سامانه جدید چینی باتری خودروهای برقی را هنگام خطر آتش‌سوزی پرتاب می‌کند
به گزارش خبرگزاری آنا؛ آتش‌سوزی باتری‌های لیتیوم‌یونی یکی از چالش‌های ایمنی خودروهای برقی است، زیرا در صورت بروز واکنش‌های شدید حرارتی، مهار آتش می‌تواند بسیار دشوارتر از حریق‌های معمولی باشد. گروهی از پژوهشگران چینی برای مقابله با این مشکل، راهکاری متفاوت را آزمایش کرده‌اند که به‌جای تلاش برای خاموش کردن باتری درون خودرو، آن را به‌سرعت از بدنه جدا می‌کند. ویدئو‌های منتشرشده از آزمایش این فناوری نشان می‌دهند مجموعه باتری یک خودروی شاسی‌بلند از بخش جانبی زیر بدنه به بیرون پرتاب می‌شود و چند متر دورتر از خودرو روی زمین قرار می‌گیرد. هدف این طراحی آن است که در صورت تشخیص نشانه‌های اولیه آتش‌سوزی، باتری پیش از گسترش حرارت به کابین از خودرو جدا شود و خطر رسیدن شعله‌ها و گاز‌های داغ به سرنشینان کاهش پیدا کند. البته این سامانه هنوز در مرحله آزمایشی قرار دارد و هیچ اطلاعاتی درباره آمادگی آن برای تولید انبوه یا استفاده در خودروهای تجاری منتشر نشده است.
باتری در کمتر از یک ثانیه از خودرو جدا می‌شود
سامانه آزمایشی چینی از سازوکاری مشابه فناوری فعال‌سازی کیسه هوا استفاده می‌کند تا باتری را در زمان بسیار کوتاهی از خودرو خارج کند. در این روش، سیستم مدیریت باتری که وظیفه نظارت بر وضعیت سلول‌ها، دما و عملکرد مجموعه باتری را بر عهده دارد، نشانه‌های خطر افزایش شدید حرارت را شناسایی می‌کند. پس از تشخیص وضعیت بحرانی، یک مولد گاز فعال می‌شود و فشار لازم برای بیرون راندن بسته باتری از بخش جانبی خودرو را فراهم می‌کند. بر اساس اطلاعات منتشرشده، کل فرایند خروج باتری حدود یک ثانیه طول می‌کشد و مجموعه باتری پس از جدا شدن، در فاصله‌ای حدود ۳ تا ۶ متر از خودرو فرود می‌آید. چنین عملکردی می‌تواند در شرایطی که باتری در آستانه آتش گرفتن قرار دارد، فرصت بیشتری برای خروج ایمن سرنشینان فراهم کند.
ایده اصلی این فناوری از پژوهش‌های مرتبط با تعویض باتری خودروهای برقی شکل گرفته است. در برخی سامانه‌های تعویض باتری، مجموعه باتری از بخش زیرین خودرو جدا می‌شود و باتری شارژشده دیگری جای آن را می‌گیرد، اما طرح جدید تلاش می‌کند این قابلیت را به یک سازوکار اضطراری برای مقابله با آتش‌سوزی تبدیل کند. تفاوت مهم آن است که در ایستگاه‌های تعویض باتری، فرایند جداسازی در محیطی کنترل‌شده انجام می‌شود، در حالی که سامانه اضطراری باید بتواند در شرایط غیرقابل پیش‌بینی عمل کند. همین مسئله باعث شده یکی از مهم‌ترین پرسش‌ها به محل فرود باتری مربوط باشد؛ زیرا بسته باتری خودروهای برقی وزن زیادی دارد و پرتاب ناگهانی آن در خیابان، پارکینگ یا فضای شلوغ می‌تواند خطر برخورد با افراد، خودرو‌ها و سایر تجهیزات را به همراه داشته باشد.
