211service.com
Hvad Tesla-batteribranden betyder for elektriske køretøjer
(OPDATERING: Tesla har givet flere oplysninger om ulykken. Se nedenfor.)
I denne uge brød et Tesla Motors Model S elektrisk køretøj i brand, efter at chaufføren kørte over et stykke metal på vejen, en hændelse, der er blevet rapporteret overalt nu.
Og det er nyheder, hvorfor?
Bilbrande er trods alt meget almindelige. En batteriforsker, Jeff Dahn fra Dalhousie University, påpegede over for mig i eftermiddags, at der var 187.000 køretøjsbrande i USA i 2011. Det er én brand for hver 1.738 biler på vejen. Med Tesla får denne brand én ud af næsten 20.000. Det er 10 gange sjældnere, fortalte han mig i en e-mail og skrev med store bogstaver.
Lad os se bort fra det faktum, at selv Tesla-relaterede nys virker nyhedsværdige i disse dage. Der er nogle reelle bekymringer derude om sikkerheden ved lithium-ion-batterier, hvilket er forståeligt, fordi der har været velrapporterede tilfælde af lithium-ion-batterier, der brænder. Det, der er foruroligende ved mange af disse brande, er, at de ser ud til at opstå spontant. Der er historien om en, hvis mobiltelefon brød i brand, mens han eller hun talte i den. Der er video af en bærbar computer, der bryder i brand i et mødelokale. Et hus brænder ned på grund af et problem med en elektrisk plæneklipper i garagen. Dage efter en crashtest bryder et Chevy Volt-batteri i brand. En række Fisker Karmas er reduceret til skeletter, fordi de blev våde under orkanen Sandy, hvilket udløste en batteribrand. Tilsyneladende spontane lithium-ion-brande satte Boeings 787 Dreamliner til grund i flere måneder.
Så investorer og fortalere for elektriske køretøjer og nej-sigere af elektriske køretøjer har holdt et vågent øje med Tesla for at se, om en batteribrand ville ødelægge virksomheden og elbilernes muligheder for at blive almindelige biler.
Og endelig skete branden. Her er de gode nyheder for Tesla og elbiler.
For det første var branden ikke spontan. Det skyldtes tilsyneladende, at chaufføren kørte ind i noget. Det er langt mindre skræmmende. Folk ved, at fra tid til anden løber folk ind i ting, og deres biler brænder. Det er ikke overraskende.
For det andet spredte ilden sig ikke hurtigt til hele batteripakken, og som følge heraf kom ingen til skade.
Bekymringen med lithium-ion-batteribrande er, at de har potentialet til at sprede sig hurtigt i hele batteriet, da cellerne i batteriet antænder deres naboer. Teslas CTO, JB Straubel, har sagt, at virksomheden har konstrueret pakken for at forhindre brande i at sprede sig. Det er svært at vide, hvor vellykket dette var, da vi ikke ved, hvor meget af pakningen der blev direkte beskadiget i ulykken. Men vi ved i det mindste, at ilden ikke spredte sig gennem hele batteriet, og i det mindste ifølge Tesla kom den ikke ind i kabinen.
Men der er et par dårlige nyheder.
Først illustrerede branden endnu en gang, hvor svære lithium-ion-batteribrande er at slukke. Brandfolkene troede, at de havde slukket den, men den genoptændte. Der er et par tankegange blandt batterieksperter om, hvorfor dette sker. I en batteribrand er det vigtigste, der brænder, den flydende elektrolyt, som brænder bedst, når den udsættes for luft. En tankegang er, at selv i fravær af luft er der andre oxidanter i batteriet, som kan skabe og opretholde en brand. Det antages, at batterielektroderne selv kan frigive ilt, hvilket giver næring til ilden indefra. Hvis dette er tilfældet, er det eneste, brandmændene kan gøre, at arbejde for at forhindre ilden i at sprede sig og vente på, at reaktanterne brænder op.
Anden forskning tyder på, at dette ikke er tilfældet. I stedet kan det ske, at selv når ilden er slukket, forbliver cellerne meget varme og bliver ved med at frigive mere elektrolyt i form af damp. Når brandmændene lukker for vandet, og ilt igen kan komme i kontakt med dampen, kan den genantænde.
Det synes klart, at vi skal lave flere test og lære de bedste måder at slukke batteribrande på, især efterhånden som batteridrevne biler spreder sig.
Det andet negative er, at ulykken rejser spørgsmål om, hvor godt beskyttet batteriet er. Tesla-batteriet breder sig ud over det meste af bilens gulv. Sammenlign det med batteriet på Chevy Volt, som er gemt inde i bilen, og faktisk optager plads i kabinen for at holde den ude af skade. Var det metalstykke, som chaufføren stødte ind i, stort og sandsynligvis forårsage alvorlig skade på enhver form for bil? Eller var det noget, du ikke ville tænke to gange om at køre over i en konventionel bil? Er Model S særlig sårbar over for vejaffald?
Jeg har set beskyttelsen på batteriet, og min fornemmelse er, at der skal en ret god del metal til for at beskadige det (se How Tesla Driving Electric Car Innovation). Og det faktum, at ingen andre Model S'er er gået i brand, selv i kraftige sikkerhedstests, ser også ud til at være et godt tegn. Forhåbentlig finder vi ud af mere om præcis, hvad der forårsagede ulykken i de kommende dage.
OPDATERING 10/4/13
Tesla har udgivet nogle yderligere detaljer om ulykken. Her er et uddrag:
Tidligere på ugen ramte en Model S, der kørte med motorvejshastighed, en stor metalgenstand, hvilket forårsagede betydelig skade på køretøjet. En buet sektion, der faldt af en sættevogn, blev bjærget fra vejbanen i nærheden af, hvor ulykken skete, og ifølge vejpersonalet, der var på stedet, ser det ud til at være synderen. Objektets geometri forårsagede en kraftig løftestangsvirkning, da den gik under bilen, slog opad og spiddede Model S med en maksimal kraft i størrelsesordenen 25 tons. Kun en kraft af denne størrelsesorden ville være stærk nok til at slå et hul på 3 tommer i diameter gennem den kvart tomme panserplade, der beskytter bunden af køretøjet ...
Havde en konventionel benzinbil stødt på det samme objekt på motorvejen, kunne resultatet have været langt værre. En typisk benzinbil har kun en tynd metalplade, der beskytter undervognen, hvilket gør den sårbar over for ødelæggelse af brændstofforsyningsledningerne eller brændstoftanken, hvilket forårsager en pøl af benzin til at danne og ofte brænde hele bilen til jorden. I modsætning hertil er forbrændingsenergien i vores batteripakke kun omkring 10 % af energien i en benzintank og er opdelt i 16 moduler med firewalls imellem. Som en konsekvens er det effektive forbrændingspotentiale kun omkring 1 % af brændstoffet i en sammenlignelig benzin sedan.