Brinnande elbilsbatterier – ovanligt men en utmaning

2018-07-04 06:00  

Teslans batteri fattade eld flera gånger efter kraschen på grund av termisk rusning. Men hur stort är problemet med bränder i elbilar egentligen?

Flera olyckor har den senaste tiden inträffat med elbilar där batteriet har fattat eld och släckts – men där branden senare har uppstått på nytt. Fenomenet kallas för termisk rusning och kan orsakas av en skada på battericellen, värme eller för snabb laddning. Brinnande hoverboards och Samsungs fiasko med telefonen Galaxy Note 7 är de hittills mest välkända exemplen på termisk rusning.

Det verkar inte vara vanligt i elbilar. Men två olyckor i USA sätter fingret på en framtida utmaning för räddningstjänsten.

En Tesla Model S kraschade in i en mur i Fort Lauderdale, Florida i närmare 190 kilometer i timmen och började brinna. När räddningspersonal flyttade bilen från olycksplatsen återantände den. Samma sak hände efter att bilen hade fraktats till ett upplag, skriver Engadget.

Läs mer: Nya krav ska stoppa brandfarlig laddning

Den Tesla som i Autopilot-läge styrde rakt in i en mittbarriär så illa att föraren omkom började också att brinna flera gånger efter att räddningspersonal släckt. Olyckan inträffade i Mountain View, Kalifornien. Tendenser till antändning i batteripacket fanns så sent som sex dagar efter olyckan.

Michael Steen, brandutredare på Attention TC, berättade för tidningen Elinstallatören att termisk rusning oftast tycks drabba billiga prylar av sämre kvalitet snarare än exempelvis dyrare handverktyg med bättre säkerhetssystemen. Anledningen till att vi ännu har sett få fall av termisk rusning i elbilar är förhoppningsvis av samma anledning.

Fem gånger vanligare med bränder i bensinbilar

Men när fordonet utsätts för kraftigt våld i samband med en krasch kan säkerhetssystemen sättas ur spel. Tesla meddelade efter olyckan i Mountain View att deras batteripack är konstruerade för att en brand ska spridas så långsamt som möjligt. Enligt deras egen data är bränder i bensinbilar i USA fem gånger vanligare än i Teslor.

Att få fram någon svensk statistik kring bränder i elbilar i allmänhet och termisk rusning i synnerhet har dock visat sig svårt.

– Vi har ingen statistik som delar upp fordonsbränder på olika typer av drivmedel. En huvudanledning till detta är att det kan vara svårt för räddningstjänsten att veta vilken typ av bil det var som brann, skriver Joakim Ekberg, handläggare statistik och informationsförsörjning på Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB) i ett mejl.

Läs mer: Kinesiska batterifabriken vill bli "världens största"

Han påpekar att räddningstjänsterna sedan årsskiftet även ska rapportera registreringsnummer på fordonet som har brunnit i händelserapporten. Det blir därmed möjligt att ta fram brandstatistik för olika drivmedel men det kräver en del arbete.

– Ett annat problem är att elbilarna än så länge är så få att det förmodligen skulle vara svårt att dra några kvantitativa slutsatser förrän efter ganska många år, fortsätter Joakim Ekberg.

Ovanligt med brinnande elbilar

Stockholm är alltjämt det län med flest nyregistreringar av elbilar. Veronica Sandström är kommunikationschef på Storstockholms brandförsvar. Hon har inte gjort någon statistisk analys men menar att bränder i elbilar inte är särskilt vanligt. Och att de självantänder, det vill säga drabbas av termisk rusning, händer sällan, säger hon.

Statens väg- och transportforskningsinstitut, VTI, publicerade i fjol en rapport där man undersökte om räddningstjänsten var redo för elfordon. I rapporten gjordes ett försök att ta reda på hur många bränder i elbilar som har inträffat. Underlaget utgjordes av Transportstyrelsens olycksregister Strada men omfattade bara åren 2006–2012, det vill säga då det fortfarande fanns ytterst få elbilar på vägarna.

477 olyckor med elfordon fanns registrerade men många av dem var moped-, post- och golfbilar som körts på cykelbanor. Endast fyra av 477 registrerade olyckor gällde faktiska elbilar. Inte i någon av de fyra händelserapporterna refererades det till elsystemet eller batteripaketet som orsaken.

Läs mer: Tesla-konkurrenten: Vi har fått finansiering

Mikael Carlson, teknisk expert på Elsäkerhetsverket, tycker att de nu uppmärksammade bränderna sätter fingret på utmaningen med litiumjonbatterier.

– Dock har jag svårt att tro att bränder i elbilar är vanligare än bränder i diesel och bensinbilar, men jag har ingen statistik för den tron, skriver han i ett mejl.

Han poängterar att hastigheten i fallet i Fort Lauderdale var mycket hög, 190 kilometer i timmen.

– En vanlig fossilbil kommer ha svårt att klara en sådan kollision utan att skada bränsletanken, så det hade nog brunnit om man smällt en fossilbil i de hastigheterna också, skriver han.

Därför fattade batteriet eld

Vid termisk rusning startar en kedjereaktion i litiumjonbatteriet, som i detta fall var av NCA-typ (nickel-kobolt-aluminium). Den positiva elektroden i batteriet innehåller löst bundet syre som frigörs vid höga temperaturer. Den exoterma reaktionen mellan elektrolyten och elektroderna blir därmed självförsörjande på syre och kan endast släckas genom kylning.

– Eftersom reaktionerna är exoterma så riskerar temperaturerna att stiga igen efter att man tror sig ha släckt branden. Så snart syret släpps så blir reaktionen så kraftfull att det börjar brinna igen, fortsätter Mikael Carlson.

Kobolten har en stabiliserande effekt i batteriet. Efter rapporter om att den bryts under vedervärdiga förhållanden i framför allt Kongo pågår ansträngningar att minska andelen, enligt Mikael Carlson. Dessutom har koboltpriset stigit kraftigt de senaste åren.

– Minskar man mängden kobolt och ökar mängden nickel får man högre kapacitet men sämre stabilitet. Alltså större risk för termisk rusning, som kan förvärra ett brandförlopp, skriver han.

Fler bränder i elbilar

Ett urval av uppmärksammade bränder i elbilar, hämtade ur VTI:s rapport.

En brand utbröt i en suv som konverterats från bensin till el på färjan mellan Oslo och Köpenhamn. Bilen var inte godkänd och en hemmagjord laddare användes. Det fanns inga tecken på att branden skulle ha startat i batteriet.

En bensinbil körde in i en eltaxi i 180 km/h i Kina. Taxin voltade in i ett träd. Trädet genomborrade batteriet, en ljusbåge uppstod och bilens inredning liksom batteriet började brinna. Inga fel på säkerhetssystemet hittades.

En bensinbil som konverterats till eldrift började 2012 att brinna i Ösmo i Sverige. Den hade sannolikt laddats i mer än 24 timmar när branden uppstod. Förmodligen förlorade bilen kylvätskan och värmen fick till slut aluminiumet att smälta. Batteriet orsakade antagligen inte branden, men skadade kablar kan ha lett till en ljusbåge vilket bidrog till brandförloppet.

Johan Kristensson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Aktuellt inom

Debatt