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Sep 02, 2023

スウェーデンのリチウムを参照

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電気自動車 (EV) とリチウムイオン電池の消火は議論の対象となっており、近年 EV の台数が大幅に増加しているため、その重要性はこれまで以上に高まっています。 これらのウェビナーでは、多くの質問に答え、EV 火災の新しい消火方法がテストされた最近のプロジェクトについても説明します。

消防士と公衆の安全、リスク、環境への影響、大量の水を使わずに消火する方法など、多くの疑問があります。 現在、2 つのウェビナーを提供しています。ペル・オラ・マルムキストスウェーデン民間緊急事態庁 / CTIF スウェーデンの (Utkiken.net) は、EF 火災を安全に鎮火する方法について 2022 年に実施された研究について説明しています。

最初のウェビナーは MSB.se によって制作されています。 リチウムイオン電池とEV火災について詳しく説明し、どのように火災が起こるのかを説明しています。スウェーデン民間緊急事態庁 (MSB.se) は業界と協力して、EV 火災を安全に消すためのさまざまなツールをテストしました。 その結果は驚くべきものでした。わずか 15 分で、わずか 750 リットル/200 ガロンの水の使用で、本格的な電気自動車火災が消火されました。

CTIF 準会員による 2 回目のウェビナーコールドカットシステム、Per-Ola Malmquist は上記のプロジェクトに関する短いプレゼンテーションから始まり、さらに 2 人のスタジオ ゲストが続きます。

ビデオの後半では、次のようなプレゼンテーションが行われます。ダニエル・スコットCold Cut Systems からの記事では、EV 火災における切断型消火器の使用と、これらのツールを使用して車両火災に対応する際に従うべき日常的な安全確認について詳しく説明されています。

セミナーの最後の部分には、実際の教訓に関するインタビューが含まれていますハーバード・ハウゲノルウェーのベストフォール消防署からの報告で、EV火災で初めて切断消火法が試みられた。

このトピックに関する Håvard Hauge の経験については、CTIF.org の将来の記事ですぐに戻る予定です。

スウェーデン民間緊急事態庁（MSB）が公表した試験報告書によると、切断型消火器は最小限の水の使用で、再発火の危険もなく、非常に短時間で安全にバッテリー火災を消火できることが示されている。

この報告書は、CTIF 救出・新技術委員会や CTIF スウェーデンなど、複数の利害関係者が関与する共同プロジェクトで実施された多数のテストの結果に基づいています。トーレ・エリクソン、トム・ヴァン・エスブルック、ミシェル・ジャンティローリファレンスグループの一員です。 CTIF のイヴォンヌ・ネスマンそしてあたり-オラ・マルムキストMSB.se を代表してプロジェクト メンバーになっています。

この試験は、リチウムイオン電池が故障した状態になったときに水を注入するかどうかを調べるために設計されました。熱暴走再燃することなく効果的に火災を抑制し消火することができます。

いくつかの異なる種類の機器がテストされましたフォグネイル、ツルハシ、従来のノズル、およびさまざまな貫通型消火器（水霧を使用してバッテリーの保護シェルに穴を開ける）が含まれます。

ご注意ください、それのための安全上の理由、の用法フォグネイルまたはつるはし（水をかける前に電池の殻を割るため）推奨されません報告書の中で。

いくつかのツールとメソッドをテストしました

プロジェクトの利害関係者として、当社のCTIF準会員は、コブラ コールド カット システム彼らの提供したコブラ超高圧ランス。

またテストされたのは、ミューラー消火ランス。両方のツール安全な距離から消火器を使用して消火する壁を貫通する可能性のある水の霧およびその他の硬い表面。

フルスケールの場合、コブラ切断消火器が使用されました。保護殻を突き破るEV用リチウム電池の最小限の酸素導入セルに。

適切な貫通ツールを使用して、ジェット炎やその他のリスクを回避します。

いくつかの方法とツールがテストされ、高圧消火器具が最良の結果をもたらしました。 また、オペレータにとって最も安全な方法も提供しました。再点火や危険なジェット炎のリスクが最も低い。

