Munnik Brandadvies

Blusmethodiek hybride en elektrische auto’s: een brandende kwestie

 

De autobranche is volop in transitie om de conventionele verbrandingsmotoren te vervangen voor groene varianten; de hybride en elektrische motoren. Hoewel de brandveiligheid van vastgoed onze specialisatie is, zijn ontwikkelingen rondom de brandveiligheid van hybride en elektrische auto’s intrigerend om te volgen. Veel fabels maar ook feiten gaan als een lopend vuur. Het accupakket zou bijvoorbeeld niet te doven zijn zodra het vlam vat na bijvoorbeeld een ongeval. Tijd voor een uitstapje vanuit het vastgoed de autobranche in, om feiten te onderbouwen en fabels te blussen…

Hybride versus elektrisch

Hybride auto’s hebben een combinatie van een reguliere verbrandingsmotor en een accumotor. De hybride rijdt kleine afstanden op de accumotor. Deze wordt herladen door restenergie die vrijkomt tijdens het rijden en remmen. Het systeem schakelt automatisch over op een benzinemotor en schakelt bij een geladen accupakket weer moeiteloos over op stroom.  Hybride auto’s beschikken dus nog steeds over een conventionele verbrandingsmotor.

Elektrische auto’s hebben geen verbrandingsmotor, maar een combinatie van een accupakket en een elektromotor. De welbekende laadpalen zorgen voor een vol accupakket. Relatief zijn er nog maar weinig volledig elektrische auto’s, dus zónder brandstofmotor. De meeste elektrische auto’s beschikken over een zeer kleine brandstofmotor, een zogenaamde range extender. Deze dient om de accu op te laden mocht onderweg onverhoopt de stroom opraken. Het verschil met de hybride is dat de (kleine) brandstofmotor de wielen niet aandrijft, maar de accu bijlaadt. De reis stopt dus nooit ongepland doordat de stroom op is.

Accupakketten

De accu’s in hybride en elektrische auto’s zijn lithium-ion-polymeeraccu’s, die bestaan uit een aaneenrijging van duizenden accucellen. Dit type accu kent een hoge energiedichtheid en een laag zelfontladingspercentage. Het polymeer reduceert het brandrisico, maar de accu behoudt hoe dan ook elektrolyt als geleider van de positieve en negatieve ionen. Te verre ontlading of juist overlading zorgen voor interne beschadiging van de accucellen, waardoor deze gevoelig worden voor ontbranding. Dit stadium start door een toenemende temperatuur in de pakketten, waarbij uiteindelijk schadelijke gassen ontsnappen. Deze gassen zijn niet alleen schadelijk voor de gezondheid en het milieu, ze reageren – letterlijk! – explosief op water. Reguliere blusmethodes met water hebben daarom niet de voorkeur. Mocht er geen alternatief voorhanden zijn, dan is regulier blussen met grote hoeveelheden water aan te raden.

Aerosol

Een alternatief is ‘blussen’ met zand of droog aerosolgas. Beide alternatieven dichten de accu af, waarbij het gas de accu bedekt met een laag keramische bolletjes. In de accu aanwezige brandbare materialen als elektrolyt (accuzuur) kunnen zich hierdoor niet vermengen met het zuurstof uit de omgeving. Deze negatieve katalysatie voorkomt spontane ontbranding van de overig aanwezige accucellen.

Waterbad

Brandweertrainingen worden steeds meer gericht op het blussen van elektrische en hybride auto’s. Vanwege de extreme hitte en het spontaan ontbranden van accucellen moet er langdurig gekoeld worden. Elektrische auto’s die na een ongeluk in brand hebben gestaan, worden ondergedompeld in een waterbak om te garanderen dat de accu niet weer vlam vat. Voorvallen zijn bekend van sluimerende brandhaarden die na vijf dagen alsnog de accu deden ontbranden. Bijkomende moeilijkheid is dat het accupakket in een auto vaak moeilijk te bereiken is, waardoor de gehele auto langdurig ondergedompeld moet worden in water. Er zijn ontwikkelingen gaande om de locatie van de accu op een makkelijker toegankelijke plaats te krijgen of zelfs demontabel, zodat de accu losgekoppeld kan worden van de auto. Zodra de brandweer uitrukt naar een brandende elektrische auto, wordt onderweg het type auto ingelezen en de plaats waar het accupakket zich bevindt. Dit, in combinatie met demontabele pakketten, bewerkstelligt de algehele veiligheid en voorkomt veel restschade aan het voertuig.

Vaste stof accu

Uitvindingen zijn er om verbeteringen door te voeren. John Goodenough, de mede-uitvinder van de lithium-ion-accu, heeft de eerste volledig uit vaste stof opgebouwde accucellen uitgevonden: elektrolyt van glas. Deze accucellen zijn onbrandbaar door het niet kunnen vormen van dendrieten, ophopingen van lithiumdeeltjes. Dendrieten ontstaan bij de huidige accu’s in het elektrolyt tijdens het opladen van de accu en groeien tussen de anode en kathode. Zodra de volledige verbinding tot stand is gekomen veroorzaakt dit kortsluiting in de cel met een spontane ontploffing of ontbranding tot gevolg. Het voorkomen van dendrieten in het elektrolyt verhoogt de brandveiligheid van elektrische auto’s, wat een enorme stap is in duurzame veiligheid.

Conclusie

Elektrische auto’s zijn met betrekking tot brandveiligheid niet per definitie gevaarlijker dan auto’s met een conventionele motor. Tijdens bluswerkzaamheden bestaat er geen risico dat liters benzine of diesel het milieu aantasten. Daarnaast ontstaat er zelfs minder rookontwikkeling, dus ook wat dat betreft is er minder milieuaantasting. Wel een punt van aandacht is het nakoelen van de accupakketten. Meerdere (grote) brandweerkorpsen zijn al in het bezit van speciaal ontworpen waterbakken. De verwachting is dat landelijk korpsen volgen door op vaste locaties dit soort waterbakken gestationeerd te hebben en de beschikbaarheid te delen. Ontwikkelingen volgen elkaar in rap tempo op. Laat het vaste elektrolyt de volgende stap zijn die verder ontwikkeld wordt, zodat duurzaamheid en veiligheid elkaar vinden. Als autoliefhebber volg ik deze veiligheid uiteraard op de voet. Meer weten? J.holthuis@munnikbrandadvies.nl of bel 0598-395979.