Bình chữa cháy nào cần thiết cho các trạm sạc EV?

Khi số lượng phương tiện sử dụng năng lượng mới tiếp tục tăng, các trạm sạc và trạm sạc xe điện (EV) đang được triển khai nhanh chóng. Từ bãi đậu xe thương mại và khu dân cư đến khu vực dịch vụ đường cao tốc, ngày càng có nhiều địa điểm lắp đặt thiết bị sạc xe điện.

Đồng thời, an toàn sạc cũng dần được chú ý nhiều hơn. Mặc dù xe điện có độ an toàn cao trong điều kiện vận hành bình thường, nhưng pin lithium{2}}ion dung lượng lớn được sử dụng trong các phương tiện này có thể gây ra rủi ro như thoát nhiệt, quá nhiệt và cháy khi gặp các yếu tố bất thường.

Đối với người vận hành trạm sạc, người quản lý tài sản và người dùng doanh nghiệp, ngoài việc lắp đặt thiết bị sạc, việc trang bị các thiết bị phòng cháy chữa cháy phù hợp cũng là một phần quan trọng trong công tác quản lý an toàn cho các khu vực sạc.

Vậy trạm sạc xe điện cần những bình chữa cháy nào? Bình chữa cháy thông thường có phù hợp không? Nên chọn thiết bị phòng cháy chữa cháy phù hợp cho khu vực sạc xe điện như thế nào?

So với các bãi đỗ xe truyền thống, điểm khác biệt lớn nhất của trạm sạc xe điện là việc bổ sung thêm thiết bị điện và hệ thống pin mật độ năng lượng cao. Trong quá trình sạc, pin trải qua quá trình nạp năng lượng điện liên tục. Nếu bị ảnh hưởng bởi lỗi thiết bị, lão hóa pin, sự cố về dây điện hoặc ảnh hưởng của môi trường bên ngoài, nguy cơ xảy ra các tình trạng bất thường có thể tăng lên.

Những lo ngại về an toàn thường gặp ở khu vực sạc xe điện bao gồm lỗi thiết bị, lão hóa pin, sự cố về hệ thống dây điện và các yếu tố môi trường bên ngoài. Ngoài ra, ba mối quan tâm quan trọng hơn nữa là:

1. Sự lan truyền thoát nhiệt –Khi một tế bào đơn lẻ thoát ra ngoài vì nhiệt, nhiệt thoát ra có thể kích hoạt các tế bào lân cận, dẫn đến phản ứng dây chuyền khó ngăn chặn và có thể dẫn đến cháy hoặc nổ quy mô lớn.

2. Nguy cơ điện giật và phóng điện hồ quang –Thiết bị sạc hoạt động ở điện áp cao (thường là 400 V–800 V DC). Cách điện bị lỗi, dây cáp bị hỏng hoặc xử lý không đúng cách có thể khiến nhân viên bị điện giật hoặc phóng điện hồ quang gây chết người, gây ra rủi ro tức thời về an toàn tính mạng.

3. Khó khăn trong việc ngăn chặn hỏa hoạn và nguy cơ bùng phát trở lại –Các vụ cháy pin lithium-ion có khả năng tự duy trì và có thể tự tạo ra oxy. Các chất chữa cháy thông thường (ví dụ: CO₂, hóa chất khô) có thể không làm mát lõi pin một cách hiệu quả và ngay cả sau khi dập tắt rõ ràng, các điểm nóng tiềm ẩn có thể gây cháy lại nhiều giờ hoặc nhiều ngày sau đó, đòi hỏi phải có sự giám sát liên tục và các chiến thuật chữa cháy chuyên dụng.

Hiểu được những rủi ro tiềm ẩn tại các trạm sạc là điều kiện tiên quyết quan trọng để lựa chọn bình chữa cháy phù hợp.

Nguy cơ tỏa nhiệt của pin lithium-ion

Các phương tiện sử dụng năng lượng mới thường sử dụng pin lithium{0}}ion làm nguồn năng lượng. Khi các phản ứng bất thường xảy ra bên trong pin, sự tích tụ nhiệt nhanh chóng có thể phát triển-một hiện tượng gọi là thoát nhiệt. Trong quá trình thoát nhiệt, có thể quan sát thấy những điều sau:

Nhiệt độ tăng nhanh
Tạo khói
Phản ứng hóa học bên trong được duy trì
Tuyên truyền đến các ô lân cận

Sự thoát nhiệt có thể do nhiều yếu tố khác nhau gây ra, bao gồm sạc quá mức,-xả quá mức, lạm dụng nhiệt bên ngoài, hư hỏng cơ học, đoản mạch bên trong hoặc lỗi sản xuất. Sau khi khởi động, nhiệt độ bên trong pin có thể tăng lên đáng kể.-các nghiên cứu đã ghi nhận nhiệt độ tối đa lên tới 1.370 độ trong mô-đun pin trong các hiện tượng thoát nhiệt. Quá trình này -tự duy trì và cực kỳ khó bị gián đoạn.

Các mối nguy hiểm bổ sung ngoài ngọn lửa có thể nhìn thấy

Ngoài nhiệt độ cao và ngọn lửa trần, cháy pin lithium{0}}ion còn gây ra một số mối nguy hiểm nghiêm trọng khác:

Khí thải độc hại và dễ cháy –Trong quá trình tỏa nhiệt, pin thải ra một lượng đáng kể khí độc và dễ cháy, bao gồm carbon monoxide, hydro và các loại hydrocarbon khác nhau. Trong không gian kín hoặc kín một phần, những loại khí này gây ra rủi ro đáng kể cho sức khỏe con người và có thể tạo ra nguy cơ cháy nổ.

Lửa lan nhanh và bùng phát trở lại –Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình thoát nhiệt có thể nhanh chóng lan truyền đến các tế bào lân cận, dẫn đến phản ứng dây chuyền. Hơn nữa, các chất chữa cháy thông thường như hóa chất khô hoặc CO₂ chỉ có thể tạm thời dập tắt ngọn lửa trên bề mặt-chúng không thể làm mát lõi pin. Các phản ứng bên trong vẫn tiếp tục và sự tái diễn thường xảy ra trong vòng vài giây. Điều này khiến cho việc dập tắt hoàn toàn các vụ cháy pin EV trở nên đặc biệt khó khăn.

Năng lượng điện bị mắc kẹt –Ngay cả sau khi ngọn lửa có thể nhìn thấy đã được dập tắt, pin vẫn có thể chứa năng lượng điện dự trữ đáng kể, gây ra nguy cơ điện giật và cháy lại liên tục.

Ý nghĩa của việc phòng cháy chữa cháy

Vì các vụ cháy pin lithium{0}}ion có bản chất là điện hóa nên các chiến lược phòng cháy chữa cháy phải vượt ra ngoài việc ngăn chặn ngọn lửa bề mặt. Phản ứng hiệu quả đòi hỏi lõi pin phải được làm mát liên tục để ngăn chặn các phản ứng hóa học bên trong. Đây là lý do tại sao việc lựa chọn chất chữa cháy thích hợp và có đủ nước hoặc hệ thống chữa cháy chuyên dụng là những cân nhắc cần thiết đối với bất kỳ cơ sở sạc xe điện nào.

Do đó, việc giải quyết các vụ cháy xe điện không chỉ đòi hỏi phải quản lý ngọn lửa nhìn thấy được mà còn phải kiểm soát nhiệt độ bên trong pin-một điểm khác biệt ảnh hưởng cơ bản đến việc lựa chọn bình chữa cháy và lập kế hoạch ứng phó khẩn cấp tại các trạm sạc.

Đối với các trạm sạc xe điện, việc chọn bình chữa cháy phù hợp đòi hỏi phải xem xét cả đặc điểm của vụ cháy pin lithium-ion và điều kiện địa điểm cụ thể. Hiện nay, các lựa chọn phổ biến trên thị trường bao gồm:

Bình chữa cháy dùng pin lithium-ion chuyên dụng

Bình chữa cháy dùng pin lithium-ionlà thiết bị chữa cháy được phát triển đặc biệt cho những thách thức đặc biệt khi xảy ra cháy pin lithium-ion. So với các bình chữa cháy thông thường, các sản phẩm này chú trọng hơn đến:

Đặc điểm cháy pin
Kiểm soát nhiệt độ
Chữa cháy
Giảm thiểu rủi ro giai đoạn đầu

Đối với cơ sở có khu vực sạc xe điện, thiết bị chữa cháy chuyên nghiệp như vậy có thể được xem xét căn cứ vào nhu cầu thực tế.

Cân nhắc bổ sung

Trong thực tế, bình chữa cháy dùng pin lithium-ion thường thuộc hai loại chính: gốc nước (với các chất phụ gia chuyên dụng) và gốc perfluorohexanone. Loại gốc nước kết hợp các chức năng làm mát, bao phủ và xuyên thấu, khiến chúng có hiệu quả trong việc kiểm soát nhiệt độ và giảm nguy cơ cháy lại. Bình chữa cháy gốc Perfluorohexanone mang lại hiệu quả cách nhiệt tuyệt vời và không để lại cặn, khiến chúng thích hợp để bảo vệ các thiết bị điện nhạy cảm.

Từ góc độ quy định, tiêu chuẩn quốc gia GB 50140 ("Quy tắc thiết kế cấu hình bình chữa cháy tòa nhà") và GB/T 51313‑2018 ("Tiêu chuẩn kỹ thuật cho thiết bị sạc phân tán cho xe điện") của Trung Quốc yêu cầu các khu vực cơ sở sạc tập trung phải được trang bị bình chữa cháy theo GB 50140, trong đó bình chữa cháy hóa chất khô là loại được khuyến nghị. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là bình chữa cháy bằng hóa chất khô chỉ có thể dập tắt ngọn lửa bề mặt và không thể làm mát lõi pin một cách hiệu quả, điều này có thể dẫn đến cháy lại. Vì lý do này, nhiều quy định địa phương và các phương pháp thực hành tốt nhất trong ngành hiện nay khuyến nghị bổ sung bình chữa cháy có công suất lớn hơn: ví dụ: gara ngầm có thiết bị sạc xe điện nên bổ sung bình chữa cháy dùng nước gắn trên xe đẩy với ít nhất 60 L chất chữa cháy, với khoảng cách bảo vệ tối đa là 30 m, trong khi một số tiêu chuẩn địa phương yêu cầu ít nhất hai bình chữa cháy dùng nước gắn trên xe đẩy 45 L cho mỗi ngăn chữa cháy.

Tóm lại, nên sử dụng phương pháp tiếp cận theo lớp: bình chữa cháy bằng hóa chất khô hoặc CO₂ tiêu chuẩn có thể xử lý các đám cháy do điện tại chính điểm sạc, trong khi các bình chữa cháy dành riêng cho pin lithium‑ion-dù là dùng nước hay perfluorohexanone{1}}nên được triển khai để xử lý các nguy cơ hỏa hoạn liên quan đến pin. Đối với các cơ sở lớn hơn hoặc những cơ sở có hồ sơ rủi ro cao hơn, chúng tôi đặc biệt khuyên dùng các thiết bị gắn trên xe đẩy có công suất đại lý lớn hơn.

Đây là mối quan tâm của nhiều nhà quản lý trạm thu phí. Bình chữa cháy hóa chất khô ABC truyền thống được sử dụng trong nhiều tình huống và có thể xử lý một số loại đám cháy phổ biến. Tuy nhiên, đám cháy xe điện khác với đám cháy vật liệu dễ cháy thông thường. Những lý do chính bao gồm:

Làm mát không đủ –Hóa chất khô ABC ngăn chặn ngọn lửa bề mặt nhưng không thể xuyên qua vỏ pin để làm mát các tế bào bên trong. Vì pin lithium‑ion cháy có khả năng tự sinh nhiệt và không được làm mát hiệu quả nên các phản ứng bên trong vẫn tiếp tục diễn ra và thường xảy ra cháy lại trong vòng vài phút.

Không có khả năng ngăn chặn sự lan truyền nhiệt -Những bình chữa cháy này không làm gián đoạn phản ứng dây chuyền bên trong bộ pin. Khi một tế bào đi vào vùng thoát nhiệt, nhiệt lượng tỏa ra sẽ lan sang các tế bào lân cận. Hóa chất khô chỉ xử lý đám cháy nhìn thấy được chứ không xử lý được nguyên nhân gốc rễ nên không thể ngăn chặn đám cháy lan rộng đến mức lan rộng.

Kiểm soát hạn chế các loại khí độc và dễ nổ –Trong quá trình cháy pin, một lượng lớn khí độc hại (CO, H₂, hydrocarbon) được giải phóng. Bột khô không hấp thụ hoặc pha loãng các khí này, không giải quyết được nguy cơ cháy nổ và ngộ độc, đồng thời bản thân đám mây bột có thể làm giảm tầm nhìn và gây trở ngại cho thiết bị sạc nhạy cảm.

Việc lựa chọn phải dựa trên tình huống tính phí, vì các địa điểm khác nhau có nhu cầu phòng cháy chữa cháy khác nhau:

Khu vực sạc riêng nhỏ (ví dụ: nhà để xe tại nhà, chỗ đậu xe riêng)

Ít phương tiện và không gian hạn chế – nên sử dụng bình chữa cháy xách tay gốc nước (Lớn hơn hoặc bằng 9 L) hoặc bình chữa cháy perfluorohexanone để xử lý các đám cháy do điện và pin ở giai đoạn đầu và phải được bảo trì thường xuyên.

Bãi đậu xe thương mại (ví dụ: nhà để xe ngầm trong trung tâm thương mại, tòa nhà văn phòng)

Tỷ lệ luân chuyển phương tiện cao và có nhiều điểm sạc – nên sử dụng bình chữa cháy loại lớn gắn trên xe đẩy (45 L hoặc 60 L), cùng với bình chữa cháy hóa chất khô để nạp cho đám cháy đống lửa. Hệ thống phát hiện khói/nhiệt cũng có lợi.

Trạm sạc công cộng (ví dụ: trạm sạc nhanh bên đường, khu vực dịch vụ đường cao tốc)

Mật độ giao thông dày đặc và nguy cơ tăng năng lượng sạc cao – cấu hình phải tuân theo tiêu chuẩn GB 50140 và GB/T 51313, với sự kết hợp giữa bình chữa cháy bằng nước và hóa chất khô, cùng với cát chữa cháy, chăn chữa cháy và nhân viên trực.

Kho phương tiện sử dụng năng lượng mới quy mô lớn (ví dụ: bãi đỗ xe buýt, khu hậu cần)

Các phương tiện tập trung và pin dung lượng lớn có nguy cơ cháy lan cao – cần có bình chữa cháy lớn gắn trên xe đẩy (Lớn hơn hoặc bằng 60 L), hệ thống vòi cứu hỏa và hệ thống dập tắt tự động cố định (ví dụ: phun sương nước), cùng với các kế hoạch sơ tán khẩn cấp và quản lý hỏa hoạn chuyên dụng.

Nhìn chung, hãy xem xét số lượng phương tiện, quy mô không gian, quản lý nhân sự và điều kiện cung cấp điện/nước để đạt được chiến lược phòng cháy chữa cháy theo cấp độ và phù hợp.

Dựa trên các kịch bản ứng dụng khác nhau, cách tiếp cận sau đây có thể được xem xét:

Kịch bản ứng dụng	Lĩnh vực trọng tâm chính
Khu vực sạc riêng	Tính di động, hoạt động đơn giản và lưu trữ dễ dàng
Bãi đỗ xe thương mại	Phạm vi phủ sóng của nhiều điểm sạc và khả năng tiếp cận nhanh chóng
Trạm sạc công cộng	Xem xét việc vận hành nhân sự và bảo trì định kỳ
Trạm sạc quy mô lớn-	Tích hợp toàn diện hệ thống phòng cháy chữa cháy và giải pháp chữa cháy chuyên nghiệp

Cần lưu ý rằng phương pháp cấu hình cụ thể cũng phải được đánh giá cùng với các yêu cầu phòng cháy chữa cháy cục bộ, điều kiện địa điểm và đặc điểm cụ thể của dự án.

Không có câu trả lời chung cho tất cả câu hỏi nên trang bị bình chữa cháy nào tại các trạm sạc xe điện. Các môi trường sạc, loại pin, số lượng xe và yêu cầu phòng cháy chữa cháy khác nhau đều ảnh hưởng đến lựa chọn cuối cùng. Đối với các cơ sở liên quan đến việc sạc phương tiện sử dụng năng lượng mới, việc hiểu rõ đặc điểm của các vụ cháy pin lithium-ion và lựa chọn thiết bị chữa cháy phù hợp hơn là một bước quan trọng để cải thiện quản lý an toàn.

Shangdijia tập trung vào R&D và sản xuất thiết bị phòng cháy chữa cháy, cung cấp các giải pháp chữa cháy chuyên nghiệp cho các phương tiện sử dụng năng lượng mới, ứng dụng pin lithium-ion và các kịch bản công nghiệp. Đối với các trạm sạc xe điện, khu vực cọc sạc và các nhu cầu ứng dụng liên quan, chúng tôi có thể đưa ra các đề xuất sản phẩm phù hợp dựa trên điều kiện thực tế của địa điểm.

Chào mừng bạn liên hệ với SAFETY PLUSđể tìm hiểu về các giải pháp phòng cháy chữa cháy chuyên nghiệp phù hợp với các trạm sạc xe điện và cung cấp hỗ trợ bảo vệ an toàn toàn diện hơn cho các cơ sở sạc của bạn.