本文件目的在於以區塊證/區快充作為電動車充電從業者,從經驗上、實務上、文獻上作一個分析。討論的主要範圍在地下室、大樓或集合住宅(包含機械式停車位)在遇到電動車時的挑戰。
事實上,電動汽車因為法令規範與技術先進,是在各種運具裡最不容易失火的。最容易失火的反而是較容易出現不知名品牌的微型二輪電動車以及同時具有汽油引擎與電池系統的混合動力車。
使用經過政府檢驗合格的充電器充電,本身是非常安全的(不包含轉接頭,轉接頭有其危險性)。電動車充電設備,只有在充電樁已經確認妥善連接以後才會開始充電。同時以機電工程的尺度來說,現有法規其實十分充足,只要使用的線材與元件都符合規定,整個充電基礎工程也是很安全的。
電動車失火牽涉到的危險是多方面的。牽涉到火災本身所造成的危險,當然還有電氣系統的受損與危險,以及電動車失火所產生的有毒氣體。
在討論電動車火災的滅火策略。其中我們要推薦的是瑞典官方所出的指南,該指南建議將電動車泡在水裡作為最有效的滅火手段。有一些消防產品廠商提出了如何降低電動車失火的附帶損害,例如防火毯與細水霧等。要注意到傳統的化學泡沫對於電動車救火不是最佳的建議組合,在電動車發生火災時應立即將充電相關線路斷電。面對電動車火災產生的有毒氣體,應先撤離至人身安全後再報警。要疏散可能被有毒氣體影響的區域並給予解毒劑,救災時應配戴有效的防毒面罩,事後並應進行場域通風。 {{promo_picture}}
在各種法規要求下,火災的風險很低,滅火也不特別困難。正確認識相關風險,可以降低民眾焦慮並在極少見的災害發生時正確應對,同時建立起防災培訓,可以大幅降低電動車火災的風險。韓國的電動車充電超過 90% 禁止進入地下停車場相關禁令,我們認為沒有必要。韓國要求公布電動車電池製造商的行為與其說是科學防治不如說是一種貿易障礙。
電動車火災相關危險性
在我國地狹人稠的情況下,集中式的停車位,尤其在地下停車場與停車塔中,電動車一旦失火造成的危害引起多方關注,本文企圖從各層面探討電動車失火對地下室停車可能造成的損害。
事實上根據監理單位 Swedish Contingencies Agency (MSB)2023 與保險公司 Malcolm Chambers2024 與 Justin Wright2023 的研究顯示,電動車相較其他車種來說是最不容易失火的。以失火風險來說最大的其實是混合式電動車(一般研究的對象不包含增程式電動車,因為這種主要在中國才普遍)、再來才是燃油汽車,相較之下電動車失火的機率低很多。但研究也指出電動車在撲救上雖然技術層面與燃油車並沒有差異也不會比較難,但需要的水卻多出不少。
後續我們將從失火的成因,危險以及對應方法來探討。
電動車火災的成因與現象
電動車火災主要成因在於內裡的高壓電池受損,產生電池組熱失控。可能造成電池組受損的原因包含有事故造成的電池組受損(例如車禍)、電池組本身的製造瑕疵、電池組長期充放電裡面會有晶體在電池裡面,逐漸生長至最終破壞了電池兩極間的絕緣層最後導致短路。 {{promo_video}}
跟一般所想的不一樣,事實上在使用經過政府檢驗合格的充電器充電本身是非常安全的(不包含轉接頭,轉接頭有其危險性)。電動車充電設備只有在充電樁已經確認妥善連接以後才會開始充電。同時在槍頭裡面都有溫度感測器來避免過熱。同時雖然不論直流(俗稱快充)或 AC(俗稱慢充),所需的電流量並不低,但以機電工程的尺度來說,現有法規其實十分充足,只要使用的線材與元件都符合規定,整個充電基礎工程也是很安全的。
傳統的油車最危險的時候發生在行進間或剛熄火尚未冷卻的這段時間;而電車因為電池組的損壞有可能在絕緣被破壞以後突然間失控,因此電車最讓人困擾的是,你不知道他什麼時候會發生失火事故。但因為燃油車停好車也有可能因為餘溫尚未冷卻,因此失火。而對駕駛者以及停車場管理者來說,油車依然是一個不可控的因素。
