Wat de Tesla-batterijbrand betekent voor elektrische voertuigen

(UPDATE: Tesla heeft meer informatie over het ongeval verstrekt. Zie hieronder.)

Deze week vloog een elektrisch voertuig van Tesla Motors Model S in brand nadat de bestuurder over een stuk metaal op de weg was gereden, een incident dat nu overal wordt gemeld.

En dit is nieuws, waarom?

Autobranden komen immers veel voor. Een batterijonderzoeker, Jeff Dahn van de Dalhousie University, wees me er vanmiddag op dat er in 2011 187.000 voertuigbranden waren in de Verenigde Staten. Dat is één brand voor elke 1.738 auto's op de weg. Met Tesla maakt deze brand er één op bijna 20.000. Dat komt 10x minder vaak voor, vertelde hij me in een e-mail, in hoofdletters.

Laten we het feit buiten beschouwing laten dat zelfs Tesla-gerelateerde niezen tegenwoordig nieuwswaardig lijken. Er is enige echte bezorgdheid over de veiligheid van lithium-ionbatterijen, wat begrijpelijk is omdat er goed gerapporteerde gevallen zijn geweest waarin lithium-ionbatterijen vlam vatten. Het zenuwslopende aan veel van deze branden is dat ze spontaan lijken te ontstaan. Er is het verhaal van iemand wiens mobiele telefoon in brand vloog terwijl hij of zij erover praatte. Er is een video van een laptop die in brand vliegt in een vergaderruimte. Een huis brandt af door een probleem met een elektrische grasmaaier in de garage. Dagen na een crashtest vat een batterij van een Chevy Volt vlam. Een rij Fisker Karma's wordt gereduceerd tot skeletten omdat ze nat zijn geworden tijdens orkaan Sandy, waardoor een batterijbrand ontstond. Schijnbaar spontane lithium-ionbranden hielden Boeing's 787 Dreamliner maandenlang aan de grond.

Dus investeerders en voorstanders van elektrische voertuigen en tegenstanders van elektrische voertuigen hebben Tesla nauwlettend in de gaten gehouden om te zien of een batterijbrand het bedrijf zou ruïneren en de kansen van elektrische voertuigen om reguliere auto's te worden.

En de brand is eindelijk ontstaan. Dit is het goede nieuws voor Tesla en elektrische auto's.

Ten eerste was de brand niet spontaan. Vermoedelijk is de bestuurder ergens tegenaan gereden. Dat is veel minder eng. Mensen weten dat mensen van tijd tot tijd tegen dingen aanlopen en hun auto's in brand vliegen. Dat is niet verwonderlijk.

Ten tweede breidde het vuur zich niet snel uit naar het hele batterijpakket en als gevolg daarvan raakte niemand gewond.

De zorg met lithium-ionbatterijbranden is dat ze het potentieel hebben om zich snel door de batterij te verspreiden, omdat de cellen in de batterij hun buren ontsteken. Tesla's CTO, JB Straubel, heeft gezegd dat het bedrijf het pakket heeft ontworpen om te voorkomen dat branden zich uitbreiden. Het is moeilijk om te weten hoe succesvol dit was, omdat we niet weten hoeveel van het pakket direct is beschadigd bij het ongeval. Maar we weten in ieder geval dat het vuur zich niet door de hele batterij heeft verspreid en, althans volgens Tesla, niet het passagierscompartiment is binnengekomen.

Maar er zijn een paar stukjes slecht nieuws.

Ten eerste illustreerde de brand eens te meer hoe moeilijk het is om branden met lithium-ionbatterijen te blussen. Brandweerlieden dachten dat ze het hadden geblust, maar het ontbrandde opnieuw. Er zijn een aantal stromingen onder batterij-experts over waarom dit gebeurt. Bij een batterijbrand is het belangrijkste dat brandt de vloeibare elektrolyt, die het beste brandt als deze wordt blootgesteld aan lucht. Een gedachtegang is dat er zelfs bij afwezigheid van lucht andere oxidanten in de batterij zijn die brand kunnen veroorzaken en in stand kunnen houden. Er wordt gedacht dat de batterij-elektroden zelf zuurstof kunnen afgeven, waardoor het vuur van binnenuit wordt aangewakkerd. Als dit het geval is, kunnen brandweerlieden alleen maar voorkomen dat het vuur zich verspreidt en wachten tot de reactanten zijn opgebrand.

Ander onderzoek suggereert dat dit niet het geval is. Wat er in plaats daarvan zou kunnen gebeuren, is dat zelfs als het vuur eenmaal is gedoofd, de cellen erg heet blijven en meer elektrolyt in de vorm van damp afgeven. Zodra brandweerlieden het water afsluiten en zuurstof weer in contact kan komen met de damp, kan deze opnieuw ontbranden.

Het lijkt duidelijk dat we meer tests moeten doen en de beste manieren moeten leren om batterijbranden te blussen, vooral omdat batterij-aangedreven auto's snel toenemen.

Het tweede negatieve punt is dat het ongeval vragen oproept over hoe goed de batterij is beschermd. De Tesla-batterij spreidt zich uit over het grootste deel van de vloer van de auto. Vergelijk dat eens met de batterij van de Chevy Volt, die in de auto is opgeborgen en in feite ruimte inneemt in het passagierscompartiment om hem buiten gevaar te houden. Was het stuk metaal waar de bestuurder tegenaan liep enorm en zou het ernstige schade aan een auto kunnen veroorzaken? Of was het iets waar je niet lang over na zou denken als je in een conventionele auto overreed? Is de Model S bijzonder kwetsbaar voor wegafval?

Ik heb de bescherming op de batterij gezien en ik heb het gevoel dat er een behoorlijk stuk metaal voor nodig is om deze te beschadigen (zie Hoe Tesla de innovatie van elektrische auto's stimuleert). En het feit dat geen enkele andere Model S vlam heeft gevat, zelfs niet tijdens zware veiligheidstests, lijkt ook een goed teken te zijn. Hopelijk komen we de komende dagen meer te weten over de precieze oorzaak van het ongeval.

UPDATE 10/4/13

Tesla heeft uitgebracht enkele aanvullende details over het ongeval. Hier is een fragment:

Eerder deze week raakte een Model S die met hoge snelheid op de snelweg reed een groot metalen voorwerp en veroorzaakte aanzienlijke schade aan het voertuig. Een gebogen gedeelte dat van een oplegger viel, is van de rijbaan geborgen in de buurt van de plaats van het ongeval en lijkt volgens het wegpersoneel dat ter plaatse was de boosdoener te zijn. De geometrie van het object veroorzaakte een krachtige hefboomwerking toen het onder de auto doorging, omhoog stootte en de Model S spietste met een piekkracht in de orde van grootte van 25 ton. Alleen een kracht van deze omvang zou sterk genoeg zijn om een ​​gat met een diameter van 3 inch door de kwart inch pantserplaat te slaan die de basis van het voertuig beschermt …

Als een conventionele benzineauto hetzelfde object op de snelweg was tegengekomen, had het resultaat veel slechter kunnen zijn. Een typische benzineauto heeft alleen een dunne metalen plaat die de onderkant beschermt, waardoor deze kwetsbaar is voor vernietiging van de brandstoftoevoerleidingen of brandstoftank, waardoor een plas benzine wordt gevormd en vaak de hele auto tot op de grond verbrandt. Daarentegen is de verbrandingsenergie van ons batterijpakket slechts ongeveer 10% van de energie in een benzinetank en is verdeeld in 16 modules met daartussen firewalls. Als gevolg hiervan is het effectieve verbrandingspotentieel slechts ongeveer 1% van dat van de brandstof in een vergelijkbare benzine-sedan.

zich verstoppen