他の方法とは対照的に、切断消火器での消火がより成功する理由は、これらのツールが高圧水（場合によっては研磨剤と混合）を使用してバッテリーシェルを切断し、セルへの酸素の導入を最小限に抑えるためです。

使用した消火剤は次のとおりです。

フォグネイルとツルハシは安全上の理由から推奨されません

テストされた他の方法水を適用する前にフォグネイルやツルハシを使用してバッテリーシェルを破壊するのと同様に、推奨されません報告書の中で。

フォグネイルとツルハシがあった理由不適切とみなされるそれは、それらの方法が危険な傾向を強めていることが示されたということです。ジェットフレームバッテリーから発砲すること、そしてそれも消防士を暴露したより大きなものへ感電死の危険性バッテリーの残電流から判断します。

MSB のレポートは次のように強調しています。これを試みたいオペレータは、徹底したリスク評価、適切な情報を受け取った後にのみ、トレーニングの使用において目的のために承認されたツールメーカーによる。 この報告書では、雇用主が承認したツールや方法のみを使用することの重要性も強調しています。

EVバッテリーの消火に4分で成功 – 水ならわずか63ガロン

いくつかのスタンドアロン バッテリー モジュールとフルスケール EV が、バッテリーを次の状態にすることによってテストされました。熱暴走バッテリー火災の原因となります。 典型的な消防署の応答時間をシミュレートするために、伝播の最初の兆候から 15 分後に水を導入しました。

本格的な耐火試験では、消火活動の総継続時間車両火災に最初に水をかけたときから、リチウムイオン電池が不活性であると判断されるまで、10分車両全体の火災を消火します。 のバッテリーが消えるまでの合計時間一人だった4分。

水の消費量リチウムイオン電池の消火時間はたったの1時間と計算されています。240 リットル / 63 ガロン。

時間も含めて車両全体を消火する火、の合計750 リットル / 200 ガロンコブラ切断消火器と伝統的な水による消火とを組み合わせて、合計で 2 個の消火器が使用されました。

これは、一部の消防機関が 1 台の EV 火災に対処するのに数千ガロンの水を消費し、数台のタンクローリーを必要とする実際の例と比較できます。

多くの消防当局は、複数のチームが出動し、EV火災の鎮火に何時間も費やし、時には非常に複雑な結果に終わったケースも目撃している。

最小限の水の使用で再点火の兆候なし

わずか10分後比較的少量の水が浸水しただけでは、バッテリーは再発火の兆候を示さなかった。 バッテリーモジュールの電圧測定では、すべてのテストにおいて、影響を受けたバッテリーセルと隣接するセルが冷却され、電圧が低下していることがわかりました。 他のバッテリーセルは完全充電または残留充電のいずれかを維持しました。

コブラ切断消火器が適用されたバッテリーセルの一部では、残留電圧がまったく示されませんでした。

最も重要な観察すべての場合において、影響を受けたバッテリーセルと隣接するセルは水の導入によって冷却され、電圧の低下が見られたということです。 これにより、バッテリー内での火災の伝播も止まり、火災のさらなる拡大も阻止されました。

コールドカットシステムのホームページでレポートの概要を読む

以下は、テストがどのように行われたかを示す 28 分間の教育ビデオです。

一連の予備試験テストで2021年に有望性が示された後、テストは2022年に実施された。

絶縁されたEVバッテリーの火災テストなど、いくつかの異なる種類のテストが行​​われました。本格的な火災試験電気自動車内のリチウムイオン電池に搭載されています。

ファイル「バッテリー火災は水で消す」 MSB によるプロジェクトに関する公式レポートです。 上記よりPDFでダウンロード可能です。

これは、元のスウェーデン語ドキュメントの機械翻訳版です。 この文書の専門家による人間による翻訳版が間もなく公開される予定です。

浸透と同時に水をかける必要があります - そうしないと危険なジェット炎が発生します

テストはそれが明らかであることを示しています私できることが重要水を同時にかけるバッテリーの保護シェルが剥がれているため、浸透した 。 最初にバッテリーのシェルを破壊する他の方法では、酸素がセルに入る時間を与えてしまい、バッテリーが再点火する可能性があります。 コールドカッターを使用すると、酸素がバッテリーに入る前にバッテリーを水で満たすことができます。バッテリーセル、それがバッテリーを作るより短い時間で不活性になるそして提供しますより安全な作業環境オペレーターにとって。

