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Sep 02, 2023

Ver litio sueco

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La extinción de incendios en vehículos eléctricos (EV) y baterías de iones de litio es un tema debatido y es más relevante que nunca, ya que el número de EV ha aumentado considerablemente en los últimos años. Estos seminarios web responden muchas de las preguntas y también explican un proyecto reciente en el que se probó un nuevo método para extinguir incendios de vehículos eléctricos.

Hay muchas preguntas sobre la seguridad para el bombero y el público, los riesgos, el impacto ambiental y cómo extinguir el fuego sin usar mucha agua. Ahora ofrecemos dos webinars dondePer-Ola Malmquist(Utkiken.net) de la Agencia Sueca de Contingencias Civiles / CTIF Suecia explica la investigación realizada en 2022 sobre cómo apagar nuestros fuegos EF de manera segura.

El primer seminario web es producido por MSB.se. entra en detalles sobre las baterías de iones de litio y los vehículos eléctricos, y explica cómoAgencia Sueca de Contingencias Civiles (MSB.se) junto con la industria, probaron varias herramientas para apagar incendios de vehículos eléctricos de manera segura. Los resultados fueron asombrosos: en solo 15 minutos y usando solo 750 litros / 200 galones de agua, se apagó un incendio de un vehículo eléctrico a gran escala.

En el segundo seminario web, organizado por CTIF Associate MemberSistemas de corte en frío,Per-Ola Malmquist comienza con una breve presentación sobre el proyecto anterior, seguida de dos invitados de estudio más.

La segunda parte del video presenta una presentación dedaniel scottde Cold Cut Systems, que profundiza en el uso de extintores de corte en incendios de vehículos eléctricos y las comprobaciones de rutina y seguridad a seguir al responder a incendios de vehículos con estas herramientas.

La última parte del seminario contiene una entrevista de lecciones aprendidas de la vida real.Hauge de Håvarddel Servicio de Bomberos de Vestfold en Noruega, donde se probó por primera vez el método de extinción por corte en un incendio de vehículos eléctricos.

Pronto volveremos a las experiencias de Håvard Hauge sobre este tema en un artículo futuro aquí en CTIF.org.

Un informe de las pruebas hecho público por la Agencia Sueca de Contingencias Civiles (MSB) muestra que un extintor de corte puede extinguir un incendio en una batería de forma segura en muy poco tiempo, con un uso mínimo de agua y sin riesgo de que se vuelva a encender.

El informe se basa en los resultados de una serie de pruebas realizadas en un proyecto de colaboración en el que participan varias partes interesadas, incluida la Comisión de extracción y nuevas tecnologías de CTIF y CTIF Suecia, dondeTore Eriksson, Tom van Esbroeck y Michel Gentilleau han formado parte del grupo de referencia. CTIF´sYvonne NasmanyPor-Ola Malmquisthan sido miembros del proyecto en nombre de MSB.se.

Las pruebas se diseñaron para examinar si inyectar agua en una batería de iones de litio que había entrado en un estado deescapes térmicospodría suprimir y extinguir eficazmente el fuego sin volver a encenderlo.

Se probaron varios tipos diferentes de equipos., incluidos clavos antiniebla, picos, boquillas tradicionales y varios extintores penetrantes (que utilizan agua nebulizada para perforar la cubierta protectora de la batería).

tenga en cuenta, Eso pararazones de seguridad,el uso deuñas de nieblaopicos(para romper la carcasa de la batería antes de aplicar agua) sonno recomendadoen el informe

Varias herramientas y métodos probados

Como parte interesada en el proyecto, nuestro Miembro Asociado de CTIFSistemas de corte en frío Cobraproporcionaron suLanza Cobra de ultra alta presión.

También se probó elLanza extintora Murer.Ambas herramientasextinguir incendios desde una distancia segura mediante el uso de unniebla de agua que puede penetrar las paredesy otras superficies duras.

En el caso de la escala completa, se utilizó el Extintor de Corte Cobra parapenetrar la capa protectorade la batería de litio EV, conintroducción mínima de oxígenoa la celda

Evite las llamas de chorro y otros riesgos utilizando las herramientas de penetración adecuadas

Se probaron varios métodos y herramientas, y la alta presión las herramientas de extinción produjeron los mejores resultados. También proporcionaron los métodos más seguros para el operador, con lamenor riesgo de reencendido o llamas de chorro peligrosas.