但電池車最大的問題是,電池組在失控前基本上可以供救災的時間很短且沒什麼徵兆。車子的電池組一旦發生熱失控,往往瞬間陷入大火。同時電動車因為目前所使用的電池主要是鋰電池,這類電池一旦結構被破壞熱失控後接觸氧氣本身就會燃燒,因此失控起來十分劇烈,同時要穩定不再自燃需要更多時間。
另,電動車的電池如果過度充電可能會引發危險,這也是微型二輪電動車最常見的火災原因之一。可是電動汽車的充電控制系統十分精密,事實上在充電接近滿時往往就會自動斷電。同時也沒有任何指南指出電動車充電超過一定比例(例如 90%)會造成危險。事實上,特斯拉的短程版使用的磷酸鋰鐵電池的官方建議,就是定期要充到 100%。電池很大部分的故障往往是製造過程有瑕疵,例如 BMW 就曾經大規模召回使用韓製電池的混合動力車,因為製造瑕疵電池裡有多餘的金屬碎屑有引發短路的危險。因此韓國的電動車充電超過 90% 禁止進入地下停車場相關禁令,我們認為沒有必要,韓國要求公布電動車電池製造商的行為與其說是科學防治不如說是一種貿易障礙。
不同車種間失火的比例
傳統油車並不是不會失火,如同前面所述,油車失火比例遠高於電車,而最貴的超跑由於引擎溫度高更常見到相關事故。電動車由於法規與技術先進失火事故極少(大約是燃油車的 2%,混合動力車的 1% 不到)。但我們要提醒的是,除了燃油車、混和動力車會失火以外,其他的交通工具更加危險。 {{promo_picture}}
原則就是,越是缺乏管制與關注的電動交通工具就更危險。以美國的經驗來說,電動自行車與滑板車就發生了失火事故頻傳的問題,甚至導致了相關立法的誕生。以我國來說,自行改裝或小牌子的微型電動二輪車為最大宗、再來則是電動機車,然後是電動腳踏車。
因此在評估電動車停放於停車場的火災風險時,應避免被少數的新聞吸引注意力,而忽略了真正的風險所在。
電動車失火的危害
如同所有的火災,電動車失火牽涉到的危險是多方面的。牽涉到火災本身所造成的危險,當然還有電氣系統的受損與危險。還有一個目前至今較少為人提起,但我們認為很重要的就是電動車失火所產生的有毒氣體。
電動車失火一如所有的車輛失火一樣,不僅僅是車子本身會受損,更重要的是旁邊的車子也受到波及所延伸的受損。尤其電動車失火往往需要比較多的水與比較長的時間來撲滅,因此如何確保車輛不至於再次起火,同時使用消防手段避免災害擴大變成十分重要。
傳統的地下室往往只有天花板有電氣管線,而且只有幾個相關於整棟建築物有關的電氣管線。但當有了電動車以後,等於充電柱旁邊就有電線。如果電動車充電工程有依照法規,那麼只要沒有明火,電動車充電的電力纜線是不會繼續燃燒的。可是,受損的纜線可能會造成救災人員感電。同時電動車,尤其是純電動車所用的是高壓電池。在進行施救時避免感電也是一個需要注意的事項。 {{promo_video}}
最後也最少人注意到,甚至我們認為被刻意忽略的是電動車電池燃燒所產生的有毒氣體。車輛燃燒的氣體如同多數火災一樣都是致命的,可是電動車電池燃燒所產生的氣體更為致命。電動車電池燃燒所產生的氣體包含劇毒的氫氟酸。幸運地是氫氟酸的解毒劑並不難取得,鈣片就是被建議的解毒劑。
電動車火災的對應策略
有許多的文章在討論電動車火災的滅火策略。其中我們要推薦的是瑞典官方所出的指南 Swedish Contingencies Agency (MSB)2023。可惜這份報告是瑞典文,因此有消防產品廠商將其摘要成了英文,我們整理如下:
- 可以透過主動滅火操作,將鋰離子電池浸泡在水中,從而中斷熱傳播。
- 將鋰離子電池浸泡在水中的滅火操作可以縮短操作時間,並減少人員和資源的需求。
- 在電動車火災進行中,很難根據外部可觀察因素(如熱成像、溫度監測、煙霧和噪音)來判斷鋰離子電池失控的傳播程度。
- 電池化學成分、充電狀態、電池架構和車輛架構都是系統特性,這些特性會影響電動車輛在熱事件中熱失控和傳播的發展方式。
- 在規劃干預措施時,重要的是首先查看車輛的救援表和應急響應指南(ERG),以評估主動滅火操作的條件。