耐火試験済みバッテリーでは再発火なし

以前に発火したリチウムイオン電池の再発火は非常に一般的であり、レッカー車や廃品置き場に問題を引き起こす可能性があります。 これらのテストの結果は再点火に関して必ずしも決定的なものではありませんが、テストされた方法は有望であることを示しています。 以下のテキストはスウェーデンのレポートから直接翻訳されたものです。

「再発火の可能性を検出するための監視は 15 分に制限されており、設計されたテスト状況では許容できるかもしれません。しかし、現場での経験から、再発火はかなりの時間が経過した後、つまり発火から数時間または数日後に発生する可能性があることが示されています。火災後、バッテリーパックを分解するまでの 2 ～ 3 日間保管していた間、再発火はありませんでした。」

Cold Cut System 独自のビデオ:

Cold Cut Systems の YouTube チャンネルからの以下のビデオは、テストで使用されるいくつかの方法を示しています。 コブラによるEVバッテリー火災の消火方法は、スウェーデン民間緊急事態庁（MSB）の報告書「リチウムイオンバッテリーの消火方法の実証」に基づいている。 この映像はフルEVで行われたテストを映像化するために作られたものであり、実際のテストのものではありません。

方法論

リチウムイオン電池火災に関する既存の研究文献のレビューは、すべての既知のリスクとリチウムイオン電池内での延焼メカニズムを完全に理解するために実施されました。

この研究から得られた全体的な発見の 1 つは、バッテリー内の熱源の中心部にできるだけ近く冷却剤を適用できる場合に、リチウムイオンバッテリーの熱伝播を最も効果的に抑制できるということでした。

淡水は初期対応者にとって最も容易に入手できる媒体であるため、これらのテストには淡水が選ばれました。 テストの目的の 1 つは、熱暴走が発生したリチウムイオン電池の内部を冷却するために水を供給する際に初期対応者が使用できる安全な戦術を開発できるかどうかを確認することでした。

すべてのテストは以下を使用して実行されました。充電状態が 100% のリチウムイオン電池。熱暴走は、テスト前に設置された加熱プレートを使用して開始されました。 バッテリーユニットもいくつかの安全システムを克服するために変更されました。 この変更は水の冷却効果に影響を与えませんでした。

テスト ii) および iii) では、バッテリーの 1 つのセルで熱暴走が始まってから、消火剤が適用されるまでに 15 分の遅れがありました。 これは、救急隊員に連絡して現場に到着するまでにかかる時間をシミュレートするためでした。 目視検査により熱の伝播が継続していないことが示され、熱画像装置に記録された温度が 50°C 未満になったときにテストは終了しました。

3 つのテストは順番に次のとおりです。私）。 3 つのスタンドアロン サブパック – 4 つのバッテリー モジュール（24 ボルト、6.54 kWhii） 1 つのスタンドアロン トラクション バッテリー（14.8 ボルト、2.8 kWhii） 1 つのスタンドアロン トラクション バッテリー（トラクション バッテリー付き）1 台 – 27 モジュール（14.8 ボルト、2.8 kWh）

テストは 4 つの異なるタイプのセットアップで実行されました。

• サブバッテリー

• 独立型電気自動車バッテリー

• 完全な電気自動車

• バッテリーモジュール。

テストは 202 年 4 月に 2 日間にわたって実施されました。ソドラ・エルブスボリの救急サービス協会の練習場にて。 これは、さまざまな用途の冷間切削工具をテストしてきた長年の経験を持つ高度な実践分野です。