سازندگان نمونه آزمایشی گفته‌اند سامانه باید در مناطق پرتراکم شهری و محل‌هایی که عابران پیاده و وسایل نقلیه در کنار یکدیگر حرکت می‌کنند، غیرفعال باقی بماند. با این حال، نرم‌افزار موردنیاز برای تشخیص چنین شرایطی هنوز توسعه پیدا نکرده است و مشخص نیست خودرو چگونه می‌تواند پیش از پرتاب باتری از خالی بودن محیط اطراف اطمینان پیدا کند. برای مثال، در یک پارکینگ ممکن است خروج باتری از خودرو، آن را مستقیماً به سمت خودروی مجاور یا فردی که در کنار خودرو ایستاده است پرتاب کند. از سوی دیگر، اگر باتری پس از خروج دچار آتش‌سوزی شود، خطر حریق فقط از خودروی اولیه به نقطه دیگری منتقل خواهد شد. بنابراین، سرعت بالای عملکرد سامانه به‌تنهایی برای اثبات ایمنی آن کافی نیست و توسعه‌دهندگان باید نحوه کنترل خروج باتری و پیامد‌های احتمالی آن را نیز بررسی کنند.
ابهام درباره شرکت‌های سازنده نمونه آزمایشی
ویدئو‌های منتشرشده از این فناوری، توسعه آن را به مجموعه‌ای با عنوان «مرکز فناوری تعمیرات تصادف چین» و شرکت قطعه‌سازی Joyson Electronics نسبت داده‌اند. با این حال، شرکت جویسون که در صنعت قطعات خودرو فعالیت می‌کند، هرگونه همکاری یا توافق مشترک با این مرکز برای توسعه سامانه موردنظر را رد کرده است. خودروی استفاده‌شده در آزمایش نیز از نظر ظاهری شباهت زیادی به شاسی‌بلند iCar ۰۳، محصول یکی از برند‌های زیرمجموعه چری، دارد؛ اما مسئولان این برند نیز اعلام کرده‌اند که ارتباطی با آزمایش انجام‌شده ندارند. بررسی‌های انجام‌شده همچنین نتوانسته‌اند اطلاعات ثبت تجاری مشخصی از مرکز معرفی‌شده پیدا کنند و همین مسئله پرسش‌هایی درباره هویت و ساختار مجموعه مسئول پروژه ایجاد کرده است.
یکی از افراد مرتبط با پروژه توضیح داده که فناوری پرتاب باتری از تحقیقات مربوط به تعویض جانبی بسته‌های باتری به وجود آمده است، اما جزئیات فنی سامانه، تجهیزات مورد استفاده و نتایج آزمایش‌های ایمنی آن هنوز به‌صورت کامل منتشر نشده‌اند. به همین دلیل، نمی‌توان مشخص کرد این نمونه تا چه اندازه در شرایط واقعی قابل استفاده خواهد بود یا آیا شرکت خودروسازی مشخصی قصد توسعه تجاری آن را دارد. همچنین هیچ اطلاعاتی درباره تعداد دفعات آزمایش، عملکرد سامانه در برخورد‌های شدید، احتمال فعال شدن اشتباه یا وضعیت خودرو پس از جدا شدن باتری در دسترس نیست. این موارد اهمیت زیادی دارند، زیرا یک سامانه ایمنی باید علاوه بر عملکرد سریع، در شرایط مختلف قابل اعتماد باشد و هنگام بروز خطا نیز خطر تازه‌ای برای سرنشینان یا افراد اطراف ایجاد نکند.
چرا خاموش کردن آتش باتری خودروهای برقی دشوار است؟
یکی از دلایل توجه به چنین فناوری‌هایی، پدیده‌ای به نام «فرار حرارتی» در باتری‌های لیتیوم‌یونی است. این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که دمای یک سلول باتری به‌صورت کنترل‌نشده افزایش پیدا کند و واکنش‌های داخلی آن گرمای بیشتری تولید کنند. در چنین شرایطی، سرعت تولید حرارت می‌تواند از توانایی باتری برای دفع گرما بیشتر شود و دمای سلول با سرعت بیش از ۲۰ درجه سانتی‌گراد در دقیقه افزایش پیدا کند. دما در موارد شدید ممکن است از ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد نیز فراتر برود و سلول باتری شروع به انتشار گاز‌های داغ، دود یا شعله کند. خطر مهم دیگر آن است که حرارت تولیدشده در یک سلول می‌تواند به سلول‌های مجاور منتقل شود و واکنش زنجیره‌ای گسترده‌تری در مجموعه باتری ایجاد کند.
