ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA YANGIN GÜVENLİĞİ ÖNLEMLERİ

Mustafa Salih Korkmaz
Efectis Era Avrasya
Mühendislik ve Kontrol Müdürü

Elektrikli araçların kullanımı; kişisel mobilite araçları ve binek otomobillerden başlayarak otobüs, kamyon, tır ve iş makinelerine kadar hızla yaygınlaşmaktadır. Elektrikli araç sayısındaki artışla birlikte bu araçların yangın güvenliği de önemli bir mühendislik konusu haline gelmiştir.

Elektrikli araç yangınlarında en önemli risk kaynaklarından biri, araçlarda kullanılan lityum iyon bataryalarda meydana gelebilecek arızalardır. Lityum iyon bataryalar; yüksek enerji yoğunluğu, hızlı şarj ve deşarj kapasitesi, uzun çevrim ömrü ve düşük ağırlık gibi önemli avantajlara sahiptir. Bununla birlikte, hücrelerin hasar görmesi, aşırı ısınması veya elektriksel olarak zorlanması durumunda yangın, yanıcı ve toksik gaz çıkışı ve bazı koşullarda patlama riski ortaya çıkabilmektedir. Batarya Yangınlarının Temel Sebepleri Batarya hücrelerinde yangına yol açabilecek etkiler temel olarak termal, mekanik ve elektriksel etkiler olarak sınıflandırılabilir. Termal etkiler; bataryanın dışarıdan gelen yüksek sıcaklık, sıcak yüzey veya aleve maruz kalması sonucunda oluşabilir. Elektrikli araçlarda batarya paketleri bu tür etkilere karşı koruyucu muhafazalar ve termal yönetim sistemleri ile korunmaktadır. Ancak aracın başka bir bölümünde başlayan yangının batarya paketine ulaşması veya soğutma sisteminin fonksiyonunu kaybetmesi durumunda hücrelerin kritik sıcaklıklara ulaşması mümkündür.

Mekanik etkiler; çarpma, ezilme, delinme veya deformasyon gibi fiziksel hasarlar sonucunda ortaya çıkabilir. Özellikle ağır trafik kazaları sonrasında batarya hücrelerinde iç kısa devre meydana gelebilir ve bu durum termal kaçağı tetikleyebilir. Elektriksel etkiler ise aşırı şarj, aşırı deşarj, kısa devre, yüksek akım veya gerilim, uygun olmayan elektrik beslemesi, şarj ekipmanlarındaki arızalar ve koruma sistemlerinin doğru çalışmaması sonucunda oluşabilir. Bu nedenle batarya yönetim sistemi ile şarj altyapısının birlikte ve güvenli şekilde çalışması büyük önem taşımaktadır.

Termal Kaçak
Batarya hücresinin termal, mekanik veya elektriksel olarak zorlanması sonucunda hücre içerisindeki yapı kararsız hale gelebilir. Hücre içerisinde başlayan ekzotermik reaksiyonlar sıcaklığın yükselmesine neden olur. Belirli bir kritik sıcaklık seviyesinin aşılması halinde daha fazla ısı üreten reaksiyonlar başlayabilir ve sıcaklık artışı kendi kendini hızlandıran bir sürece dönüşebilir. Bu durum termal kaçak (thermal runaway) olarak tanımlanmaktadır.

Termal kaçak sırasında yüksek sıcaklıklarla birlikte yanıcı ve toksik gazlar açığa çıkabilir. Bir hücrede başlayan termal kaçak, yeterli koruma ve soğutma sağlanmadığında komşu hücrelere yayılarak batarya paketinin daha büyük bir bölümünü etkileyebilir.

Yangına Müdahale
Elektrikli araç yangınlarına müdahalede yalnızca görünen alevlerin söndürülmesi yeterli değildir. Temel amaç, batarya hücrelerinin yeterli seviyede soğutularak termal kaçağın komşu hücrelere yayılmasının sınırlandırılmasıdır. Batarya içerisinde kimyasal reaksiyonlar devam edebileceğinden, dışarıdaki alevlerin söndürülmesinden sonra dahi yeniden tutuşma riski bulunmaktadır.