Nguyên nhân cháy xe điện (EV) và một số giải pháp giảm thiểu rủi ro

Các tiêu chí nâng cao để đánh giá nguồn năng lượng tái tạo biến đổi cho lập kế hoạch, quy hoạch điện ở Việt Nam Nghiên cứu dưới đây của chuyên gia Hội đồng Khoa học Tạp chí Năng lượng Việt Nam thảo luận về những hạn chế của Chi phí điện năng quy dẫn (LCOE) khi đánh giá các nguồn năng lượng tái tạo biến đổi (VRE), đề xuất nhiều tiêu chí thay thế để cung cấp cái nhìn toàn diện hơn về chi phí và giá trị của chúng. Các tiêu chí được giới thiệu bao gồm: (1) Chi phí điện năng tránh được quy dẫn (LACE) - đánh giá giá trị kinh tế mà một nguồn điện mang lại bằng cách tránh chi phí phát điện từ các nguồn khác; (2) Chi phí điện năng quy dẫn điều chỉnh theo giá trị (VALCOE) - kết hợp giá trị năng lượng, công suất và tính linh hoạt; (3) Chi phí điện năng quy dẫn hệ thống (SLCOE) - bao gồm tất cả các chi phí tích hợp VRE vào lưới điện. Ngoài ra, (4) giới thiệu Chi phí quy dẫn lưu trữ (LCOS) để đánh giá các công nghệ lưu trữ năng lượng, cũng như các tiêu chí bổ sung như Đường cong chi phí giảm phát biên (MACC) và Chi phí giảm phát carbon quy dẫn (LCCA). Mục tiêu là cung cấp các công cụ tốt hơn cho việc lập kế hoạch và phát triển hệ thống điện với tỷ lệ VRE cao, như trường hợp của Việt Nam.

Nguyên nhân phổ biến gây cháy nổ xe điện:

Nguyên nhân phổ biến gây cháy xe EV đa dạng, bao gồm sự cố mất kiểm soát nhiệt do lỗi pin, đoản mạch, sạc quá mức và hư hỏng vật lý đối với pin. Sự cố mất kiểm soát nhiệt là phản ứng dây chuyền, trong đó pin không ổn định không thể tản nhiệt - nghĩa là nhiệt độ tăng không kiểm soát, thường dẫn đến hậu quả phá hủy. Đây là rủi ro đặc biệt liên quan đến pin lithium-ion được hầu hết các xe điện hiện nay sử dụng.

Trong một nghiên cứu của hãng bảo hiểm ô tô Hoa Kỳ - AutoInsuranceEZ: Các sự cố liên quan đến pin chỉ chiếm chưa đến 1% trong tổng số các vụ cháy ô tô. Tuy nhiên, những sự cố này lại thu hút sự quan tâm đáng kể do tính phức tạp chúng và những khó khăn vốn có trong việc dập tắt.

Về những thách thức cụ thể chủ yếu phát sinh từ mật độ năng lượng cao của pin lithium-ion dùng cho các loại xe EV hiện nay. Đặc biệt là hiện tượng mất kiểm soát nhiệt - phản ứng dây chuyền gây ra nhiệt độ tăng nhanh, dẫn đến việc cháy các vật liệu bên trong pin, hoặc gần pin. Các hệ thống quản lý pin được thiết kế để ngăn ngừa quá nhiệt có thể bị hỏng trong một số trường hợp nhất định, do đó làm trầm trọng thêm nguy cơ cháy nổ.

Pin lithium-ion dễ bị ảnh hưởng bởi chúng chứa chất điện phân dễ cháy có thể bốc cháy nếu pin quá nóng. Sự cố đoản mạch bên trong những loại pin này có thể tạo ra rất nhiều nhiệt, dễ dẫn đến sự cố mất kiểm soát nhiệt.

Va chạm cũng gây ra rủi ro đáng kể cho xe EV do khả năng gây hư hỏng pin lithium-ion, nhất là tính toàn vẹn cấu trúc của các cell pin dẫn đến đoản mạch, kích hoạt sự cố mất kiểm soát nhiệt. Chưa hết, hệ thống dây điện bị lỗi, hoặc bảo trì không đúng cách có thể làm trầm trọng thêm các vấn đề này bằng cách tạo ra nhiều khả năng xảy ra sự cố đoản mạch điện, hoặc quá nhiệt.

Cháy xe EV cũng gây ra những thách thức về dập lửa và ứng phó khẩn cấp do đặc thù của chúng. Các phương pháp chữa cháy thông thường có thể không hiệu quả, hoặc có khả năng gây nguy hiểm khi xử lý các vụ cháy pin lithium-ion, vì nước có thể phản ứng với kim loại lithium đang cháy, gây ra vụ nổ khí hydro. Do đó, cần phải đào tạo lính cứu hỏa theo bài bản, quy trình xử lý các tình huống cho phù hợp.

Xử lý cháy xe điện khác với xe xăng:

Dù trên phương tiện truyền thông người ta thường đưa tin cho rằng, xe chạy bằng xăng truyền thống có nhiều khả năng cháy hơn xe điện EV. Tuy thế, không thể bỏ qua nguy cơ cháy xe điện.

Quá trình cháy nổ của xe điện đặt ra nhiều thách thức khi cứu hỏa. Ví dụ, đám cháy xe điện có thể bùng phát trở lại (ngay cả sau khi đã dập tắt do nhiệt còn sót lại trong các ô pin) - một hiện tượng chưa từng thấy trong cháy chạy xăng thông thường. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của các chương trình đào tạo lính cứu hỏa chuyên biệt được thiết kế riêng để xử lý các sự cố xe điện một cách hiệu quả và an toàn hơn. Mặc dù xe điện có những rủi ro riêng liên quan đến hỏa hoạn, nhưng về mặt thống kê, chúng vẫn an toàn hơn so với xe chạy bằng xăng.