La razón de la extinción más exitosa con los extintores de corte, a diferencia de otros métodos, es que esas herramientas usan agua a alta presión (a veces mezclada con un abrasivo) para cortar la cubierta de la batería, minimizando la introducción de oxígeno a la celda.

Los medios de extinción utilizados fueron:

No se recomiendan clavos antiniebla ni piquetas por razones de seguridad.

Otros métodos probados, como el uso de clavos antiniebla o picos para romper la carcasa de la batería antes de aplicar agua, sonno recomendadoen el informe

La razón por la cual los clavos antiniebla y los picos fueronconsiderado inapropiadoes que esos métodos mostraron una mayor tendencia a la peligrosachorro de llamaspara salir disparado de la batería, y tambiénexpuso el bomberoa un mayorriesgo de electrocuciónde la corriente restante en la batería.

El informe de MSB subrayaque los operadores que deseen probar esto lo hagan solo después de unevaluación exhaustiva de riesgos, y sólo después de recibir la correspondientecapacitaciónen el uso deherramientas aprobadas para el propósito por el fabricante. El informe también destaca la importancia de utilizar únicamente herramientas y métodos aprobados por el empleador.

Extinción exitosa de una batería EV en 4 minutos, con solo 63 galones de agua

Se probaron varios módulos de batería independientes y también un EV a gran escala poniendo las baterías en un estado deescapes térmicos , provocando un incendio en la batería. Se introdujo agua después de 15 minutos desde los primeros signos de propagación, para simular un tiempo de respuesta típico del servicio de bomberos.

En la prueba de fuego a gran escala,la duración total del esfuerzo de extinción, desde el momento en que se aplicó agua por primera vez sobre el incendio del vehículo, hasta el momento en que se determinó que la batería de iones de litio estaba inerte, solo sediez minutos para extinguir todo el incendio del vehículo. Eltiempo total para apagar la bateríasolo estaba4 minutos.

el consumo de aguapara apagar la batería de iones de litio se calculó que solo240 litros / 63 galones.

Incluyendo el tiempopara apagar todo el vehículofuego,un total de750 litros / 200 galonesen total se utilizó, en un esfuerzo combinado con el extintor de corte Cobra y la extinción tradicional con agua.

Esto se puede comparar con ejemplos de la vida real de algunos servicios de bomberos que utilizan miles de galones de agua, lo que requiere varios camiones cisterna, para hacer frente a un solo incendio EV.

Muchos servicios de bomberos también han sido testigos de casos en los que se enviaron varios equipos, que pasaron horas tratando de contener incendios de vehículos eléctricos, a veces con resultados muy variados.

Sin señales de reinicio con un uso mínimo de agua

Después de sólo diez minutos de haber sido inundadas con una cantidad relativamente pequeña de agua, las baterías no mostraron signos de reencendido. Las mediciones de voltaje de los módulos de batería también mostraron que en todas las pruebas, las celdas de batería afectadas y las celdas vecinas se enfriaron y mostraron una caída de voltaje. Otras celdas de la batería mantuvieron una carga completa o una carga residual.

Algunas de las celdas de la batería donde se había aplicado el extintor de corte Cobra no mostraban ningún voltaje residual.

La observación más importante es que en todos los casos las celdas de batería afectadas, y celdas vecinas, se enfriaban por la introducción de agua y presentaban caída de tensión. Esto también detuvo la propagación del fuego en la batería y evitó que el fuego se extendiera más.

lea un resumen del informe en la página de inicio de los sistemas de corte en frío

A continuación se muestra un video educativo de 28 minutos que demuestra cómo se realizaron las pruebas.

Las pruebas se llevaron a cabo en 2022, después de que un conjunto de pruebas de prueba preliminares se mostraran prometedoras en 2021.

Se realizaron varios tipos diferentes de pruebas, incluidas pruebas de fuego en baterías EV aisladas, y tambiénuna prueba de fuego a gran escalaen una batería de iones de litio dentro de un vehículo eléctrico.

El archivo"Apagar fuegos de batería con agua" es el informe oficial sobre el proyecto de MSB. Se puede descargar como un pdf arriba.

Esta es una versión traducida automáticamente del documento sueco original. Próximamente se publicará una versión traducida humanamente del documento.

Se debe aplicar agua simultáneamente con la penetración, o se producirán llamas de chorro peligrosas.