- 進行的試驗表明,可以使用測試過的工具進入電池。 熱成像攝影機和救援表可以提供資訊,提高操作成功的可能性。
- 在熱事件後處理電動汽車及其牽引電池時,必須始終考慮殘餘電能和化學能可能導致復燃的風險。
也有一些消防產品廠商提出了如何降低電動車失火的附帶損害,我們並做了一些修正與補充。
- 耐高溫汽車滅火毯:這種防火毯可承受高達 1600 攝氏度的高溫,能隔離和控制火勢,同時防止附帶損害。
- 鉀氣溶膠裝置能中斷火焰中的化學鏈反應並抑制火勢,從而顯著降低溫度。
- 水霧噴槍:用於噴灑滅火毯與底盤,減少有毒煙霧,並保持汽車冷卻。
- 熱成像攝影機:此工具可幫助應急人員準確評估情況。(請注意這只能用來評估目前的狀態,而不是推斷電池目前受損狀態與可能變化)
- 在陸上環境:使用浸泡容器,必要時可將電動汽車浸泡數天。
- 適當的培訓,以有效實施火災隔離概念。
同時國內有相關的業者(日熙防災)提出了所銷售的產品,在不同應用情境的參考,這也很值得用來理解各工具的差異。當然請考慮到各家產品總是說自己的好,而本報告無法核實各家產品的說法。 但要特別注意的是,根據多方說法的比較,傳統大樓滅火的化學泡沫雖然還是有一定程度的滅火效果,但因為要拿來滅電動車火災需要的量要更大,因此在電動車世代的火災中功效較差。
同時要注意的是,最重要的是設備要定期檢查確保能正常作動。韓國的停車場電動車火災造成大量財產損失,很重要的原因就是因為消防灑水系統沒有正常作動,所採用的防火毯也應選擇合格的產品,避免如韓國的狀況,整個防火毯被燒穿,撲上防火毯以後也需要對防火毯持續降溫確保不燒穿,以發揮防火毯隔離的效果。 {{promo_picture}}
現代的地下或大樓停車場在裝設充電樁以後,場域的電線配置與過往的環境已經大不相同。在車身附近就有充電設備的相關線路。因此在發生電動車相關火災時,應想辦法關閉整個場域內充電線路電源供應,以避免救災時發生感電危險。
針對電動車有毒氣體的應對,區塊證/區快充已經多次提出呼籲,非消防人員看到電動車火災應儘快撤退至通風處,以後進行報警。相關氣體很毒,撤退到通風處確保人身安全是第一優先。到安全處以後再進行通報,不管是任何車輛火災所產生的氣體都有毒性,電動車的氫氟酸則以其嚴重的急性毒性需要特別重視,因此我們建議對於可能在毒氣影響範圍的人員都要立即疏散。疏散過的人員應立即投以鈣片以解毒。氫氟酸氣體很毒,可是解毒劑卻不難取得,這是一個很重要的特性。
如果有自設編隊的消防人員,在進行搶救時,應該要確保有足以過濾氫氟酸的呼吸面罩才進行電動車滅火,滅火後應對場域進行通風,以降低毒性。
結論
電動車對於減少空污與提升人類生活品質具有明顯效益。但在電動車快速興起的當下,電動車失火成為公眾關注的重要焦點。然而與一般的認知不同的是,電動車失火並不常見,反而是日常中常見到的微型二輪電動車更加危險,混合動力車也比純電動車危險高很多。電動車失火造成的危害除了火災本身的危害以外,還包含了可能的電擊風險與燃燒毒氣的中毒風險。在電動車火災的防治對策中,我們首先推薦瑞典監管機關所提出的指南。
將車子浸泡在水裡是一個滅火與確保不再復燃的好方法。其他如滅火毯、水霧等消防設備也是可以列為參考的選項。電動車失火應被視為電氣類火災,發生火災時應立即中斷充電相關電力供應。在防治時,應注意有毒氣體,先撤離至人身安全後再報警。要疏散可能被有毒氣體影響的區域並給予解毒劑。救災時應配戴有效的防毒面罩,事後並應進行場域通風。 {{promo_video}}
電動車在各種法規要求下,火災的風險很低,滅火也不特別困難。正確認識相關風險,可以降低民眾焦慮並在及少見的災害發生時正確應對,同時建立起防災培訓可以大幅降低電動車火災的風險。韓國的電動車充電超過 90% 禁止進入地下停車場相關禁令,我們認為沒有必要,韓國要求公布電動車電池製造商的行為與其說是科學防治不如說是一種貿易障礙。