合計8回のトライアル 4 つの異なるテストに分散して実行されました。 テストの前にリスク分析が行われ、すべてのツールが特定の条件に基づいて評価されました。 リスク分析では、テストオブジェクトの設計も考慮されました。

リスク分析により、次のような可能性があることがわかりました。バッテリーへのアクセスが難しいそして電気安全最新の消防車の既存の標準装備のみが使用される場合。 そのため、実演には切断消火器と消火ランスという 2 つの市販ツールを含めることが決定されました。

他の方法に関する次の結論は、スウェーデンのソース文書から直接翻訳されたものです。

」水を加えながら穴を開けても新たなジェットフレームは発生しなかった 。 ところが、水を加えずに穴を開けると、ジェットフレームが出てきました。 2回の消火活動は、現代の標準的な消防車に搭載されていると思われる設備から組み立てられた自作の道具、つまりジェットパイプと細いホース、そして穴を開けるのに使用されるつるはしを使って実施された。 デモでは動作しましたが、彼のようなアプローチはお勧めできませんなぜなら、バッテリーへのアクセスが制限されている実際の車両火災ではこの技術を実装するのは難しく、燃えている車両内で作業する必要があるからです。」

」関連するリスク大量のエネルギーが残っている焼けたバッテリーを取り扱う場合は、常に次のことを行う必要があります。応答時間の短縮によるメリットと比較して検討してください。焼き切れたリチウムイオン電池にも残留電圧が含まれている可能性があるため、電池が電気的に切れていることが確認されるまでは、常にこのことに留意して取り扱う必要があることに注意してください。 デモンストレーションでは、サーマル カメラと熱電対の両方が使用されました。 サーマルイメージャーは反射に敏感であるため、バッテリー内部の熱の広がりを完全に正確に把握するのは難しい場合があることに注意することが重要です。 電気自動車とそのバッテリーで火災が発生した場合、対応担当者が自動車メーカーの安全性と車両のレスキューカードに記載されている対応情報をメモすることが最も重要です(レスキューシート) および救助指示 (緊急時対応ガイド、ERG）現在のケースにおける特定の状況に基づいて対応計画を立てることができるようにするためです。」

テストの概要:

これはテストの概要にすぎませんが、完全なレポートは MSB.se から (スウェーデン語で) アクセスできます。

テストの英語の概要は、Cobra Cold Cut System のホームページで読むことができます。

結果と方法論:

テストは非常に成功し、以下のことが判明しました。

試験結果最初の 2 つのテストでは、バッテリー自体に水を注入する 3 つの方法すべてが、影響を受けたバッテリー セルの熱を下げ、火災を消すことができる程度に機能しました。 どのテストでもバッテリーは消火後に再点火しませんでした。

しかし、斧を使用してバッテリーケースに水のアクセス穴を開けると、パイプが接続されてバッテリーセルに水が浸水するまで、バッテリーから噴出するジェット火炎の強度が最初に増加しました。 また、この方法は、熱暴走または熱伝播中の細胞に水をターゲットにするという点で最も精度が低かった。

重要な要素は、バッテリ モジュールが損傷を受けていない極端なケースでは、電圧はそのまま維持されるが、もう 1 つの極端なケースでは、完全に燃え尽きたバッテリ モジュールには残留電圧が表示されないという仮定でした。 これにより、個々のバッテリーモジュールの残りの電圧が、熱暴走の伝播によって引き起こされた損傷の程度を示すものと考えられました。 すべてのテストにおいて、影響を受けたバッテリーセルと隣接するセルは冷却され、電圧の低下が見られました。 他のバッテリーセルは完全充電または残留充電のいずれかを維持しました。

