Jaka gaśnica jest potrzebna w stacjach ładowania pojazdów elektrycznych?

W miarę ciągłego wzrostu liczby nowych pojazdów zasilanych energią szybko powstają stacje ładowania pojazdów elektrycznych (EV) i pale ładowania. Od komercyjnych parkingów i obszarów mieszkalnych po obszary obsługi autostrad – w coraz większej liczbie lokalizacji instalowane są punkty ładowania pojazdów elektrycznych.

Jednocześnie coraz większą uwagę zwraca się na bezpieczeństwo ładowania. Chociaż pojazdy elektryczne są bardzo bezpieczne w normalnych warunkach pracy, stosowane w tych pojazdach akumulatory-litowo-jonowe-o dużej pojemności mogą stwarzać ryzyko, takie jak niekontrolowana temperatura, przegrzanie i spalanie, gdy zostaną wystawione na działanie nietypowych czynników.

Dla operatorów stacji ładowania, zarządców nieruchomości i użytkowników korporacyjnych, oprócz instalowania urządzeń do ładowania, ważnym elementem zarządzania bezpieczeństwem w obszarach ładowania jest także wyposażenie w odpowiednie urządzenia przeciwpożarowe.

Jakie zatem gaśnice są potrzebne na stacjach ładowania pojazdów elektrycznych? Czy zwykłe gaśnice są odpowiednie? Jak wybrać odpowiedni sprzęt przeciwpożarowy do miejsc ładowania pojazdów elektrycznych?

W porównaniu z tradycyjnymi parkingami największą różnicą między stacjami ładowania pojazdów elektrycznych jest dodanie sprzętu elektrycznego i systemów akumulatorów o dużej gęstości energii. Podczas ładowania akumulator jest poddawany ciągłemu pobieraniu energii elektrycznej. Jeśli wystąpią awarie sprzętu, starzenie się baterii, problemy z okablowaniem lub wpływy środowiska zewnętrznego, ryzyko wystąpienia nietypowych warunków może wzrosnąć.

Typowe obawy dotyczące bezpieczeństwa w obszarach ładowania pojazdów elektrycznych obejmują awarie sprzętu, starzenie się akumulatora, problemy z okablowaniem i zewnętrzne czynniki środowiskowe. Ponadto istnieją trzy dalsze krytyczne obawy:

1. Niekontrolowana propagacja ciepła –Gdy pojedyncze ogniwo ulegnie niekontrolowanemu procesowi termicznemu, uwolnione ciepło może uruchomić sąsiednie komórki, prowadząc do trudnej do powstrzymania reakcji łańcuchowej, która może skutkować pożarem lub eksplozją na dużą skalę.

2. Zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym i łukiem elektrycznym –Sprzęt ładujący działa pod wysokim napięciem (często 400–800 V prądu stałego). Wadliwa izolacja, uszkodzone kable lub niewłaściwa obsługa mogą narazić personel na śmiertelne porażenie prądem elektrycznym lub wyładowanie łukowe, co stwarza bezpośrednie zagrożenie dla życia.

3. Trudne stłumienie pożaru i ryzyko ponownego zapłonu –Pożary akumulatorów litowo-jonowych są samowystarczalne i mogą wytwarzać własny tlen. Konwencjonalne środki gaśnicze (np. CO₂, suchy proszek gaśniczy) mogą nie chłodzić skutecznie rdzenia akumulatora, a nawet po pozornym ugaszeniu ukryte gorące punkty mogą spowodować ponowny zapłon po kilku godzinach lub dniach, co wymaga ciągłego monitorowania i specjalistycznej taktyki gaśniczej.

Zrozumienie potencjalnych zagrożeń na stacjach ładowania jest kluczowym warunkiem wyboru właściwej gaśnicy.

Ryzyko niekontrolowanej przegrzania baterii litowo-jonowej-

Nowe pojazdy zasilane energią zazwyczaj wykorzystują baterie litowo-jonowe jako źródło zasilania. Kiedy wewnątrz akumulatora zachodzą nietypowe reakcje, może wystąpić-szybkie gromadzenie się ciepła, zjawisko znane jako niekontrolowana utrata ciepła. Podczas ucieczki termicznej można zaobserwować:

Szybki wzrost temperatury
Wytwarzanie dymu
Trwałe wewnętrzne reakcje chemiczne
Propagacja do sąsiednich komórek

Niestabilność cieplną może wywołać różne czynniki, w tym przeładowanie, nadmierne-rozładowanie, zewnętrzne nadużycia termiczne, uszkodzenia mechaniczne, wewnętrzne zwarcia lub wady produkcyjne. Po zainicjowaniu temperatura wewnątrz akumulatora może gwałtownie wzrosnąć.-Badania wykazały, że maksymalna temperatura w modułach akumulatora dochodzi do 1370 stopni podczas niekontrolowanej temperatury. Proces ten jest samowystarczalny-i niezwykle trudny do przerwania.

