Le Southwest Research Institute teste un nouvel enclos de confinement des incendies conçu pour stocker en toute sécurité les véhicules électriques endommagés.
À mesure que les véhicules électriques évoluent, nécessitent des réparations ou atteignent la fin de leur vie utile, d’innombrables véhicules endommagés seront stockés dans des dépôts et des garages. Ces véhicules peuvent être vulnérables à un emballement thermique, entraînant des incendies susceptibles de se propager d’un véhicule à l’autre.
Le Southwest Research Institute (SwRI) teste un enclos physique pour les VE endommagés qui peut contenir les incendies et empêcher un effet domino dangereux entre véhicules dans les installations où ces véhicules sont stockés. Cet enclos pourrait être une avancée significative vers la sécurité.
Le véhicule testé après l’extinction de l’incendie. Image utilisée avec l’aimable autorisation de SwRI
Emballement thermique dans les VE endommagés
La chimie des batteries lithium-ion présente des risques de sécurité uniques, non seulement pour les VE sur la route. Une fois qu’un VE est impliqué dans un accident, il devient immédiatement un danger et doit être stocké en toute sécurité en attendant d’être réparé, démonté ou détruit.
L’emballement thermique dans les batteries lithium-ion (Li-ion) constitue une préoccupation majeure en matière de sécurité. Il convient néanmoins de redoubler de précautions lors du stockage de VE endommagés côte à côte. L’emballement thermique se produit lorsqu’une cellule de batterie subit une augmentation incontrôlée de température, libérant des gaz inflammables et un potentiel d’ignition. La chaleur générée peut se propager aux cellules adjacentes, entraînant un échec en cascade connu sous le nom de propagation d’emballement thermique.
Propagation de l’emballement thermique. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Kriston et al.
Des études ont montré que les gaz chauds évacués lors d’un emballement thermique transportent des éléments inflammables qui, s’ils sont enflammés, peuvent aggraver la propagation de l’emballement thermique à d’autres cellules d’un pack de batterie.
L’accumulation de ces gaz présente des dangers d’explosion, et les Li-ions typiques trouvés dans les VE peuvent produire une quantité suffisante de gaz lors d’un emballement thermique pour endommager les structures et mettre en danger les premiers intervenants ou les occupants.
Compte tenu de ces risques, le stockage de VE endommagés côte à côte augmente la probabilité que des événements d’emballement thermique se propagent entre les véhicules, pouvant entraîner des incendies à grande échelle. L’Administration nationale de la sécurité routière recommande une distance minimale de 50 pieds entre les véhicules et les éléments structurels pour empêcher la propagation de l’emballement thermique entre les véhicules endommagés.
Cette distance est impraticable dans un avenir où des millions de VE seront impliqués dans des accidents. L’enclos que teste le SwRI montre des résultats prometteurs pour prévenir la propagation de l’emballement thermique dans des environnements où des VE endommagés sont stockés.
Performances de test de l’enclos
Les ingénieurs du service incendie du SwRI ont plus de 75 ans d’expérience en recherche, qu’ils ont utilisée pour tester le nouvel enclos pour VE. Comme il n’existe pas de protocole de test standardisé pour la sécurité incendie des VE, le SwRI a conçu le sien.
La première étape a consisté à reproduire un emballement thermique dans une batterie, tandis que les ingénieurs surveillaient le véhicule pendant que l’incendie se propageait. Le véhicule était contenu dans un enclos protecteur, et les chercheurs ont utilisé des thermocouples pour surveiller les températures à l’intérieur et à l’extérieur de l’enclos et sur diverses surfaces.
L’enclos SwRI avant et pendant les tests. Image utilisée avec l’aimable autorisation de SwRI
La disparité entre les températures à l’intérieur et à l’extérieur de l’enclos était substantielle, montrant qu’il peut contenir avec succès l’incendie et la chaleur extrême qu’il génère. Pendant l’incendie, le mur intérieur a atteint des températures allant jusqu’à 2 000°F, tandis que la température du mur extérieur n’a atteint que 350°F lorsque le feu était le plus intense avant que les chercheurs ne l’éteignent.
Préoccupations futures concernant la variété de la chimie des batteries
À mesure que le marché des VE s’élargit, la nécessité de régulations concernant l’emballement thermique devient évidente, surtout compte tenu des nombreuses permutations possibles de la chimie des batteries à l’avenir.
De nombreux acteurs de l’industrie voudront maximiser la densité d’énergie grâce aux propriétés du cobalt, mais les batteries à base de manganèse sont plus sûres. Au sein de l’industrie, des normes de sécurité rigoureuses devront être appliquées de manière universelle. Les protocoles de test sur mesure du SwRI constituent une avancée significative pour préserver la sécurité et développer l’innovation nécessaire pour soutenir le marché des VE en constante évolution.