Las pruebas muestran claramente que esiimportante poderaplicar agua simultáneamenteya que la cubierta protectora de la batería está siendopenetrado . Otros métodos, que implican romper primero la carcasa de la batería, dan tiempo para que el oxígeno ingrese a las celdas, lo que puede hacer que la batería se vuelva a encender. El cortador en frío permite inundar la batería con agua antes de que el oxígeno pueda entrar en laceldas de bateria,que hace que la bateríainerte en un tiempo más cortoy proporcionaun entorno de trabajo más seguropara el operador.

Sin reinicio en las baterías probadas contra incendios.

El reencendido de las baterías de iones de litio que se han quemado previamente es bastante común y puede plantear problemas para las grúas y los depósitos de chatarra. Aunque los resultados de estas pruebas no son necesariamente concluyentes cuando se trata de reencendido, los métodos probados son prometedores. El siguiente texto está traducido directamente del informe sueco:

"El monitoreo para detectar un posible reencendido se limitó a 15 minutos, lo que puede ser aceptable en una situación de prueba diseñada. Sin embargo, la experiencia en el campo ha demostrado que el reencendido puede ocurrir después de un tiempo considerable, horas o días desde el momento de la durante los dos y tres días que estuvo almacenada la batería después del incendio y antes del desmontaje, no hubo reencendido".

Video propio de Cold Cut System:

El siguiente video del canal de YouTube de Cold Cut Systems muestra algunos de los métodos utilizados en las pruebas. El método de extinción de incendios de baterías de vehículos eléctricos con Cobra se basa en el informe de la Agencia Sueca de Contingencias Civiles (MSB), "Demostración del método de extinción de baterías de iones de litio". Esta película está hecha para visualizar las pruebas que se realizaron en el EV completo y no es de las pruebas reales.

Metodología

Se llevó a cabo una revisión de la literatura de investigación existente sobre incendios de baterías de iones de litio para garantizar que se comprendieran completamente todos los riesgos conocidos, así como el mecanismo de propagación del fuego dentro de las baterías de iones de litio.

Uno de los hallazgos generales de esta investigación fue que la supresión más efectiva de una batería de iones de litio de propagación térmica se logra cuando se puede aplicar refrigerante lo más cerca posible del núcleo de la fuente de calor dentro de la batería.

El agua dulce es el medio más fácilmente disponible para los socorristas y, por lo tanto, fue el agente elegido para estas pruebas. Uno de los objetivos de las pruebas era ver si se podían desarrollar tácticas seguras para que los primeros en responder aplicaran agua para enfriar el interior de una batería de iones de litio en caso de fuga térmica.

Todas las pruebas se realizaron utilizandoBaterías de iones de litio con el 100% de estado de carga. La fuga térmica se inició usando una placa de calentamiento que se instaló antes de la prueba. Las unidades de batería también se modificaron para superar algunos sistemas de seguridad; las modificaciones no tuvieron impacto en el efecto de enfriamiento del agua.

En las pruebas ii) y iii), una vez que se había iniciado la fuga térmica en una celda de la batería, hubo un retraso de 15 minutos antes de que se aplicaran los medios de extinción. Esto fue para simular el tiempo necesario para llamar a los servicios de emergencia y para que llegaran a la escena. Las pruebas terminaron cuando la inspección visual indicó que no continuaba la propagación térmica y las temperaturas registradas en el equipo de imágenes térmicas estaban por debajo de los 50 °C.

Las tres pruebas, en secuencia, fueron: i). Tres subpaquetes independientes: cuatro módulos de batería a 24 voltios, 6,54 kWhii) Una batería de tracción independiente a 14,8 voltios, 2,8 kWhiii) Un vehículo eléctrico de tamaño completo con batería de tracción: 27 módulos a 14,8 voltios, 2,8 kWh

Las pruebas se llevaron a cabo en cuatro tipos diferentes de configuraciones:

• sub-batería

• batería de coche eléctrico independiente

• vehículo eléctrico completo

• módulo de batería.

Las pruebas se llevaron a cabo durante dos días en abril de 202 2 en un campo de práctica en la asociación de servicios de emergencia de Södra Älvsborg. Este es un campo de práctica avanzada con muchos años de experiencia probando herramientas de corte en frío para diversas aplicaciones.

