Czy samochody elektryczne są bezpieczne?

Płonący smartfon przyczyną awaryjnego lądowania samolotu, niesprawny akumulator roweru elektrycznego wywołuje pożar w piwnicy, a palący się samochód elektryczny zostaje hitem YouToube’a – słysząc takie informacje, można zwątpić w niezawodność litowo-jonowych akumulatorów i chęć posiadania auta elektrycznego szybko mija. Jest jeszcze inne niebezpieczeństwo. W „elektrykach” stosuje się instalacje, w których napięcie wynosi od 400 do 800 woltów – jeśli ktoś dotknąłby odsłoniętych w wyniku wypadku końcówek biegunów takiego akumulatora, ryzykowałby życie. Zapytaliśmy specjalistów z Daimlera, jak eliminują to ryzyko i jakie są wymagania prawne w dziedzinie bezpieczeństwa.
Samochody elektryczne podlegają tym samym przepisom, co zwykłe auta z silnikami spalinowymi. Na przykład, żeby w teście zderzeniowym Euro-NCAP „elektryk” zdobył maksymalną ocenę, czyli pięć gwiazdek, musi chronić pasażerów i pieszych przed ryzykiem odniesienia obrażeń tak samo skutecznie, jak samochód spalinowy. Crash-testy Euro-NCAP symulują realne wypadki drogowe, np. zderzenia czołowe czy uderzenia w bok pojazdu. Te drugie polegają na uderzeniu odkształcającego się i poruszającego z prędkością 50 km/h obiektu pod kątem prostym w bok auta. Czujniki w manekinie znajdującym się na fotelu kierowcy rejestrują powstające obciążenia, które nie mogą przekroczyć określonych wartości. Uderzenia w bok pojazdu są szczególnie niebezpieczne, ponieważ przestrzeń, w której karoseria mogłaby się odkształcać w zaplanowany sposób i przez to chronić podróżnych (lub akumulator), jest nieduża. Wymagania w tej dziedzinie są więc stale zaostrzane, a samochód, który kilka lat temu otrzymał pięć gwiazdek, zapewne dzisiaj by ich nie dostał.

Sprawdzian odporności akumulatorów na działanie wysokiej temperatury

Skomplikowany układ chłodzenia zapobiega ich przegrzewaniu się

Czy samochody elektryczne są bezpieczne - Zalety

Z punktu widzenia bezpieczeństwa auta elektryczne mają też pewne zalety. Na przykład nie istnieje w nich ryzyko, że podczas zderzenia czołowego ciężki silnik ze skrzynią biegów zostanie przesunięty do wnętrza kabiny pasażerskiej, z kolei masywna osłona akumulatora znajdującego się w podłodze sprawia, że cała konstrukcja „elektryka” jest sztywniejsza. Mniejsze jest też ryzyko koziołkowania auta, bo jego środek ciężkości znajduje się niżej. Prawo stawia samochodom elektrycznym dodatkowe wymagania, zwłaszcza jeśli chodzi o bezpieczeństwo układu elektrycznego o wysokim napięciu – po wypadku napięcie w instalacji elektrycznej i zasilanych urządzeniach musi w ciągu pięciu sekund zmniejszyć się z kilkuset do mniej niż 60 woltów. Dzięki temu ani pasażerowie, ani osoby udzielające im pomocy nie będą narażeni na ryzyko porażenia. Żeby napięcie szybko spadło, w odpowiednich podzespołach stosuje się oporniki, które do tego doprowadzają.

Zamów e-wydanie magazynu "auto motor i sport" - teraz o 30% taniej!

Aplikacja bezpieczeństwa

Materiały prasowe

Dla niemal wszystkich modeli istnieją schematy, przeznaczone dla straży pożarnej, na których zaznaczono elementy ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa (poniżej); najlepiej umieścić je za osłoną przeciwsłoneczną. Daimler opracował również aplikację Rescue App – po zeskanowaniu kodu QR, który jest nanoszony w fabryce na słupek B w samochodzie, na ekranie urządzenia elektronicznego otwiera się schemat odpowiedniego modelu auta. Dostępny jest też obraz w tzw. rzeczywistości rozszerzonej, czyli rodzaj „zdjęcia rentgenowskiego” samochodu, dzięki któremu łatwo znaleźć zbiornik paliwa czy akumulator.

Materiały prasowe/auto motor i sport

Samego akumulatora nie da się jednak w ten sposób rozładować, bo ilość zgromadzonej w nim energii jest zbyt duża. „Bateria” jest natomiast chroniona na różne sposoby: przekaźnik odłączający akumulator od instalacji elektrycznej, znajdujący się w jej obudowie, w razie wypadku przerywa połączenie z instalacją elektryczną i podłączonymi urządzeniami. Dopływ prądu jest przerywany także za pomocą urządzenia pirotechnicznego umieszczonego na zewnątrz akumulatora. Poza tym bezpieczeństwo zwiększa specjalne okablowanie elementów pod wysokim napięciem – bo w przeciwieństwie do klasycznej 12-woltowej instalacji elektrycznej, w której biegun ujemny akumulatora jest połączony z karoserią, prąd o wysokim napięciu do urządzeń układu napędowego doprowadza się osobnymi przewodami od bieguna dodatniego i od ujemnego. Przewody wysokiego napięcia są ponadto otoczone pomarańczową warstwą izolacyjną, żeby można je było od razu rozpoznać i w razie potrzeby szybko odłączyć od samochodowej sieci elektrycznej.

