Pelastustoimen tutkimus- ja kehittämishankkeet Akkukennojen ja akkujen palotutkimus 10/2015 9/2016, Markku Haikonen

Transkriptio

1 Pelastustoimen tutkimus- ja kehittämishankkeet Akkukennojen ja akkujen palotutkimus 10/2015 9/2016, Markku Haikonen

2 Osapuolet ja päärahoittajat Metropolia AMK - hakija, toteuttaja Yhteistyökumppanit Työterveyslaitos Pelastusopisto Palopäällystöliitto Pelastusalan keskusjärjestö Liikenteen turvallisuusvirasto, Trafi Valmet Automotive Taustatukea EB, Varkaus Savonia AMK Rahoittajat Palosuojelurahasto (50 %) Sähköturvallisuuden edistämiskeskus STEK Metropolian omarahoitus Osapuolten työ-, materiaali-, tila- tai muu vastaava panos Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 2

3 Toteutussuunnitelma vaihe 1 Akkujen kennotyypit jaetaan pääsääntöisesti neljään kategoriaan: 1. sylinterikennot (engl. cylindrical cell) 2. nappikennot (engl. button cell) 3. suorakulmaiset kennot (engl. prismatic cell) 4. pussikennot (engl. pouch cell) Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 3

4 Sähköauton akku voi sisältää pussikennoja, joista kasataan moduleita ja niistä akkupaketti Valokuvat: Ville Hallikainen, Jussi Nikula ja Ville Nikula Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 4

5 Teslan akkupaketti koostuu pussikennojen sijaan Litiumioni -akkuparistoista Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 5

6 Yleistä litiumoni -akuista Investigation on the fire-induced hazards of Li-ion battery cells by calorimetry; Perrine Ribiere, etc Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 6

7 Toteutussuunnitelma vaihe 1 Akkukennojen palotutkimus, vaihe 1 Sähköautojen akkujen pussikennojen palotutkimuksella saadaan selville: Miten akkukenno syttyy palamaan ulkopuolisella lämmönlähteellä, Miten se palaa ja millaisia savukaasuja palaessa syntyy Mitä tapahtuu käytettäessä vettä ja vaahtoa kennojen sammutusta Toteutus Koejärjestelyn testaus Ensimmäiset savukaasumittaukset Kennojen sammutuskokeet Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 7

8 Kuvia, video palokokeesta C:\ , Kuopio, 2. testikerta\gopr0106.mp4 Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 8

9 Vaiheen 1 välituloksia (1/2) Savukaasujen analysoinnin alustavia tuloksia: Pääasiallinen kemiallinen yhdiste kennopaloista syntyvässä savukaasussa oli fluorivety. Mitatut keskimääräiset pitoisuudet savukaasussa olivat 12 kertaisia sen kahdeksan tunnin haitalliseksi tunnettuun pitoisuuteen nähden. Toinen merkittävä altiste oli kloorivety Pitoisuudet olivat yli 50 % sen viidentoista minuutin haitalliseksi tunnetusta pitoisuudesta. Palon yhteydessä syntyi myös palavia kaasuja, kuten metaania, etaania, propaania ja butaania. Lisäksi tiettyjen kennojen palotapahtuman hetkelliset typpidioksidipitoisuudet olivat 12 kertaisia sen viidentoista minuutin htp-arvoon verrattuna. Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 9

10 Vaiheen 1 välituloksia (2/2) Savukaasujen analysoinnin alustavia tuloksia: Palamisessa syntyi monia eri polysyklisiä aromaattisia yhdisteitä, jotka esiintyivät kaasumaisessa ja hiukkasmaisessa muodossa. Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kirjo oli suuri ja niiden yhteispitoisuudet olivat yli 30 kertaisia hyvään teollisuusilmaan verrattuna. Pitäisikö vaikuttaa: - Pelastushenkilöstön suojavarustukseen - Pelastettavien hoitoon saamiseen - Operatiivisen toiminnan taktiikkaan -? Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 10

11 Toteutussuunnitelma vaihe 2 Kakkosvaiheen suunnittelu - Mistä ja millaiset akut? Litiumioni käynnistysakut ovat tulossa? Henkilöautot, moottoripyörät tai vastaava kokoluokka T&T Moottoritilaan sijoitettavat HV- akut (high voltage) Hybridiajoneuvojen akkukokoluokka (2-3 kwh) Tavaratilaan sijoitetut HV akut Hybridiajoneuvojen akkukokoluokka (4-5 kwh) Testipoltot kesäkuussa 2016 Laajemmat polttokokeet syyskuussa 2016 Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 11

12 Toteutussuunnitelma vaihe 3, raportointi Väliraportti etenemisestä mennessä Tulosten julkistus loppuseminaarissa ja/tai sopivassa alan tilaisuudessa Koulutuskiertue kolmella paikkakunnalla erillisesti tai muun hankkeen yhteydessä Aineisto koulutusmateriaalina Palopäällystöliiton tai SPEKin sivuilla sekä Pelastusopiston käytössä Raportointi ja/tai sähköinen dokumentaatio muille sopimusosapuolille Loppuraportointi ja vaikuttavuusarviointi mennessä Metropolia Ammattikorkeakoulu, Markku Haikonen 12

13 KIITOS!