Dodatkowe zagrożenia poza widzialnymi płomieniami

Oprócz wysokich temperatur i otwartego płomienia pożary akumulatorów litowo-jonowych- stwarzają kilka innych poważnych zagrożeń:

Emisje gazów toksycznych i łatwopalnych –Podczas niekontrolowanej temperatury akumulatory uwalniają znaczne ilości toksycznych i łatwopalnych gazów, w tym tlenku węgla, wodoru i różnych węglowodorów. W zamkniętych lub częściowo zamkniętych przestrzeniach gazy te stwarzają poważne zagrożenie dla zdrowia personelu i mogą powodować ryzyko wybuchu.

Szybkie rozprzestrzenianie się i ponowne zapalenie pożaru –Ciepło uwolnione podczas niekontrolowanej temperatury może szybko rozprzestrzenić się na sąsiednie komórki, prowadząc do reakcji łańcuchowej. Co więcej, konwencjonalne środki gaśnicze, takie jak suchy proszek gaśniczy lub CO₂, mogą jedynie tymczasowo stłumić płomienie powierzchniowe,-nie mogą ochłodzić rdzenia akumulatora. Reakcje wewnętrzne trwają, a ponowny zapłon często następuje w ciągu kilku sekund. To sprawia, że całkowite ugaszenie pożarów akumulatorów pojazdów elektrycznych jest szczególnie trudne.

Skręcona energia elektryczna –Nawet po stłumieniu widocznego pożaru akumulator może w dalszym ciągu zawierać znaczną ilość zmagazynowanej energii elektrycznej, co stwarza ryzyko porażenia prądem elektrycznym i ponownego zapłonu.

Konsekwencje dla ochrony przeciwpożarowej

Ponieważ pożary akumulatorów litowo-jonowych mają charakter elektrochemiczny, strategie ochrony przeciwpożarowej muszą wykraczać poza tłumienie płomieni na powierzchni. Skuteczna reakcja wymaga ciągłego chłodzenia rdzenia akumulatora, aby zatrzymać wewnętrzne reakcje chemiczne. Dlatego też wybór odpowiedniego środka gaśniczego i posiadanie odpowiedniego zaopatrzenia w wodę lub specjalistycznych systemów przeciwpożarowych są istotnymi kwestiami w przypadku każdej stacji ładowania pojazdów elektrycznych.

Dlatego też radzenie sobie z pożarami pojazdów elektrycznych wymaga nie tylko zarządzania widocznymi płomieniami, ale także kontrolowania temperatury wewnętrznych akumulatorów-, co zasadniczo wpływa na wybór gaśnic i planowanie reakcji awaryjnych na stacjach ładowania.

W przypadku stacji ładowania pojazdów elektrycznych wybór odpowiedniej gaśnicy wymaga uwzględnienia zarówno charakterystyki pożarów akumulatorów litowo-jonowych, jak i specyficznych warunków panujących w miejscu zdarzenia. Obecnie popularne opcje na rynku obejmują:

Gaśnice na baterie litowo-jonowe

Gaśnice na baterie litowo-jonoweto urządzenia przeciwpożarowe opracowane specjalnie z myślą o wyjątkowych wyzwaniach związanych z pożarami akumulatorów litowo-jonowych. W porównaniu z konwencjonalnymi gaśnicami, produkty te kładą większy nacisk na:

Charakterystyka pożaru akumulatora
Kontrola temperatury
Tłumienie pożaru
Ograniczanie ryzyka na wczesnym etapie

W przypadku obiektów posiadających miejsca do ładowania pojazdów elektrycznych można rozważyć taki profesjonalny sprzęt przeciwpożarowy w oparciu o rzeczywiste potrzeby.

