Elektrikli Araçların Temel Prensipleri ve Lityum-İyon Güvenliğine Odaklı Bir Bakış

Tamamen Elektrikli Araçlar (TEA'lar), günümüzde sürdürülebilir ulaşımın önemli bir parçası haline gelmiştir. Bu araçlar, sadece temiz ulaşımın bir simgesi olmakla kalmaz, aynı zamanda mükemmel teknik performans da vadeder. Ancak, bu teknolojinin yaygınlaşmasıyla birlikte, özellikle temel güç kaynağı olan Lityum-İyon (Li-ion) bataryaları kaynaklı yangın güvenliği riskleri ön plana çıkmıştır.

Bu blog yazısı, elektrikli araçların temel çalışma prensiplerini ve bu araçların yangın güvenliğiyle ilgili kritik hususları incelemektedir.

1. Tamamen Elektrikli Araç (TEA) Nedir?

TEA'lar (İngilizcede Battery Electric Vehicle - BEV olarak da adlandırılır), sürüş için elektrik gücüne dayanan, içerisinde içten yanmalı motor bulunmayan araçlardır. Bu sayede yerel olarak sıfır egzoz emisyonu üretirler, bu da onları çevre dostu yapar.

Temel Mimari ve Avantajları

Bir TEA'nın mimarisi, yüksek voltajlı bir batarya, bir elektrik motoru, güç elektroniği kontrolörü ve tek hızlı bir şanzıman içerir.

TEA'ların bazı temel prensipleri ve avantajları şunlardır:

• Sıfır Emisyon: Sürüş sırasında sıfır egzoz emisyonu üretirler.
• Yüksek Verimlilik: Elektrikli motorlar, geleneksel içten yanmalı motorlara (İYM) kıyasla daha yüksek verimlilik sunar.
• Anlık Tork ve Sessiz Çalışma: Daha hızlı ivmelenme sağlayan anlık tork sunarlar ve İYM'li araçlara göre daha sessiz çalışırlar.
• Yeniden Yükleme Frenlemesi (Rejeneratif Frenleme): Frenleme sırasında kinetik enerjiyi geri kazanarak bataryaları şarj edebilirler.
• Düşük Bakım Gereksinimleri: Daha az hareketli parça içerdiği için genellikle daha az bakım gerektirirler.

2. Enerji Depolama: Lityum-İyon Bataryalar

Li-ion batarya, elektrikli otomobilin en önemli parçasıdır. Yüksek enerji yoğunluğu, daha hafif yapı ve daha uzun ömür gibi avantajları nedeniyle çoğu modern elektrikli araçta tercih edilir.

Batarya Yapısı ve Riskler

Batarya, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir sistemdir. Birden çok hücrenin bir araya gelmesiyle modüller, modüllerin bir araya gelmesiyle de batarya paketleri oluşur. Batarya paketleri, dış darbelere, ısıya ve titreşime karşı korumak amacıyla bir çerçeve ve batarya kutusu ile donatılmıştır.

Ancak Li-ion bataryalar, fiziksel olarak zarar gördüğünde yangın ve patlama riski taşımaktadır. Bu risk, özellikle bataryanın içinde meydana gelen ve termal kaçak (thermal runaway) olarak adlandırılan bir zincir reaksiyonu ile tetiklenir. Termal kaçak, aşırı şarj, aşırı deşarj, batarya hasarı veya mekanik arızalar sonucu kısa devre oluşumuyla başlayabilir.

Termal kaçak durumunda:

1. Yüksek Sıcaklıklar: Bataryalar alev aldıktan sonra ortam sıcaklığı 2000 °C sıcaklıklara ulaşabilmektedir.
2. Toksik ve Yanıcı Gaz Salınımı: Batarya yanması sonucunda çevreye yanıcı, patlayıcı, boğucu ve zehirli gazlar salınır. Bu gazlar arasında Hidrojen Florür (HF) (Zehirleyici), Karbonmonoksit (CO) (Yanıcı, Patlayıcı, Zehirleyici) ve Hidrojen (H2) (Yanıcı, Patlayıcı) bulunur. Bu durum, acil durum müdahale ekipleri için ek zorluklar doğurur.

3. Güvenlik ve Müdahale Prensipleri

TEA'ların yaygınlaşmasıyla birlikte, yangın olaylarının sayısında artış beklenmektedir. Bu durum, hem araç üreticileri hem de itfaiye gibi acil servisler için yeni stratejilerin geliştirilmesini gerektirmektedir.

Yangınla Mücadele Stratejileri

EA yangınlarına müdahale, geleneksel araç yangınlarına göre daha zordur. Yangın söndürüldükten sonra dahi yeniden alevlenme riski her zaman mevcuttur ve bu durum başlangıç termal kaçak olayından uzun süre sonra bile meydana gelebilir.

• Soğutma İhtiyacı: Batarya yangınını bastırmak için sadece Karbondioksit (CO2) veya kimyasallar kullanılırsa yangın kontrol altına alınabilir, ancak batarya paketini soğutamaz veya yeniden alevlenmeyi önleyemez.
• Su Kullanımı: Li-ion bataryaya sahip EA’ların etkili bir şekilde söndürülmesi için büyük miktarda su gerekmektedir. Su spreyi, yangını bastırmanın yanı sıra soğutma kapasitesi de sunduğu için tavsiye edilir. Yapılan deneylerde su sisinin söndürmede ve soğutma işleminde etkili ve hızlı olduğu görülmüştür.

Kullanıcılar ve Acil Durum Ekipleri İçin Öneriler

Güvenlik bilincinin artırılması büyük önem taşımaktadır. Acil durum anında yapılması gerekenler şunlardır:

1. Tahliye ve İhbar: Araçtan kıvılcımlar, duman veya alevler görüldüğünde, sürücüler aracı kenara çekmeli, kapatmalı, araçtan uzaklaşmalı ve acil durum hizmetlerini aramadan önce güvenli bir mesafe (mümkünse rüzgârın olmadığı tarafta) korumalıdır.
2. Acil Servis Bilgilendirmesi: Müşterilerin acil durum hizmetlerine, yangının TEA veya HEA (Hibrit Elektrikli Araç) gibi hangi tür aracı ilgilendirdiği hakkında bilgi sağlaması gerekir.
3. KKD Kullanımı: Yangınla mücadele ederken kişisel koruyucu donanım (KKD) giyilmesi zorunludur.
4. Eğitim: Acil durum müdahale ekipleri, TEA yangınlarına müdahale konusunda özel eğitimler almalı ve donanımlı olmalıdır.

Araç üreticilerinin, yangın acil durumları da dahil olmak üzere, belirli modeller için tüketicilere kılavuz sağlaması beklenir. Toplumun bu potansiyel riskler konusunda daha bilinçli olması için bilgilendirme kampanyaları düzenlenmelidir.