ایمنی خودروهای برقی یا هیبریدی

ایمنی خودروهای برقی یا هیبریدی (پیشگیری و اطفاء حریق)

پژوهش حاضر با هدف ارزیابی ایمنی خودروهای هیبریدی با بررسی عوامل موثر در پیشگیری از وقوع آتش سوزی در این خودروها و همچنین اقدامات بعد از وقوع آتش سوزی به منظور اطفاء حریق صورت گرفت. بدین منظور از طریق بررسی مطالعات و منابع معتبر در رابطه با خودرهای هیبریدی به روش توصیفی تحلیلی ابتدا به معرفی خودروهای هیبریدی و سیستم الکتریکی آنها پرداخته شد و سپس در ادامه خطرات مرتبط با خودروهای هیبریدی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان داد که جلوگیری از بروز حادثه نه تنها در خودروهای هیبریدی بلکه در هر نوع از خودروها امری غیر ممکن است ولی می توان با در نظر گفتن اقدامات ایمنی در طراحی و ساخت این نوع از خودروها تا حدود زیادی از وقوع حوادث منجر به آتش سوزی جلوگیری نمود و یا در صورت بروز آتش سوزی نسبت به اطفاء آن اقدامات موثر را اعمال نمود. در این پژوهش در پایان نیز راهکارهایی ارائه گردید.

واژگان کلیدی: خودروهای هیبریدی، سیستم الکتریکی، اقدامات پیشگیری اقدامات مقابله ای اطفاء حریق.

خودروهای هیبریدی بر اساس عملکرد ترکیب دو نوع نیروی محرکه به سه کلاس موازی سری و ترکیبی دسته بندی می شوند. یکی از ویژگی های خودروهای هیبریدی ذخیره انرژی به صورت الکتریکی در باتری ها به هنگام ترمزگیری و یا شتاب منفی می باشد اما زمانی که حرف از ذخیره انرژی به میان می آید، ریسک های نیز در رابطه با احتمال بروز خطر وجود دارد. یکی از این ریسک ها وقوع آتش سوزی در خودرو می باشد. اما این به معنای آن نیست که باتری خودروهای هیبریدی به خودی خود خطرناک باشد. چه بسا خودروهای بنزینی زیادی هم هستند که دچار حریق شده اند.

مقدمه

روز به روز میزان استفاده از وسایل نقلیه در حال افزایش است که به نوبه خود باعث افزایش آلودگی نیز می شود. از آنجا که بنزین و گازوئیل به طور گسترده در اتومبیل ها و قطارها مورد استفاده قرار می گیرد لذا میزان این آلودگی در طول چند دهه اخیر افزایش چشم گیری داشته است که مشکلات زیادی را نیز به همراه داشته است. یکی از مشکلات جدی ناشی از آلودگی خودروهای سوخت دیزلی تشکیل دودی است که برای سلامتی محیط زیست و بخصوص انسان مضر است. برای رفع همه این مشکلات، تقاضا برای تولید و استفاده از وسایل نقلیه هیبریدی در حال افزایش است. خودرو هیبریدی که ترکیبی از خودروهای احتراق داخلی و الکتریکی می باشد به عنوان یکی از راهکارهای مطرح در این زمینه است. در این نوع خودروها معایب خودروهای الکتریکی مرتفع شده و مزایای خودروهای احتراق داخلی به کار گرفته شده است.

خودروهای الکتریکی گرچه به عنوان اولین راهکار برای کاهش میزان آلودگی معرفی گردیده اند اما به علت آنکه در سیکل های رانشی طولانی با مشکل روبرو می شوند از اینرو حضور موفقی نداشته اند و در حقیقت با شکست مواجه گردیده اند. خودروهای هیبریدی با هزینه ای مقرون به صرفه به دلیل مصرف سوخت کمتر طول عمر بیشتر موتور و تجهیزات و خطر کمتر در مقابل ایمنی بیشتر، رانندگی راحتی را برای کاربران فراهم می نماید [۱]. اما پذیرش این امر که خودروهای هیبریدی دچار حادثه نمی شوند امری اجتناب ناپذیر و غیر ممکن است چرا که حوادث حتی در دقیق ترین طراحی ها هم امکان پذیرند. [۲]