Z boku auta strefa kontrolowanego zgniotu nie jest duża, dlatego w Mercedesie EQC dla ochrony akumulatora stosuje się szczególnie wytrzymały próg

Czy samochody elektryczne są bezpieczne - Najpierw akumulator, potem airbag

Podczas wypadku instalacja wysokiego napięcia w elektrycznym aucie jest odłączana, jeszcze zanim zadziała poduszka powietrzna

Odseparowanie akumulatora i kontrolowane spięcia w różnych urządzeniach zmniejszają niebezpieczeństwo porażenia prądem, ale nie mogą być dla samochodu swoistym „strzałem w stopę”, czyli nie można ich wywoływać przy każdej drobnej stłuczce. Dlatego o ewentualnym doprowadzeniu do obniżenia napięcia w instalacji wysokonapięciowej decyduje sterownik poduszki powietrznej zaprogramowany tak, by podczas wypadku weryfikował siłę zderzenia. Układ wysokiego napięcia zostaje odłączony już w chwili, gdy zaczyna działać napinacz pasa bezpieczeństwa, ale gdy jeszcze nie napełniła się poduszka powietrzna. To ważna informacja dla ratowników – jeśli podczas wypadku w samochodzie wystrzeliły poduszki powietrzne, z całą pewnością została przekroczona granica, przy której jest odłączone wysokie napięcie i przewody elektryczne nie stanowią już niebezpieczeństwa.
A co z ryzykiem pożaru akumulatora? Istnieją trzy czynniki, które mogą go wywołać – wyjaśnia Thomas Handschuh, inżynier budowy akumulatorów w Daimlerze. Obok zbyt wysokiego napięcia są to temperatura i wniknięcie obcych przedmiotów do wnętrza „baterii”, np. w wyniku przebicia. Temu ostatniemu niebezpieczeństwu Daimler przeciwdziała, m.in. konstruując znacznie mocniejsze obudowy niż przewidują przepisy. Norma ECE, która to reguluje, wymaga, by obudowa zniosła działanie sił o wartości do 100 kiloniutonów, co odpowiada uderzeniu z siłą 10 ton, jednak obudowy Daimlera wytrzymują siłę 50 ton. Jeśli miałoby się okazać, że w różnych krajach obowiązują różne normy w zakresie bezpieczeństwa w tej dziedzinie, Daimler zawsze ma zamiar realizować ich najostrzejszą wersję.

Pomiar siły potrzebnej do otwarcia drzwi po zderzeniu

Akumulatory nie mogą być też zbyt gorące – nie jest dobrze, gdy ich temperatura wzrasta powyżej 80-100 stopni. W czasie upałów może dojść do reakcji chemicznej, w wyniku której temperatura będzie stale rosła, powodując reakcję łańcuchową. Dlatego Daimler przywiązuje ogromną wagę do skutecznego chłodzenia akumulatorów, tak by w każdej z jego cel panowała właściwa temperatura. Rodzaj cel akumulatorowych nie ma znaczenia, jeśli chodzi o niebezpieczeństwo pożaru, bardziej liczy się zdolność zastosowanych substancji do wchodzenia w reakcje chemiczne. Jeśli zaś auto zapali się z jakiegoś innego powodu, upłynie około 30 minut, zanim zacznie się palić również akumulator.

Dołącz do nas na facebooku i bądź na bieżąco z motoryzacyjnymi newsami!

Obawa, że samochody elektryczne mogą stawać w płomieniach częściej niż zwykłe auta, tak czy owak wydaje się nieuzasadniona i zapewne będzie maleć w miarę, jak takich pojazdów będzie przybywać na ulicach. Nie ma na razie oficjalnych statystyk odnośnie pożarów „elektryków”, bo takich samochodów jest wciąż zbyt mało. Pewne dane publikuje za to regularnie Tesla – wynika z nich, że w ciągu sześciu lat ogień w autach elektrycznych pojawiał się raz na 170 milionów przejechanych kilometrów. W wypadku pojazdów z silnikami spalinowymi takie zdarzenia mają miejsce raz na 11 milionów kilometrów. W samych Niemczech każdego dnia dochodzi do zapalenia się około 100 samochodów – i bynajmniej nie staje się to hitem internetu.

Zobacz także:

• Ferrari Omologata - superauto na specjalne zamówienie
• Od kiedy pojedziemy bez prawa jazdy? Znamy datę
• Test Suzuki Vitara Hybrid. Urok nieoczywisty

zobacz galerię