Un total de ocho ensayos se llevaron a cabo, distribuidos en cuatro pruebas diferentes. Las pruebas fueron precedidas por un análisis de riesgo donde todas las herramientas fueron evaluadas en base a condiciones específicas. El análisis de riesgos también tuvo en cuenta el diseño de los objetos de prueba.

El análisis de riesgo mostró que podría haberdificultades con el acceso a la bateríayseguridad ELECTRICA si solo se utiliza el equipo estándar existente en los camiones de bomberos modernos. Por lo tanto, se decidió incluir dos herramientas comerciales en la demostración, el extintor de corte y la lanza extintora.

La siguiente conclusión con respecto a otros métodos se traduce directamente del documento fuente sueco:

"Cuando hicimos agujeros mientras añadíamos agua, no aparecieron nuevas llamas de chorro. . Sin embargo, cuando hacíamos agujeros sin añadir agua, aparecían llamas de chorro. Se llevaron a cabo dos intentos de extinción con herramientas de construcción propia ensambladas a partir de equipos que se suponía que estaban en un camión de bomberos estándar moderno: tubo de chorro y manguera estrecha y piqueta, que se usaba para perforar agujeros. Aunque funcionó en la demostración, tsu tipo de enfoque no es recomendableporque la tecnología es difícil de implementar en un incendio de vehículo real donde el acceso a la batería es limitado y requeriría trabajar dentro de un vehículo en llamas".

"Los riesgos asociadoscon el manejo de una batería quemada con una cantidad significativa de energía residual siempre debe sercontra los beneficios de acortar el tiempo de respuesta. Tenga en cuenta que también las baterías de iones de litio que se han dejado quemar pueden contener voltaje residual y siempre deben tratarse teniendo esto en cuenta hasta que se confirme que la batería está descargada eléctricamente. Durante la demostración, se utilizaron tanto una cámara térmica como un termopar. Es importante tener en cuenta que la cámara termográfica es sensible a la reflexión, por lo que puede ser difícil obtener una imagen completamente veraz del calor que se propaga dentro de la batería. En caso de incendio en un vehículo eléctrico y su batería, es de suma importancia que el personal de respuesta tome nota de la información de seguridad y respuesta del fabricante del vehículo en la tarjeta de rescate del vehículo (Hoja de Rescate) e instrucciones de salvamento (Guía de respuesta a emergencias, ERG) con el fin de poder hacer una planificación de la respuesta en función de las condiciones específicas del caso actual".

Resumen de las pruebas:

Este es solo un resumen de las pruebas; sin embargo, se puede acceder al informe completo (en sueco) a través de MSB.se.

Se puede leer un resumen en inglés de la prueba en la página de inicio del sistema Cobra Cold Cut.

Resultados y metodología:

Las pruebas fueron muy exitosas y demostraron, entre otros hallazgos, que:

Resultados de la prueba En las dos primeras pruebas, los tres métodos para inyectar agua en la batería funcionaron hasta el punto de que pudieron reducir el calor en las celdas de la batería afectada y extinguir el fuego. Las baterías no volvieron a encenderse después de apagarse en ninguna de las pruebas.

Sin embargo, el uso de un hacha para hacer el orificio de acceso al agua en la carcasa de la batería provocó un aumento inicial en la intensidad de las llamas del chorro que emergían de la batería hasta que se conectó la tubería y el agua pudo inundar las celdas de la batería. Este método también fue el menos preciso en términos de dirigir el agua a aquellas celdas en fuga térmica o en propagación térmica.

Un factor clave fue la suposición de que, en el caso extremo de que los módulos de batería no se dañaran, su voltaje permanecería intacto, mientras que el otro caso extremo sería que un módulo de batería completamente quemado no mostraría voltaje residual. Por lo tanto, el voltaje restante de los módulos de batería individuales se consideró una indicación de la extensión del daño causado por la propagación de la fuga térmica. En todas las pruebas, las celdas de la batería afectadas y las celdas vecinas se enfriaron y mostraron una caída de voltaje. Otras celdas de la batería mantuvieron una carga completa o una carga residual.