Dodatkowe uwagi

W praktyce gaśnice przeznaczone do akumulatorów litowo-jonowych ogólnie dzielą się na dwie główne kategorie: na bazie wody (ze specjalistycznymi dodatkami) i na bazie perfluoroheksanonu. Typy na bazie wody łączą w sobie funkcje chłodzenia, pokrycia i penetracji, dzięki czemu są skuteczne w kontroli temperatury i zmniejszają ryzyko ponownego zapłonu. Gaśnice na bazie perfluoroheksanonu zapewniają doskonałe właściwości izolacyjne i nie pozostawiają śladów, dzięki czemu nadają się do ochrony wrażliwego sprzętu elektrycznego.

Z punktu widzenia regulacyjnego chińska norma krajowa GB 50140 („Kodeks projektowania konfiguracji gaśnicy budowlanej”) i GB/T 51313-2018 („Norma techniczna dotycząca rozproszonych urządzeń do ładowania pojazdów elektrycznych”) wymagają, aby obszary scentralizowanej stacji ładowania były wyposażone w gaśnice zgodnie z normą GB 50140, przy czym zalecanym typem są gaśnice proszkowe. Należy jednak pamiętać, że gaśnice proszkowe mogą jedynie tłumić płomienie powierzchniowe i mogą nie chłodzić skutecznie rdzenia akumulatora, co może prowadzić do ponownego zapłonu. Z tego powodu wiele lokalnych przepisów i najlepszych praktyk branżowych zaleca obecnie uzupełnianie gaśnicami o większej pojemności: na przykład w garażach podziemnych z urządzeniami do ładowania pojazdów elektrycznych zaleca się dodanie gaśnic wodnych na wózku o pojemności co najmniej 60 l środka i maksymalnej odległości ochronnej wynoszącej 30 m, podczas gdy niektóre lokalne normy wymagają co najmniej dwóch gaśnic wodnych montowanych na wózku o pojemności 45 l na każdą strefę pożarową.

Podsumowując, zalecane jest podejście warstwowe: standardowe gaśnice proszkowe lub gaśnice CO₂ mogą gasić pożary instalacji elektrycznej w samym punkcie ładowania, natomiast gaśnice przeznaczone do akumulatorów litowo-jonowych-na bazie wody lub na bazie perfluoroheksanonu-należy stosować w przypadku zagrożeń pożarowych związanych z akumulatorami. W przypadku większych obiektów lub obiektów o wyższym profilu ryzyka zdecydowanie zaleca się jednostki montowane na wózku o większej pojemności agenta.

Jest to problem wielu zarządców stacji ładowania. Tradycyjne gaśnice proszkowe ABC są stosowane w wielu sytuacjach i radzą sobie z niektórymi powszechnymi rodzajami pożarów. Jednakże pożary pojazdów elektrycznych różnią się od zwykłych pożarów materiałów palnych. Główne powody to:

Niewystarczające chłodzenie –Suche środki chemiczne ABC tłumią płomienie powierzchniowe, ale nie mogą przedostać się przez obudowę akumulatora w celu schłodzenia ogniw wewnętrznych. Ponieważ pożary akumulatorów litowo-jonowych nagrzewają się samoczynnie, bez skutecznego chłodzenia, reakcje wewnętrzne trwają nadal, a ponowny zapłon często następuje w ciągu kilku minut.

Niemożność zatrzymania niekontrolowanej propagacji ciepła –Gaśnice te nie przerywają reakcji łańcuchowej wewnątrz pakietu akumulatorów. Gdy jedna komórka wejdzie w stan niekontrolowanej temperatury, uwolnione ciepło rozprzestrzenia się na sąsiednie komórki. Suche chemikalia leczą jedynie widoczny pożar, a nie jego przyczynę, więc nie mogą zapobiec eskalacji pożaru, który objął całe opakowanie.

Ograniczona kontrola gazów toksycznych i wybuchowych –Podczas pożarów akumulatorów wydzielają się duże ilości niebezpiecznych gazów (CO, H₂, węglowodory). Suchy proszek nie pochłania ani nie rozcieńcza tych gazów, pozostawiając ryzyko eksplozji i zatrucia bez rozwiązania, a sama chmura proszku może ograniczać widoczność i zakłócać wrażliwy sprzęt ładujący.