Sạc tốc độ cao ảnh hưởng thế nào đến nguy cơ cháy nổ xe điện?

Sự ra đời của công nghệ sạc tốc độ cao cho xe EV đã đặt ra những câu hỏi mới về ảnh hưởng tiềm tàng của nó đến sự cố hỏa hoạn của xe. Sạc tốc độ cao, hoặc sạc nhanh có khả năng làm trầm trọng thêm tình trạng xuống cấp của pin, đặc biệt là nếu không được quản lý đúng cách thông qua các hệ thống quản lý nhiệt hiệu quả.

Hơn nữa, cơ sở hạ tầng cần thiết để hỗ trợ sạc tốc độ cao cần phải chắc chắn và được thiết kế với các biện pháp an toàn để ngăn ngừa tình trạng quá nhiệt và các trục trặc khác có thể dẫn đến hỏa hoạn. Do đó, dù công nghệ này mang lại lợi ích đáng kể về việc giảm thời gian sạc và cải thiện sự tiện lợi cho người dùng, nhưng nó cũng đặt ra những thách thức mới liên quan đến rủi ro hỏa hoạn.

Những tiến bộ trong đổi mới vật liệu và kỹ thuật chữa cháy là rất quan trọng để giảm thiểu những rủi ro này. Các vật liệu cải tiến có độ ổn định nhiệt cao hơn có thể giúp giảm khả năng pin quá nhiệt trong quá trình sạc nhanh.

Tương tự , kỹ thuật chữa cháy cũng được cải thiện, giúp dập tắt nhanh đám cháy và giảm thiểu nguy cơ thiệt hại. Những tiến bộ này nên được coi là thành phần không thể thiếu của quá trình phát triển cơ sở hạ tầng sạc rộng hơn.

Những cải tiến cụ thể nhằm giảm thiểu cháy nổ xe điện:

1. Cải tiến về pin:

Các nhà nghiên cứu đang tập trung vào việc phát triển những loại pin tiên tiến không chỉ tiết kiệm năng lượng, mà còn ít bị quá nhiệt, hoặc gây cháy. Điều này bao gồm việc ứng dụng các hóa chất và thiết kế mới cho pin có thể chịu được nhiệt độ cao mà không gây ra phản ứng mất kiểm soát nhiệt. Các loại pin mới hơn đang được phát triển với các biện pháp bảo vệ tích hợp (chất cách nhiệt, hoặc chất phụ gia chống cháy) có thể làm chậm, hoặc ngăn chặn quá trình này, do đó giảm nguy cơ hỏa hoạn.

Ngoài những tiến bộ công nghệ pin, các nỗ lực cũng tập trung vào việc cải thiện các hệ thống chữa cháy được thiết kế riêng cho EV. Các hệ thống hiệu quả hơn không chỉ dập tắt ngọn lửa, mà còn làm mát bộ pin hiệu quả để ngăn chặn mọi sự cố mất kiểm soát nhiệt độ tiếp theo. Hơn nữa, các nhà sản xuất và cơ quan công nghiệp tiếp tục phát triển và triển khai các quy định an toàn nghiêm ngặt hơn cho các quy trình thiết kế và sản xuất EV.

Cuối cùng, một phần không thể thiếu trong việc cải thiện an toàn cháy nổ EV là các chương trình đào tạo lính cứu hỏa nâng cao kiến ​​thức chuyên môn về xử lý hiệu quả các vụ cháy nổ EV.

2. Quy định về an toàn:

Các cơ quan quản lý trên toàn thế giới liên tục sửa đổi và cập nhật các hướng dẫn về an toàn cho xe EV. Những nỗ lực nghiên cứu trong lĩnh vực này nhằm mục đích thiết lập các tiêu chuẩn nghiêm ngặt đảm bảo bảo vệ tối đa chống lại các sự cố liên quan đến hỏa hoạn ở xe điện.

3. Các kỹ thuật chữa cháy:

Các nghiên cứu mới đang được tiến hành để đưa ra các kỹ thuật chữa cháy hiệu quả được thiết kế riêng cho xe điện. Tính đặc thù của các vụ cháy xe điện đòi hỏi phải có các tác nhân chữa cháy chuyên dụng và các phương pháp có thể kiểm soát và dập tắt hiệu quả đám cháy xe điện.

4. Phòng ngừa mất kiểm soát nhiệt:

Một trong những nguyên nhân chính gây ra cháy xe EV là mất kiểm soát nhiệt - nhiệt độ tăng nhanh không kiểm soát dẫn đến hỏng hóc thảm khốc, hoặc phát nổ ở pin. Nghiên cứu quan trọng được dành riêng để hiểu rõ hơn về hiện tượng này và tạo ra các chiến lược để ngăn ngừa hiện tượng này xảy ra. Đồng thời, những tiến bộ về vật liệu đóng vai trò không thể thiếu trong việc nâng cao khả năng chống cháy của các bộ phận xe điện, bao gồm cả hệ thống pin của chúng.

Bằng cách sử dụng các vật liệu cải tiến chịu nhiệt cao và tính chất cách điện vượt trội, các nhà nghiên cứu hướng đến mục tiêu giảm đáng kể rủi ro do sự cố điện tiềm ẩn trong hệ thống điện của xe EV hiện đang được lưu hành./.

BBT TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Link tham khảo:

https://www.innovationnewsnetwork.com/solving-the-challenge-of-ev-fires/40017/