La prueba EV completa final involucró un vehículo que estaba completamente involucrado en el fuego (es decir, la cabina del vehículo estaba completamente involucrada y las celdas dentro de la batería de iones de litio estaban en fuga térmica. La cabina del vehículo se extinguió usando una boquilla de extinción de incendios convencional, luego equipo de imágenes térmicas se usó para mostrar los puntos más calientes dentro de la batería. Luego se usó Cobra para penetrar tanto en la carrocería del automóvil como en la carcasa de la batería y luego se aplicó agua dentro de la batería. El período total de extinción del incendio fue de 10 minutos desde el primer acercamiento con Cobra hasta la conclusión de la extinción del incendio cuando todas las temperaturas de la superficie habían descendido por debajo de los 50 ° C. 15 minutos después de la extinción, todo el vehículo se levantó dos veces 1 metro con una carretilla elevadora y luego se dejó caer para simular un manejo brusco; un lugar de cuarentena durante dos días sin reinicio.

El Cobra se utilizó durante unos cinco minutos con 240 litros de agua. . La boquilla de extinción de incendios se utilizó durante cuatro minutos con 510 litros de agua, lo que da un total de 750 litros. Esto es significativamente menor que los 1670 litros utilizados en una prueba realizada por Exponent y The Fire Protection Research Foundation informada en 2013.

El uso de Cobra permite al operador actuar desde una distancia más segura al establecer un orificio de entrada para la inyección de agua.

A la primera señal de propagación, se inició una cuenta regresiva de 15 minutos para imitar el tiempo de respuesta normal del servicio de emergencia.

Entonces se inició el intento de extinción. Para controlar el fuego se utilizó agua nebulizada del extintor de corte para abatir las llamas y tratar de extinguir el incendio de la cabina.

Cuando fue posible abrir la puerta trasera, se utilizaron imágenes térmicas para escanear el interior del vehículo y buscar puntos calientes en el paquete de baterías.

Se realizó midiendo gradientes térmicos en el suelo de la cabina. El viento y el control de gases mediante un ventilador PPV (Positive Pressure Ventilation) hacían difícil el acceso a un lado del vehículo debido a la densidad del humo y las llamas.

En el túnel gimbal se utilizó extintor de corte y extensores de lanza para facilitar el acceso y evitar el contacto con la carrocería. Durante el tiempo que el extintor estuvo en funcionamiento, se utilizó un jet pipe convencional como protección personal para el operador del extintor.

Cuando el fuego se calmó y las llamas más cercanas al operador del extintor de incendios se extinguieron, la persona con el rayo protector (el operador del rayo) continuó enfocándose en extinguir el incendio del compartimiento. Tenga en cuenta que el deber principal del operador del haz x durante toda la operación era proteger al operador del extintor de incendios de destellos y llamas. La prueba finalizó cuando la cámara termográfica mostró una temperatura estable por debajo de 50 °C.

Después de que se interrumpió el esfuerzo de extinción, se continuó con el monitoreo continuo de la temperatura con una cámara termográfica durante 15 minutos, para garantizar que la propagación se detuviera. Para simular una retirada del vehículo, se levantó un par de veces el vehículo con la ayuda de una carretilla elevadora medio metro y se dejó caer al suelo para ver si era posible provocar una reacción que pudiera dar lugar a un reencendido.

Conclusiones

Fondo:

Un estudio preliminar fue realizado por Cold Cut Systems en Kungsbacka en 2021, donde participó como referencia la Agencia Sueca para la Seguridad y Preparación de la Comunidad (MSB). El objetivo era investigar si era posible interrumpir el proceso térmico en una batería de iones de litio en propagación estableciendo un flujo de agua interno en el paquete de baterías.

Cold Cut Systems utilizó un extintor de corte (lanza Cobra estándar) en el estudio piloto con buenos resultados. Se determinó que había suficiente evidencia para motivar más estudios y pruebas para desarrollar pautas para los esfuerzos de extinción ofensivos de incendios de baterías de iones de litio.

Esta demostración es una actividad dentro del alcance de este trabajo.

El objetivo general de la demostración era contribuir con la experiencia experimental de la metodología de inundación de baterías de iones de litio con agua en caso de incendio y demostrar que puede contribuir a una extinción más rápida y eficiente, siempre que sea posible acceder a la batería de forma segura.

El objetivo de los esfuerzos de extinción era detener la propagación térmica en la batería de iones de litio.

La demostración se limitó a objetos de prueba compuestos por celdas de iones de litio con un contenido máximo de níquel del 60 por ciento en el material del cátodo. Los sistemas de electrodos más ricos en níquel y densos en energía tienen una mayor reactividad y deben investigarse por separado.

Tanto las células prismáticas como las células de la bolsa están representadas en los objetos de muestra. Las células cilíndricas no se han estudiado en esta demostración.