTSB)于2020年底发表的调查报告指出,所有汽车厂商的紧急应变指南均存有信息不足的问题。NTSB解释,虽然指南提及要切断回路来断电,惟在严重交通事故中此断电机制经常受损,根本无用武之地,兼且缺少了有关锂电池的重要灭火细节。


   针对这个情况,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)表示,正积极与消防救援人员进行沟通,并会继续展开研究,尝试制定切实可行的措施。


电动车难灭火与车身结构有关


   电动车之所以很难灭火,与其特殊车身结构有莫大关系。燃油车的起火位置大多在引擎或侧边油箱,消防员很容易瞄准火源来喷水灌救,最快20分钟即可救熄。电动车的锂电池设置于车身底盘,让消防员很难直接瞄准火源,只得向着车身洒水,尝试从外部降温。这种“隔靴搔痒”的灌救方法,当然是事倍功半。


   即使火势遭到扑灭,但因为电池温度仍是很高,容易出现热失控而复燃。在NTSB调查的3宗电动车碰撞事故中,车内的高压锂电池起码复燃了15次。美国消防协会(NFPA)建议,就算火焰熄灭了,消防员仍需花上一个小时、甚至更长的时间为电池洒水降温,漫长的灭火时间对消防员的心理带来极大负荷。


   同时,锂电池含有锂、钴、镍、铜等金属物质,燃烧时会产生大量金属氧化物的悬浮微粒,以及氢气、一氧化碳等有毒气体,对人体伤害非常严重。故此,消防员在救火时必须穿上全套个人防护装备,以阻隔这些毒气,让体力上的负担变得更大。


比利时消防队首创泡浴式灭火


   为解决电动车难以灭火的问题,比利时消防队想出一个饶富创意的解决方法——直接把电动车放进特制的“大浴缸”泡水。他们把货车货斗改装成电动车专用的大水池;当遇到电动车起火,在初步控制火势后,随即把车辆吊起放入这个“大浴缸”,让车身完全泡入水中,避免电池后续复燃。相比持续喷洒水柱,此方法既可节省大量用水,也能减少消防车与消防员的出动数量。


比利时消防队自制可以容纳一辆车子的“大浴缸”,一旦遇到电动车起火,就直接把整辆车泡进去,以减低复燃机会。(图片来源:Hulpverleningszone Oost官网)


受损电动车在泡水降温后,会运送到空地上冷却3至5天,之后再运送到原厂处理。(图片来源:Hulpverleningszone Oost官网)


   然而,这辆装满水的“大浴缸”货车,移动起来应该比一般消防车为慢,对于紧急的火灾事故有时可能帮不上忙。这个时候,德国消防器材制造商Rosenbauer研制的新型灭火装置,便可以派上用场。它的原理是透过高压喷嘴把水以“推挤”方式冲压注入电池组内,直接灭火降温。消防员只要用千斤顶顶起车身,跟着在车底滑入这个高压喷嘴装置,然后退到7.5公尺外启动操作,即可针对底盘的电池组进行冲压灌救。这样不但能提高灭火效率,亦可确保消防员的人身安全。


以千斤顶顶起电动车后,消防员把Rosenbauer的高压喷嘴装置滑入车底,便可退到7.5公尺外的位置进行消防作业。(图片来源:Rosenbauer官网)


   更值得庆贺的是,其实电动车发生火灾的机会率远比燃油车为低。根据美国运输统计局(BTS)与NTSB的数据显示,2020年美国有接近140万宗火灾事故,当中由汽车引发的火警占15%,而电动车相关火灾事故仅占总数0.02%。美国汽车保险平台AutoInsuranceEZ的调查结果更指出,每10万辆售出的燃油车中,平均有1,529.9辆会发生火警;而每卖出10万辆电动车,则只有25.1辆发生火灾,两者相差逾60倍。


   现时电动车仍属市场上的少数,而且在路面上行驶的电动车大都是10年内的新车,所以其火灾频率会远低于燃油车。随着电动车数量与车龄不断上升,未来火灾发生的频率也有可能会增加。由是之故,各国政府必须正视这个潜在问题,应该要对消防员加强电动车火灾的消防训练;同时,消防界也要积极研究更有效的锂电池灭火方案,以应对电动车普及化可能产生的火灾风险。

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