آتش‌سوزی باتری‌های لیتیوم‌یونی همچنین ممکن است پس از خاموش شدن ظاهری شعله‌ها دوباره آغاز شود، زیرا واکنش‌های داخلی برخی سلول‌ها همچنان ادامه دارند. هیئت ملی ایمنی حمل‌ونقل آمریکا در گزارشی در سال ۲۰۲۰ چندین حادثه آتش‌سوزی خودروهای تسلا را بررسی کرد و نشان داد که باتری بعضی خودرو‌ها حتی پس از عملیات اطفای حریق دوباره شعله‌ور شده‌اند. در یکی از موارد، برای مهار آتش بیش از ۲۰ هزار گالن آب مصرف شد. آزمایش دیگری که در تابستان امسال روی ۱۸ خودروی برقی انجام شد نیز نشان داد روش‌های اطفای حریق بررسی‌شده نتوانسته‌اند فرار حرارتی را پس از آغاز متوقف کنند. همین دشواری‌ها باعث شده پژوهشگران در کنار توسعه مواد مقاوم‌تر و سامانه‌های خنک‌کننده، به دنبال روش‌هایی برای جدا کردن باتری آسیب‌دیده از خودرو باشند.
خودروسازان بزرگ نیز به دنبال جداسازی اضطراری باتری هستند
ایده خارج کردن باتری هنگام خطر آتش‌سوزی تنها به نمونه آزمایشی چین محدود نمی‌شود و چند خودروساز بزرگ نیز طرح‌هایی با هدف مشابه ثبت کرده‌اند. گروه استلانتیس در آمریکا درخواست ثبت اختراعی برای سامانه‌ای ارائه کرده که امکان جدا کردن باتری آسیب‌دیده از زیر خودرو را فراهم می‌کند. در این طرح، راننده می‌تواند با فعال کردن کلیدی در کابین یا صندوق عقب، سازوکاری شامل قطعات لغزنده یا اتصالات انفجاری را برای آزاد کردن باتری به کار بیندازد. سپس یک موتور الکتریکی با استفاده از باتری ۱۲ ولتی خودرو، وسیله نقلیه را از بسته باتری جداشده دور می‌کند تا فاصله ایمن‌تری میان خودرو و منبع احتمالی آتش ایجاد شود. برخلاف نمونه چینی، این طرح بر رها کردن باتری در زیر خودرو و جابه‌جایی خود وسیله نقلیه تکیه دارد.
هیوندای و کیا نیز از سال ۲۰۲۴ اختراعی مشترک برای جداسازی اضطراری باتری ثبت کرده‌اند که در آن از حسگر دما برای شناسایی وضعیت خطرناک استفاده می‌شود. با این حال، سازوکار پیشنهادی این ۲ شرکت به توقف کامل خودرو و فعال‌سازی دستی یک اهرم توسط راننده نیاز دارد و پس از آزاد شدن اتصالات، باتری تحت تأثیر نیروی جاذبه از زیر خودرو جدا می‌شود. تفاوت این طرح‌ها نشان می‌دهد خودروسازان هنوز به راهکار مشترکی برای جداسازی ایمن باتری نرسیده‌اند و هر روش محدودیت‌های خاص خود را دارد. فعال‌سازی دستی ممکن است در شرایط اضطراری زمان بیشتری نیاز داشته باشد، در حالی که فعال‌سازی کاملاً خودکار نیز خطر تشخیص اشتباه یا ایجاد حادثه برای افراد اطراف خودرو را به همراه دارد.
در کنار این طرح‌ها، شرکت‌های خودروسازی روش‌های دیگری را نیز برای کاهش خطر آتش‌سوزی باتری دنبال می‌کنند. چین از تیرماه امسال اجرای استاندارد اجباری جدیدی را آغاز کرده که بر اساس آن، مجموعه باتری خودروهای برقی نباید در صورت بروز فرار حرارتی در یکی از سلول‌ها دچار آتش‌سوزی یا انفجار شود. رنو نیز فناوری ویژه‌ای برای دسترسی آتش‌نشانان به داخل بسته باتری توسعه داده و مجوز استفاده از آن را به‌صورت رایگان در اختیار سایر خودروسازان قرار داده است. این فناوری به نیرو‌های امدادی امکان می‌دهد آب را مستقیماً به بخش داخلی مجموعه باتری برسانند و فرایند خنک کردن سلول‌های آسیب‌دیده را سرعت ببخشند. رنو مدعی است این روش می‌تواند مدت زمان لازم برای خاموش کردن آتش خودروهای برقی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و آن را به زمان موردنیاز برای مهار آتش‌سوزی خودروهای بنزینی نزدیک کند.
انتهای پیام/