【電車世代】消防大挑戰:電動車火警該怎麼處理?

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Photo Credit:Reuters / 達志影像
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前幾天 INSIDE 轉載聯合新聞網一篇《特斯拉 Model S 車禍火警,救火所需消防人力和用水量遠超乎想像》的報導在社群引起不少討論,很多網友都對這起火警感到驚奇,有人質疑怎麼要用 28,000 加侖那麼多水?也有人在問怎麼不用砂石、化學滅劑把它撲滅?甚至也有網友說,這樣鋰電池不是比汽油還危險嗎?

不只如此,桃園客運修車廠今年三月就曾發生電動車大火,造成 7 輛電動巴士燒毀,當時就出動了 11 消防車前往灌救。隨著電動車逐漸可能普及化,大眾會越來越關心電動車意外事件,未來消防體系也可能越來越常處理電動車的起火案件;有鑒於此,《電車世代》今天將整理內政部消防署車輛研究測試中心(ARTC)、美國消防協會(NFPA)、美國國家運輸安全委員會(NTSB)等第一手資料,帶大家來了解電動車起火意外的相關問題。

這篇文章想告訴你:電動車起火案件到底該怎麼處理?跟油車有什麼差異?講電動車的火災問題並不是在黑電動車而是溝通觀念,讓大家正確認知意外發生時可能面臨的風險,以及電動車未來一旦真成為主流車款時,我們能期許台灣消防體系所該具備哪些技術,以及新的消防設施。

但正式開始之前,先講三個讀者會感興趣的結論:

  1. 比起汽油車,電動車「行駛間」的起火率低很多。
  2. 但一旦起火,消防程序比油車複雜。
  3. 美國、台灣已有標準的訓練程序,但大部分車廠風險說明需要加強。

首先大家都會很好奇:電動車是不是會比汽油車容易引起火災?面對經歷過幾次車輛起火的電動車急先鋒特斯拉曾發表數據,表示過去 2012-2020 年特斯拉車輛要平均行駛 2.05 億英里才會發生一次車輛火災,遠比 NFPA 所統計美國全國汽油車平均 1900 萬英里發生一次火災的數字高了十倍以上。

Photo Credit:Tesla

當然,這份數字部分會被特斯拉是一個較新車廠所影響,近年 Model 3 在美的高銷量未來可能會大大影響這份統計的平均里程;但還有許多專家也認為電動車普遍來說「行駛間」引起火災的機率會比汽油車來得少,不過,如果也把充電時間內算在內的話,則尚有疑慮;根據英國 Fleet News 引述倫敦消防隊的資料,該消防隊 2019 年總共處理了 1,898 起汽油、柴油車火災,電動汽車只有 54 起。但從整體來看,汽油、柴油車火災事故率只有 0.04%,但電動車的數字卻有 0.1%。該報導綜合,這些事故大多是車輛在充電時所造成的意外。

目前世界各國消防隊在處理電動車火災案件時,大致上都可拆解成下列步驟:

一律穿戴有自給式呼吸器的個人防護裝(PPE):

跟傳統油車起火不同,鋰電池燃燒時會釋放鎳、鋁、鋰、銅、鈷等金屬氧化物的顆粒,以及氫氣、一氧化碳等大量的有毒氣體,對人體傷害非常嚴重,所以消防人員必須穿戴足以阻隔這些毒氣的全套個人防護裝(含自給式呼吸器)來自我保護。

確定車輛類型:是純電車、還是混合動力?是哪個車輛的哪台車款?

首先不管是純電車還是油電混合車,車廠都會按照 SAE J2990 為高電壓系統組件標示上橘色,但消防人員在面對油電混合車起火之外,必須還要同時觀察引擎、油箱內汽油的起火風險。目前各國車廠在當地推出電動車、油電混合車時,絕大多數都會配合該國消防機構在網站放上緊急救援手冊,來幫助消防員判斷電池與高壓電組件的位置。

使用熱像儀判斷起火點:

當消防員到達火場第一線時,必須借助熱像儀觀察車輛的溫度變化來判斷起火點,再開始著手接下來的滅火計畫。

穩定車輛:

這點跟傳統油車火災一樣,若車輛本身還有移動的可能性不把它固定的話,一旦車輛隨著輪胎移動的話將可能波及其他車輛或人員。不過固定電動車的步驟、方式,就跟油車無異了。

許可狀況下關閉電源:

通常車廠都會為電動車設計遇到事故時自動切斷迴路的機制,但一旦發生無法自動切斷的狀況,電動車裡的大電量鋰離子確實會為人員帶來觸電風險,因此在許可狀況下,消防員首先應切斷電源防止漏電。

但每台車的設計管路都不同,所以就如前述車廠會按照 SAE J2990 為高電壓系統組件標示上橘色,方便消防人員判別切斷電路(這也是為什麼你常常在媒體上看到要幫電動車滅火,還得看使用手冊的原因)。

確保大量且連續性的消防供水:

無論台灣現行的訓練課程、ARTC、NFPA 或甚至到特斯拉的緊急手冊,都會說明消防人員應該以非常大量且長時間的水來撲滅火勢,NFPA 應急現場指南甚至指出最少需要 2,600 加侖的水量以策安全。

即使電動車的高壓電路被斷開,能量仍會滯留在損壞的高壓鋰電池中,一旦溫度過高後就容易出現「熱失控」的現象,一般而言鋰電池如果被穿刺、過度充電、運作過度或遭受其他意外,在進入攝氏 120 度後,就會加速內部化學反應,讓電池本身過度反應起火。SAE J2990 警告,這種狀態的高壓鋰電池就算短時間被熄滅,也非常有可能因溫度再度進入熱失控循環起火。

NFPA 建議消防人員即使在火焰消失之後,也應該用一個小時甚至更長的時間繼續用大量且長時間的水冷卻電池來防止再度起火。在 NTSB 所調查的三起高速、高強度電動車碰撞事故中,車內的高壓鋰電池總共至少重新點燃了 15 次之多。

第二線人員需嚴密控管後續起火風險

就算被撲滅了,殘留在高壓鋰電池裡的能量還是很有可能會造成後續起火風險,像早年 2011 年雪佛蘭 Volt 油電混合車經過碰撞測試 3 週後,電池仍然因毀損造成起火事件;而在 2017 年加州森林湖(Lake Forest)的 Model X 火災事件中,Model X 起火一度被熄滅,但在 45 分鐘後被推上平板拖車後 Model X 再次起火,造成拖車操作員受傷。

NFPA 就建議回收燒毀車輛的後續處理人員,仍然要注意後續起火風險。

後續:車廠對電動車的消防指南還有待改善

或許你會想問:那台灣有電動車起火的處理程序嗎?別太擔心,其實是有的,各地消防隊一都有把 ARTC 的電動車救援手冊跟油電車緊急救援手冊結合辦理持續性的訓練。

不過比起消防隊,車廠本身可能就要再加油了。美國 NTSB 2020 年的研究調查就發現,目前電動車製造商普遍並未依照 SAE J2990 所建議的 ISO 17840 標準格式製作他們的緊急指南,其中還特別指出,車廠並未完整提供有關已毀損的鋰電池之任何資訊或風險。雖說這些車廠有把他們的緊急指南放在網路上,但 NTSB 強烈建議,車廠必須盡快針對鋰電池的熱失控再燃燒風險做出新的消防標準處理程序。

有興趣的讀者,也可以在消防署網頁上看到這些「油電車緊急救援手冊」,來看看台灣市售電動車款的緊急手冊資訊到底夠不夠充足。

核稿編輯:MindyLi

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