211service.com
Vad Tesla-batteribranden betyder för elfordon
(UPPDATERING: Tesla har lämnat mer information om olyckan. Se nedan.)
Den här veckan fattade ett Tesla Motors Model S elfordon i brand efter att föraren körde över en metallbit på vägen, en incident som har rapporterats överallt nu.
Och det här är nyheter, varför?
Bilbränder är trots allt väldigt vanliga. En batteriforskare, Jeff Dahn från Dalhousie University, påpekade för mig i eftermiddags att det var 187 000 fordonsbränder i USA 2011. Det är en brand för varje 1 738 bilar på vägen. Med Tesla gör denna brand en av nästan 20 000. Det är 10 gånger mindre ofta, berättade han för mig i ett e-postmeddelande och skrev med stora bokstäver.
Låt oss lämna det faktum att till och med Tesla-relaterade nysningar verkar nyhetsvärda nuförtiden. Det finns en verklig oro där ute om säkerheten hos litiumjonbatterier, vilket är förståeligt eftersom det har rapporterats väl om fall av litiumjonbatterier som fattat eld. Det som är upprörande med många av dessa bränder är att de verkar uppstå spontant. Det finns historien om någon vars mobiltelefon fattade eld medan han eller hon pratade i den. Det finns en video av en bärbar dator som brinner i lågor i ett konferensrum. Ett hus brinner ner på grund av ett problem med en elektrisk gräsklippare i garaget. Dagar efter ett krocktest tar ett Chevy Volt-batteri eld. En rad Fisker Karmas reduceras till skelett eftersom de blev blöta under orkanen Sandy, vilket utlöste en batteribrand. Till synes spontana litiumjonbränder jordade Boeings 787 Dreamliner i månader.
Så investerare och förespråkare för elfordon och nejsägare av elfordon har hållit ett öga på Tesla för att se om en batteribrand skulle förstöra företaget och elbilarnas chanser att bli vanliga bilar.
Och äntligen inträffade branden. Här är de goda nyheterna för Tesla och elbilar.
För det första var branden inte spontan. Det berodde tydligen på att föraren körde in i något. Det är mycket mindre skrämmande. Folk vet att då och då stöter folk på saker och deras bilar brinner. Det är inte förvånande.
Två, branden spred sig inte snabbt till hela batteripaketet, och som ett resultat kom ingen till skada.
Oron med litiumjonbatteribränder är att de har potential att spridas snabbt i hela batteriet, eftersom cellerna i batteriet antänder sina grannar. Teslas CTO, JB Straubel, har sagt att företaget har konstruerat förpackningen för att förhindra att bränder sprids. Det är svårt att veta hur framgångsrikt detta var, eftersom vi inte vet hur mycket av förpackningen som direkt skadades i olyckan. Men vi vet åtminstone att branden inte spred sig över hela batteriet, och åtminstone enligt Tesla kom den inte in i kupén.
Men det finns ett par dåliga nyheter.
Först illustrerade branden ännu en gång hur svåra litiumjonbatteribränder är att släcka. Brandmän trodde att de hade släckt den, men den antändes igen. Det finns ett par skolor bland batteriexperter om varför detta händer. I en batteribrand är det viktigaste som brinner den flytande elektrolyten, som brinner bäst när den utsätts för luft. En tankegång är att även i frånvaro av luft finns det andra oxidanter i batteriet som kan skapa och upprätthålla en brand. Man tror att batterielektroderna själva kan släppa ut syre, vilket ger bränsle till elden inifrån. Om så är fallet är allt brandmän kan göra att arbeta för att elden inte ska spridas och vänta på att reaktanterna ska brinna upp.
Annan forskning tyder på att så inte är fallet. Istället, vad som kan hända är att även när elden är släckt förblir cellerna väldigt varma och fortsätter att släppa ut mer elektrolyt i form av ånga. När brandmän stänger av vattnet och syre igen kan komma i kontakt med ångan, kan den antändas igen.
Det verkar uppenbart att vi måste göra fler tester och lära oss de bästa sätten att släcka batteribränder, särskilt när batteridrivna bilar växer.
Det andra negativa är att olyckan väcker frågor om hur väl skyddat batteriet är. Tesla-batteriet sprider sig över större delen av bilens golv. Jämför det med batteriet på Chevy Volt, som är instoppat inuti bilen, som faktiskt tar upp utrymme i kupén för att hålla det ur vägen. Var metallbiten som föraren stötte på enorm och sannolikt orsaka allvarlig skada på någon sorts bil? Eller var det något du inte skulle tänka två gånger på att köra över i en vanlig bil? Är Model S särskilt sårbar för vägskräp?
Jag har sett skyddet på batteriet, och min uppfattning är att det skulle krävas en ganska bra bit metall för att skada det (se Hur Tesla driver elbilsinnovation). Och det faktum att ingen annan Model S har fattat eld, ens i kraftiga säkerhetstester, verkar också vara ett gott tecken. Förhoppningsvis får vi veta mer om exakt vad som orsakade olyckan under de kommande dagarna.
UPPDATERING 10/4/13
Tesla har släppt några ytterligare detaljer om olyckan. Här är ett utdrag:
Tidigare i veckan träffade en Model S som färdades i motorvägshastighet ett stort metallföremål och orsakade betydande skador på fordonet. En krökt del som ramlade av en semitrailer bärgades från vägbanan i närheten av där olyckan inträffade och verkar enligt vägpersonalen som var på platsen vara boven. Objektets geometri orsakade en kraftfull spakverkan när den gick under bilen, stansade uppåt och spetsade Model S med en toppkraft i storleksordningen 25 ton. Endast en kraft av denna storlek skulle vara tillräckligt stark för att slå ett hål med en diameter på 3 tum genom den kvartstums pansarplattan som skyddar fordonets bas ...
Hade en konventionell bensinbil stött på samma föremål på motorvägen hade resultatet kunnat bli mycket värre. En typisk bensinbil har bara en tunn metallplåt som skyddar underredet, vilket gör den känslig för förstörelse av bränsletillförselledningarna eller bränsletanken, vilket gör att en pöl av bensin bildas och ofta bränner hela bilen till marken. Däremot är förbränningsenergin i vårt batteripaket bara cirka 10 % av energin som finns i en bensintank och är uppdelad i 16 moduler med brandväggar emellan. Som en konsekvens är den effektiva förbränningspotentialen endast cirka 1 % av bränslet i en jämförbar bensin sedan.