Во время недавних протестов в Лос-Анджелесе пожары спровоцировали «тепловой разгон» в нескольких литий-ионных аккумуляторах Waymo robotaxis. Из-за этого явления температура превысила 1000 градусов по Цельсию, большая часть автомобилей испарилась, а фтористый водород, обжигающий легкие, был выброшен в атмосферу.
Автор Дени Эллис Бешар под редакцией Дина Виссера
Представьте, что вы наблюдаете, как горит автомобиль, пока не начинает казаться, что он испаряется, а сама улица не начинает проседать. Это произошло в воскресенье в Лос-Анджелесе, когда протестующие подожгли по меньшей мере пять роботакси Jaguar I-Pace марки Waymo. Когда дым рассеялся, практически вся оболочка каждого автомобиля — крыша, двери, капот, багажник и панели кузова — исчезла, остались только колесные диски и следы алюминиевой обшивки.
Почему пожары привели к таким разрушениям? Ответ начинается с батареи. Каждый I-Pace может нести примерно 90 киловатт-часов запасенной химической энергии, что сопоставимо примерно со 170 фунтами (77 килограммами) тротила. Эта энергия распределяется по сотням литий-ионных элементов питания, которые залиты легковоспламеняющимся электролитом и разделены полимерными пленками толщиной с пластиковую упаковку для закусок. Когда какая-либо одна ячейка прокалывается или перегревается — или поджигается с помощью зажигательного устройства, — химические реакции приводят к выделению большего количества тепла, чем может выделить ячейка, и соседние ячейки вступают в цепную реакцию. Эта петля положительной обратной связи называется «тепловой разгон». Согласно исследованию, опубликованному в 2024 году в журнале Journal of Power Sources, по мере того, как батарея разряжается, ее температура может превышать 1000 градусов по Цельсию.
В этот момент пакет превращается в самостоятельную печь. Алюминиевые секции пола автомобиля сдаются, расплавляясь при температуре около 660 градусов по Цельсию и забирая с собой днище кузова. Детали из магния — каркас сидений, кронштейн, на котором крепится рулевая колонка, и поперечная балка, расположенная за приборной панелью, — светятся ярко-белым. Частицы магния могут воспламениться и сильно гореть. Пластик испаряется, колеса теряют свои шины, и даже мачта лидара на крыше быстро становится похожа на переваренный зефир. В исследовании, проведенном в 2025 году в журнале Fire Technology, и в исследовании, проведенном в 2023 году в журнале Applied Energy, отмечается, что размещение батареи на полу, которое иногда называют «архитектурой скейтборда», делает пол идеальным местом для установки. самая горячая зона. Таким образом, пламя распространяется вверх и наружу, поджаривая все, что находится на поверхности.
О поддержке научной журналистики
Если вам понравилась эта статья, подумайте о том, чтобы поддержать нашу журналистику, отмеченную наградами, подписавшись на нее. Приобретая подписку, вы помогаете обеспечить будущее впечатляющих историй об открытиях и идеях, формирующих наш современный мир.
Все это время элементы аккумуляторной батареи выделяют фтористый водород — токсичный газ, который обжигает легкие, что было зафиксировано при лабораторных испытаниях коммерческих литиевых батарей. Среди тревожных сцен недавних протестов в Лос-Анджелесе, которые вспыхнули из-за рейдов федеральной иммиграционной службы, есть те, во время которых протестующие стояли вокруг горящего Waymos. Исторически сложилось так, что у сотрудников служб экстренного реагирования, не имеющих средств защиты от приточного воздуха, возникали ожоги горла и затруднения дыхания, когда они прибывали на места с горящими литий-ионными батареями. В зависимости от уровня содержания фтористого водорода, человек, подвергшийся воздействию, может начать кашлять кровью в течение нескольких минут. По данным Центров США по контролю и профилактике заболеваний, в то время как вдыхание в концентрации, превышающей примерно 30 частей на миллион (ppm), непосредственно опасно для здоровья, вдыхание в концентрации 50 частей на миллион может привести к летальному исходу при вдыхании в течение получаса-часа. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, воздействие 170 частей на миллион в течение 10 минут может привести к летальному исходу. Измерения, проведенные вблизи очагов возгорания электромобилей (EV), показывают пики в 150-450 частей на миллион, при этом уровни в течение большей части пожара колеблются в районе 50 частей на миллион.
Пожарные называют такие возгорания «пожарами аккумуляторных батарей».,»и они их ненавидят. Огнезащитные пенопласты малоэффективны, и пожарные службы теперь предпочитают использовать водяные трубки высокого давления или погружные ямы. Разрядка разряженной батареи обычно означает понижение температуры ниже порогового значения для каждого элемента батареи — задача, которая, согласно интервью, проведенному в 2021 году Тайером Смитом из пожарной службы Остина, может потребовать от 30 000 до 40 000 галлонов (примерно от 114 000 до 151 000 литров) воды. Это как минимум в 40 раз превышает количество воды, необходимое для тушения пожара в бензиновом автомобиле. Если вы слишком легко заденете пламя, застрявший источник энергии вспыхнет с новой силой спустя несколько часов — эта особенность была отмечена Национальным советом по безопасности на транспорте в своем отчете об опасностях пожаротушения на электромобилях за 2020 год.
Разработчики автомобилей попытались устранить эту опасность. Программное обеспечение отслеживает температуру элементов питания и замедляет скорость зарядки аккумуляторов, чтобы предотвратить перегрев. И автоматически отключает ток, если что-то выглядит не так. Однако даже самый лучший код не может переписать химию: в 2023 году Jaguar отозвал более 6400 автомобилей I-Pace после того, как по меньшей мере дюжина из них загорелась из-за перегрева аккумуляторов, которые, вероятно, были закорочены из-за производственных дефектов в их корпусных элементах. Шесть пожаров произошли, когда автомобиль был либо включен в сеть, либо в течение нескольких минут после отключения от сети. Автопарк Waymo получил обновление, позволяющее лучше регулировать заряд аккумуляторов, но программное обеспечение не может помочь, когда кто-то разбивает одно из окон автомобиля и поджигает его салон «самодельным огнеметом», как сообщает the Los Angeles Times. Times.
Мог ли фургон Waymo сгореть так же основательно? Только ценой больших усилий. Более ранние модели Chrysler Pacifica hybrids, выпуск которых был прекращен в 2023 году, сохраняли десятую часть энергии своих аккумуляторов в стальном корпусе. Сталь сохраняет свою форму при температуре выше 1300 градусов по Цельсию, поэтому после обычного возгорания вы все равно узнаете корпус. Для предотвращения перегрева в аккумуляторах Tesla используются тысячи маленьких цилиндрических элементов, заключенных в алюминиевый корпус с титановыми защитными экранами и встроенными противопожарными решетками. И большинство марок аккумуляторов для электромобилей в настоящее время находятся в таких же жестких алюминиевых или стальных коробках — и переходят на менее летучие химические составы.
Однако важно отметить, что сцена в Лос-Анджелесе никоим образом не указывает на то, что электромобили — это пороховые бочки. Исследование, проведенное в Финляндии в 2023 году, показало, что с течением времени они загорались реже, чем бензиновые автомобили. Но когда электромобиль все-таки сгорает, физика меняется. Вы больше не боретесь с лужей бензина на асфальте; вы сражаетесь с энергоемкой металлооксидно-аккумуляторной батареей, которая полна решимости довести начатое до конца — и в таких случаях один-единственный коктейль Молотова может превратить изящное роботакси в лужу расплавленного металла. сплав.