最終的な完全EVテストでは、車両全体が火災に巻き込まれた（つまり、車室内が完全に火災に巻き込まれ、リチウムイオン電池内のセルが熱暴走状態にあった）ことが行われた。車両室内は、従来の消火ノズルを使用して消火され、その後、熱画像装置が使用された。バッテリー内の最も熱い部分を示すために使用されました. 次に、コブラを使用して車体とバッテリーケースの両方を貫通し、バッテリー自体の中に水を注ぎました. 消火の合計時間は、コブラによる最初の接近から終了まで10分でした。すべての表面温度が 50°C を下回ったとき、消火活動は終了しました。消火から 15 分後、車両全体はフォークリフトを使用して 2 回 1 メートル持ち上げられ、その後、乱暴な取り扱いをシミュレートするために落下しましたが、再点火は発生しませんでした。 2 日間隔離され、再燃することはありません。

コブラは240リットルの水を使用して約5分間使用されました 。 消火ノズルは 4 分間使用され、510 リットルの水、合計 750 リットルの水が使用されました。 これは、2013 年に報告された Exponent と Fire Protection Research Foundation が実施したテストで使用された 1670 リットルよりも大幅に少ないです。

コブラを使用すると、オペレータは注水用の進入穴を設ける際に、より安全な距離から作業できるようになります。

伝播の最初の兆候が現れたとき、通常の緊急サービスの応答時間を模倣するために 15 分からカウントダウンが開始されました。

その後消火活動が開始された。 火災を制御するために、切断消火器からの水霧を使用して炎を消し、客室火災を消火しようとしました。

後部ドアを開けることができる場合は、熱画像を使用して車内をスキャンし、バッテリー パック内のホット スポットを探しました。

これは、客室の床の温度勾配を測定することによって行われました。 PPV ファン (陽圧換気) を使用した風とガスの制御により、濃い煙と炎により車両の片側にアクセスするのが困難になりました。

ジンバルトンネルでは切断消火器が使用され、アクセスを容易にし車体との接触を避けるためにランスエクステンダーが使用されました。 消火器が作動している間、消火器操作者の個人保護として従来のジェットパイプが使用されていました。

火災が静まり、消火器操作者に最も近い炎が消えたとき、防護ビームを持った人（ビーム操作者）は引き続き区画火災の消火に専念した。 作戦を通じての X ビームオペレーターの主な任務は、消火器オペレーターを閃光や炎から守ることであったことに注意してください。 サーマルイメージャが 50 °C 未満の安定した温度を示したときにテストは終了しました。

消火活動が中断された後、伝播が確実に停止したことを確認するために、熱画像カメラによる温度の継続監視が 15 分間継続されました。 車両の撤去をシミュレートするために、フォークリフトを使って車両を数回約0.5メートル持ち上げ、地面に落として、再点火につながる可能性のある反応を引き起こすことが可能かどうかを確認しました。

結論

背景：

予備調査は2021年にクングスバッカのコールドカットシステムズによって実施され、スウェーデン地域安全対策庁（MSB）が参考人として参加した。 目的は、バッテリー パック内に内部水の流れを確立することによって、伝播するリチウム イオン バッテリーの熱プロセスを中断できるかどうかを調査することでした。

Cold Cut Systems はパイロット研究で切断消火器 (標準コブラランス) を使用し、良好な結果をもたらしました。 リチウムイオン電池火災の積極的な消火活動のガイドラインを作成するためのさらなる研究とテストを動機付ける十分な証拠があると判断されました。

このデモンストレーションは、この作業の範囲内のアクティビティです。

実証の全体的な目的は、火災発生時にリチウムイオン電池に水を注ぐ方法論の実験経験を提供し、それが可能であれば、より迅速かつ効率的な消火に貢献できることを示すことでした。安全な方法でバッテリーにアクセスしてください。

消火活動の目的は、リチウムイオン電池内の熱の伝播を止めることでした。

このデモンストレーションは、正極材料の最大ニッケル含有量が 60% であるリチウムイオン電池で構成されるテスト対象に限定されました。 ニッケルが豊富でエネルギー密度の高い電極システムは反応性が高いため、個別に調査する必要があります。

サンプル オブジェクトには角柱セルとパウチ セルの両方が表示されます。 この実証では円筒形セルは研究されていません。