Wybór powinien opierać się na scenariuszu ładowania, ponieważ różne miejsca mają różne potrzeby w zakresie ochrony przeciwpożarowej:

Małe prywatne obszary ładowania (np. garaże przydomowe, prywatne miejsca parkingowe)

Niewiele pojazdów i ograniczona przestrzeń – przenośne gaśnice wodne (większe lub równe 9 l) lub gaśnice perfluoroheksanonowe są zalecane w przypadku pożarów akumulatorów i urządzeń elektrycznych na wczesnym etapie, przy regularnej konserwacji.

Parkingi komercyjne (np. garaże podziemne w galeriach handlowych, biurowcach)

Duża rotacja pojazdów i wiele punktów ładowania – zaleca się duże gaśnice wodne montowane na wózku (45 l lub 60 l) wraz z gaśnicami proszkowymi do gaszenia pali. Korzystne są także systemy wykrywania dymu/ciepła.

Publiczne stacje ładowania (np. przydrożne stacje szybkiego ładowania, punkty obsługi autostrad)

Gęsty ruch i duża moc ładowania zwiększają ryzyko – konfiguracja powinna być zgodna ze standardami GB 50140 i GB/T 51313, z kombinacją gaśnic wodnych i proszkowych, piasku gaśniczego, koców gaśniczych i personelu dyżurnego.

Wielkoskalowe zajezdnie pojazdów nowej energii (np. parkingi autobusowe, parki logistyczne)

Pojazdy skoncentrowane i akumulatory o dużej pojemności stwarzają wysokie ryzyko rozprzestrzeniania się pożaru – konieczne są duże gaśnice wodne montowane na wózku (pojemność większa niż lub równa 60 l), systemy hydrantów przeciwpożarowych i stałe automatyczne systemy gaśnicze (np. mgła wodna), a także specjalne plany zarządzania pożarem i ewakuacji awaryjnej.

Ogólnie rzecz biorąc, należy wziąć pod uwagę liczbę pojazdów, wielkość przestrzeni, zarządzanie personelem i warunki zaopatrzenia w wodę/elektryczność, aby osiągnąć wielopoziomową i dostosowaną strategię ochrony przeciwpożarowej.

W oparciu o różne scenariusze zastosowań można rozważyć następujące podejście:

Scenariusz zastosowania	Kluczowe obszary zainteresowania
Prywatne strefy ładowania	Przenośność, prosta obsługa i łatwe przechowywanie
Parkingi komercyjne	Zasięg wielu punktów ładowania i szybka dostępność
Publiczne stacje ładowania	Uwzględnienie obsługi personelu i rutynowej konserwacji
Duże-punkty ładowania	Kompleksowa integracja systemów przeciwpożarowych i profesjonalnych rozwiązań przeciwpożarowych

Należy zauważyć, że podejście do konkretnej konfiguracji należy również ocenić w powiązaniu z lokalnymi wymogami ochrony przeciwpożarowej, warunkami terenowymi i charakterystyką projektu.

Nie ma uniwersalnej odpowiedzi na pytanie, w jakie gaśnice powinny być wyposażone stacje ładowania pojazdów elektrycznych. Na ostateczny wybór wpływają różne środowiska ładowania, typy akumulatorów, liczba pojazdów i wymagania przeciwpożarowe. W przypadku obiektów zajmujących się ładowaniem pojazdów wykorzystujących nowe źródła energii zrozumienie charakterystyki pożarów akumulatorów litowo-jonowych i wybór bardziej odpowiedniego sprzętu gaśniczego stanowi ważny krok w kierunku poprawy zarządzania bezpieczeństwem.

Shangdijia koncentruje się na badaniach i rozwoju oraz produkcji sprzętu przeciwpożarowego, dostarczając profesjonalne rozwiązania w zakresie tłumienia pożarów dla pojazdów nowej generacji, zastosowań akumulatorów litowo-jonowych i scenariuszy przemysłowych. W przypadku stacji ładowania pojazdów elektrycznych, obszarów stosów ładowania i powiązanych potrzeb aplikacji możemy zaoferować dostosowane rekomendacje produktów w oparciu o rzeczywiste warunki w miejscu instalacji.

Zapraszamy do kontaktu SAFETY PLUSaby poznać profesjonalne rozwiązania przeciwpożarowe odpowiednie dla stacji ładowania pojazdów elektrycznych oraz zapewnić bardziej kompleksowe wsparcie w zakresie bezpieczeństwa Twoich stacji ładowania.