به طور کلی خودروهای الکتریکی به سه دسته خودروهای الکتریکی (EV) خودروهای الکتریکی هیبریدی (HEV) و خودروهای هیبریدی قابل اتصال به شبکه (PHEV) تقسیم می شوند. خودروهای الکتریکی (EV) دارای موتور الکتریکی به همراه باتری هایی برای تامین انرژی الکتریکی بوده و از انرژی باتری ها هم به عنوان نیروی محرکه موتور الکتریکی خودرو و هم برای تامین انرژی لازم برای سایر تجهیزات استفاده می شود. این نوع از خودروها در کنار مزایای فراوانی که دارند دارای یک عیب بزرگ بوده و آن وابستگی کامل به باتری می باشد، اما خودروهای الکتریکی هیبریدی (HEV) که هم دارای موتور سوختی و هم دارای موتور برقی با باتری کافی (۱تا ۳) کیلووات ساعت با قابلیت ذخیره انرژی از موتور سوختی و ترمز خودرو هستند نسبت به خودروهای الکتریکی مزایایی همچون تامین انرژی مورد نیاز باتری ها از طریق جذب انرژی های مستهلک شده در سرعت های پایین و با خاموش شدن موتور سوختی می باشند.

از جمله معایب این خودروها عدم قابلیت شارژ از شبکه برق و وابستگی به موتور مصرف کننده سوخت فسیلی می باشد. خودروهای هیبریدی قابل اتصال به شبکه (PHEV) که برای از بین بردن خودروهای هیبریدی طراحی شده اند قابل شارژ از شبکه بوده و در نتیجه نیاز به باتری های بیشتری نسبت به آن ها دارند. عبارت پلاگین هیبریدی برای این نوع از سیستم ها بکار میرود. در این نوع خودروها، سیستم موتور سوخت فسیلی به صورت کامل وجود دارد. تفاوت اساسی باتری های این دو نوع خودروی برقی این است که باتری های PHEV بایستی قابلیت تخلیه سریع و شارژ سریع را داشته باشند، در حالی که باتری های HEV در حالت تقریبا شارژ کامل عمل می کنند و تخلیه در آن ها به ندرت اتفاق می افتد [۳].

یکی از مشکلات خاصی که در رابطه با تفاوت عوامل آتش سوزی در خودروهای بنزینی و هیبریدی وجود دارد این است که در موتور خودروهای بنزینی پس از احتراق، سوخت گازهای احتراق خارج می شود. اما باتری های خودروهای هیبریدی به گونه ای هستند که حتی پس از روشن کردن موتور هنوز هم انرژی ذخیره شده درون آن باقی میماند و تمامی آن مصرف نمی شود. بنابر این سیستمی که به طور کامل تخلیه نشود با مشکل جدی روبرو است. ذرات ریزتر از سلول های سالم یک باتری هنوز هم در معرض دمای بالا و تخلیه انرژی باقی مانده هستند.

در استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت در موتور احتراق داخلی (ICE) اگرچه هیدروژن دارای بالاترین مقادیر گرمایشی و میزان اشتعال پذیری بسیار مناسب است، اما نظر مشترک بسیاری از محققان [۵-۸] و نویسندگان مطالعات قبلی [۹-۱۲] حاکی از آن است که هیدروژن دارای عوارض جانبی مانند انفجار و عدم مقاومت در برابر ضربه است. از این رو، اگرچه هیدروژن عملکرد انرژی موتور را در نتیجه نهایی احتراق خوب بهبود می بخشد، اما در بعضی از مطالعات حاکی از افزایش NOx می باشد [۱۳] خودروهای هیبریدی زیادی در سال های اخیر توسط سازندگان و طراحان خودرو ساخته شده است که مهمترین آنها به شرح جدول (۱) می باشد.

ادامه مطالب زیر را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

• روش تحقیق
• یافته ها
• سیستم کنترلی خودروهای هیبریدی
• کنترلر سیستم خودروهای هیبریدی
• خطرهای مرتبط با خودروهای هیبریدی
• اقدامات عملیاتی به منظور پیشگیری از حریق خودروهای هیبریدی
• اقدامات عملیاتی در هنگام اطفاء حریق خودروهای هیبریدی
• بحث و نتیجه گیری

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ استانداردهای بین المللی ایمنی باتری های لیتیوم – یونی

⇐ پیشگیری و کنترل حریق های احتمالی ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی