CZY SAMOCHÓD ELEKTRYCZNY JEST BEZPIECZNY? OBALAMY MITY NA TEMAT AUT ELEKTRYCZNYCH

BEZPIECZEŃSTWO SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH

Samochody elektryczne to przyszłość motoryzacji i nie wynika to z żadnego przymusu - zdecydowanie nie jest to kaprys producentów aut, czy zmowa jakichkolwiek grup interesu. Dalsze korzystanie z paliw kopalnych tak powszechnie wykorzystywanych w tradycyjnej, spalinowej motoryzacji doprowadzi nas do katastrofy klimatycznej. Dziś po dekadach skrupulatnych badań naukowych o naszej planecie świat nauki nie ma co do tego żadnych wątpliwości.

Ludzie jednak nie chcą rezygnować z wygód wypracowanych przez naszą cywilizację. Jedną z nich jest swoboda przemieszczania się zapewniana przez motoryzację. Nie musimy z niej zrezygnować, ale musimy zmienić jej rodzaj na bezemisyjny. Elektromobilność na to właśnie pozwala. Bezpieczny samochód elektryczny podczas jazdy nie emituje ani grama dwutlenku węgla, czy jakichkolwiek innych substancji będących produktem spalania paliwa w silniku spalinowym.

Wybór pojazdów z napędem elektrycznym przez coraz większą liczbę kierowców wynika nie tylko ze zrozumienia zalet elektromobilności, ale także wewnętrznego przekonania, że bezemisyjne pojazdy to przyszłość motoryzacji. Dodatkowym argumentem przemawiającym za samochodami elektrycznymi jest kwestia bezpieczeństwa. Elektryki są bezpieczniejsze w prowadzeniu, a w testach zderzeniowych wypadają często lepiej niż pojazdy konwencjonalne. Potwierdzają to ostatnie próby z grudnia 2021 r., przeprowadzone przez niezależną organizację Euro NCAP, w których Ford Mustang Mach-E uzyskał maksymalną ocenę 5 gwiazdek. Niniejszy artykuł ma na celu przedstawić fakty dotyczące bezpieczeństwa samochodów elektrycznych, poparte konkretnymi testami i badaniami, jednocześnie rozprawimy się także z najpopularniejszymi mitami dotyczącymi bezpieczeństwa pojazdów z silnikiem elektrycznym i baterią.
 

JAK DZIAŁA SAMOCHÓD ELEKTRYCZNY?

Zacznijmy od wyjaśnienia ogólnych zasad działania samochodów elektrycznych. Pojazdy napędzane silnikami elektrycznymi to tak naprawdę żadna nowość. Pierwsze wehikuły napędzane silnikiem elektrycznym powstały wcześniej niż opracowano pierwszy silnik spalinowy. Wówczas jednak problemem było dostarczenie silnikowi elektrycznemu energii – dziś ten aspekt rozwiązaliśmy na tyle, by móc konstruować w pełni efektywne energetycznie, komfortowe i bezpieczne samochody elektryczne, takie jak np. Ford Mustang Mach-E.

Samochód elektryczny składa się z układu napędowego, którego trzon stanowi silnik lub silniki (może ich być więcej niż jeden, np. w Mustangu Mach-E AWD zainstalowano dwa silniki elektryczne, każdy z nich napędza jedną z osi pojazdu, w ten sposób mamy napęd na wszystkie koła). Nie będziemy tu szczegółowo omawiać kwestii konstrukcyjnych silnika elektrycznego, gdyż opisaliśmy to już w naszym wcześniejszym wpisie. Silnik elektryczny potrzebuje energii i tą w samochodzie elektrycznym dostarcza mu pokładowy zestaw akumulatorów trakcyjnych. Ich rolę praktycznie we wszystkich obecnie dostępnych autach elektrycznych pełnią akumulatory litowo-jonowe. To konstrukcje znacznie bardziej zaawansowane niż klasyczne akumulatory 12 V, stosowane od dziesięcioleci w samochodach spalinowych – znacznie bardziej efektywne, o większej gęstości energetycznej, pojemniejsze, a przede wszystkim bezpieczne.
 

CZY BEZPIECZNY SAMOCHÓD ELEKTRYCZNY MIT?

Co decyduje o poziomie bezpieczeństwa jakiegokolwiek samochodu? Oczywiście optymalne działanie zastosowanych w danym modelu rozwiązań z zakresu bezpieczeństwa czynnego, jak i biernego. Pod pojęciem bezpieczeństwa czynnego i biernego współczesnych aut kryje się potężny sztafaż technicznych rozwiązań w jakie wyposażone są dziś nowoczesne samochody – niezależnie od tego z jakim napędem. Na przykład systemy bezpieczeństwa biernego to rozwiązania, które w żaden sposób nie ingerują w jazdę, lecz mają zwiększyć szanse kierowcy i pasażerów, gdy na drodze dojdzie do niebezpiecznego zdarzenia, kolizji lub wypadku. W nowoczesnych samochodach są to nie tylko pasy bezpieczeństwa, ale także poduszki i kurtyny powietrzne, aktywne zagłówki, pirotechniczne napinacze pasów i systemy ich naciągania, specjalna konstrukcja nadwozia (wzmocnienia boczne, użycie różnego typu materiałów o różnej energochłonności) ze strefami kontrolowanego zgniotu, specyficzna konstrukcja kolumny kierownicy (łamana kolumna), specjalna konstrukcja szyb, systemy automatycznego domykania szyb, hamulce pokolizyjne i wiele, wiele więcej. Wszystkie te rozwiązania są obecne w nowoczesnym aucie spalinowym (jak np. Ford Kuga), ale wyposażono w nie również bezpieczne samochody elektryczne (jak Ford Mustang Mach-E).

Z kolei systemy bezpieczeństwa czynnego to rozwiązania, które poprzez ingerowanie w ruch pojazdu pozwalają nie tylko zminimalizować skutki wypadku, ale wręcz zniwelować ryzyko jego wystąpienia. Od wielu lat doskonale znanym elementem z zakresu bezpieczeństwa czynnego obecnym w niemal każdym nowoczesnym aucie jest system ABS, ale jest tego znacznie więcej: ESP, kontrola trakcji, adaptacyjny tempomat (czy jeszcze bardziej zaawansowana jego wersja zwana w samochodach marki Ford Inteligentnym Tempomatem), układy stabilizacji toru jazdy, wykrywanie przeszkód z automatyczną inicjacją hamowania awaryjnego i wiele więcej. I ponownie – rozwiązania te mamy obecne zarówno w samochodach spalinowych, jak i elektrycznych. Skąd jednak znamy odpowiedź jak bezpieczne są nasze modele aut?

Od wielu lat renomowaną instytucją badawczą sprawdzającą rzeczywisty poziom bezpieczeństwa pojazdów jest w Europie organizacja Euro NCAP. Sprawdza ona wszechstronnie systemy bezpieczeństwa samochodów przeprowadzając zarówno różnorodne testy zderzeniowe, jak i weryfikując działanie systemów z zakresu bezpieczeństwa czynnego. Maksymalna nota jaką może uzyskać samochód w testach bezpieczeństwa Euro NCAP to 5 gwiazdek. Taką właśnie ocenę zdobyły absolutnie wszystkie osobowe modele pojazdów marki Ford, jakie dziś dostępne są w naszej ofercie: Ford Mustang Mach-E, Ford Puma, Ford Kuga, Ford Explorer i Ford Focus – wszystkie te modele uzyskały w testach Euro NCAP najwyższą, pięciogwiazdkową ocenę, co oznacza, że są to bezpieczne samochody.

Jak nietrudno zauważyć, jeden z wymienionych modeli – Ford Mustang Mach-E – jest autem wyłącznie elektrycznym. Jak widać, obecność elektrycznego napędu i zespołu akumulatorów trakcyjnych w żaden sposób nie wpłynęła na poziom bezpieczeństwa w testach zderzeniowych. Natomiast – co zdecydowanie warto odnotować – pod względem oceny cząstkowej Safety Assist (czyli cząstkowa ocena bezpieczeństwa skupiająca się na działaniu aktywnych systemów bezpieczeństwa i asysty kierowcy), nowoczesna metoda sprawdzania systemów bezpieczeństwa auta (test NCAP) dowiodła, że Ford Mustang Mach-E charakteryzuje się najwyższym poziomem bezpieczeństwa zapewnianym przez systemy asystujące.

Uzyskane wyniki w niezależnych testach bezpieczeństwa pozwalają nam rozprawić się z najpopularniejszymi mitami dotyczącymi bezpieczeństwa aut elektrycznych.

CZY UKŁAD ELEKTRYCZNY MOŻE STANOWIĆ DODATKOWE ZAGROŻENIE W RAZIE WYPADKU?

Auta elektryczne budowane od podstaw – takie jak Ford Mustang Mach-E – czyli konstruowane na bazie platformy podłogowej zaprojektowanej pod kątem elektrycznego napędu, charakteryzują się większym bezpieczeństwem biernym, niż w przypadku analogicznych (pod względem rozmiarów) pojazdów spalinowych. Komponenty napędu elektrycznego zajmują mniej miejsca niż analogiczne komponenty napędu spalinowego. To pozwala opracować inżynierom specjalizującym się w projektowaniu konstrukcyjnych stref bezpieczeństwa pojazdu jeszcze bardziej bezpieczne nadwozia, niż w przypadku aut z silnikami spalinowymi. Nie bez znaczenia dla wielu osób jest też fakt, że dzięki bardziej kompaktowej konstrukcji elementów napędu, auta elektryczne są przestronniejsze od aut spalinowych o podobnych rozmiarach.

Wiele osób zadaje sobie pytanie, czy układ elektryczny jest bezpieczny w razie wypadku? W zasadzie odpowiedzi na to pytanie zawierają wyniki testów zderzeniowych przeprowadzonych przez Euro NCAP. Niemniej w razie wypadku, ryzyko uszkodzenia potencjalnie niebezpiecznych części, takich jak akumulator trakcyjny, oczywiście istnieje – jednak nie jest ono wcale wyższe od ryzyka uszkodzenia  -zbiornika paliwa w samochodzie spalinowym. Oprócz tego, auta elektryczne wyposażane są w dodatkowe systemy niwelujące ryzyko uszkodzenia i zapalenia się akumulatora trakcyjnego. Po pierwsze, cały wysokonapięciowy układ auta elektrycznego jest zaprojektowany w taki sposób, by był zabezpieczony przed dotknięciem go przez użytkownika. Pomimo, że akumulator znajduje się wewnątrz pojazdu, jest on całkowicie odizolowany elektrycznie od nadwozia. Tutaj może się pojawić pytanie – a co w razie wypadku? Również na taki scenariusz przewidziano rozwiązanie – otóż, poważna kolizja skutkuje aktywacją poduszek powietrznych, oraz natychmiastowym odłączeniem zasilania wszystkich komponentów systemu wysokonapięciowego. To drugie ułatwia i przyspiesza reakcję ze strony jednostek straży pożarnej, przy czym procedury i metody stosowane przez nie są identyczne jak w przypadku pojazdów z konwencjonalnym napędem, np. wówczas, gdy do pożaru dojdzie na zamkniętym parkingu. W razie uszkodzenia pojazdu w wyniku awarii czy wypadku, podobnie jak w autach spalinowych, należy opuścić samochód i jak najszybciej wezwać odpowiednie służby. W ten sposób auto elektryczne należy uznać za bezpieczny samochód.
 

CZY AUTA ELEKTRYCZNE ULEGAJĄ SAMOZAPŁONOWI?

To kolejny mit, który – pośrednio – nagłośniły media. Wynika to z faktu, że jeżeli gdzieś na świecie zapali się auto elektryczne (które nadal stanowią rzadkość na ulicach), media natychmiast nagłaśniają ten fakt, co budzi wiele wątpliwości wśród osób obawiających się elektromobilności i rodzi fałszywe hipotezy, jakoby auta elektryczne były mniej bezpieczne od aut spalinowych. Niesłusznie – przekazy medialne w tym wypadku zniekształcają rzeczywistość. Doskonale dowodzi tego fakt, że tylko w Polsce (wg danych branży ubezpieczeniowej, żywotnie zainteresowanej szkodami w motoryzacji), samozapłonowi ulega dziennie średnio 26 aut i są to przede wszystkim auta spalinowe. Panika, powstająca wokół przekazów medialnych o incydentalnych (w skali całej motoryzacji) pożarach aut elektrycznych, bazuje na tym samym mechanizmie błędów poznawczych, który powoduje, że wiele ludzi obawia się latać samolotami, choć statystycznie rzecz biorąc, samoloty to najbezpieczniejszy publiczny środek transportu.

Odpowiadając jednak na postawione wyżej pytanie - teoretycznie istnieje szansa na samozapłon auta elektrycznego, podobnie zresztą jak ma to miejsce w samochodach spalinowych. Kwestię tego zagadnienia dokładnie zbadał fizyk i chemik, profesor Jeff Dahn z Dalhousie University w Halifax w Kanadzie. Profesor Jeffery Dahn oszacował prawdopodobieństwo wystąpienia pożaru jako jeden na 100 milionów. Przy czym warto podkreślić, że kanadyjski naukowiec uwzględniał w swoich badaniach wszystkie rodzaje współcześnie wykorzystywanych akumulatorów litowo-jonowych. Nie tylko te w samochodach elektrycznych, ale także te stosowane w smartfonach, laptopach i innej elektronice konsumenckiej. W praktyce oznacza to, że ryzyko wybuchu pożaru akumulatora jest statystycznie znacznie niższe, niż wybuch pożaru węglowodorowego paliwa w samochodzie spalinowym. Dowodzi to tego, że auta elektryczne to bezpieczne samochody.

Bardzo ważne jest też zrozumienie, jak zbudowane są akumulatory trakcyjne samochodów elektrycznych. Mają one wielomodułową konstrukcję, a nad całością czuwa zaawansowany technicznie system BMS (Battery Management System), który w czasie rzeczywistym analizuje pracę każdego ogniwa litowo-jonowego, obecnego w akumulatorze samochodu elektrycznego. W razie, gdy którekolwiek ogniwo nie spełnia pożądanych parametrów (nie musi to być od razu pożar), cały blok akumulatora jest natychmiast odłączany. W przypadku auta spalinowego, gdy zapali się np. wyciekające paliwo, pożar bardzo szybko obejmuje pozostałą część pojazdu.

Nie musimy obawiać się też o to, że jeśli auto wpadnie do głębokiej wody, zostaniemy porażeni prądem. Wówczas aktywują się bowiem liczne zabezpieczenia systemu wysokonapięciowego.

ŁADOWANIE SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH – CZY JEST BEZPIECZNE?

Ładowanie samochodu elektrycznego jest równie proste, co korzystanie z jakiegokolwiek innego urządzenia elektrycznego, choćby domowego czajnika elektrycznego, który bez obaw włączamy, zaparzając poranną kawę czy herbatę. Jednak w przypadku aut elektrycznych wiele osób ma wątpliwości, czy pojazd można ładować w każdych warunkach pogodowych? Przy słonecznej pogodzie raczej mało kto widzi problem, ale co  w przypadku, gdy pada deszcz lub śnieg? W stosunku do różnych modeli, w tym marki Ford, hipotezy mówią o tym, że wówczas może dojść do pożaru.

Chcemy rozwiać te obawy – nad bezpieczeństwem użytkowników aut elektrycznych i publicznych ładowarek czuwa kilka poziomów zabezpieczeń. Zabezpieczenia te są obecne zarówno po stronie samochodu, jak i po stronie ładowarki. Żaden prąd nie popłynie przez kable, dopóki wtyczka nie zostanie poprawnie zainstalowana w gnieździe ładowania w pojeździe. Co więcej, gdy wtyczka jest już włożona, zanim popłynie prąd elektryczny dużej mocy, najpierw pomiędzy ładowarką, a pojazdem realizowana jest komunikacja, a jednym z jej aspektów jest automatyczna diagnostyka, która ma na celu sprawdzenie, czy połączenie jest prawidłowe i czy spełnia wszelkie wymagane parametry. Układy te są do tego stopnia czułe, że np. w sytuacji, gdy użytkownik auta ma w swoim domu nie do końca sprawną instalację elektryczną (np. występują jakieś przebicia, czy upływ prądu gdzieś w instalacji domowej), auto w ogóle nie uruchomi procesu ładowania. Nowoczesne ładowarki, na przykład typu wallbox, posiadają funkcje zabezpieczające, dzięki którym niwelowane jest ryzyko awarii instalacji elektrycznej w trakcie ładowania.

Ładowanie auta elektrycznego jest możliwe również podczas burzy. Oczywiście, należy tego unikać, ale jeśli nie spodziewaliśmy się piorunów i zostawiliśmy samochód podłączony do stacji ładowania, nie musimy obawiać się zniszczenia akumulatora. Pamiętajmy tylko, aby kupić ładowarkę wyposażoną w zabezpieczenie przed przepięciami.

Pamiętajmy, że jesteśmy całkowicie bezpieczni, gdy przypadkowo poluzował się przewód i dotkniemy karoserii bądź doszło do wyrwania kabla podczas ładowania – potrzeba do tego ogromnej siły, ale jeśli już zaistnieje taka sytuacja, natychmiastowo odłączane jest doprowadzanie prądu. Tak samo jest wówczas, gdy kabel zostanie przecięty.

BEZPIECZNY SAMOCHÓD ELEKTRYCZNY – A CO ZE ZUŻYTYMI ZAKUMULATORAMI?

Ostatni mit, jakim zajmiemy się w tym artykule dotyczy tego, co robimy z zużytymi akumulatorami. Wielu przeciwników elektromobilności uważa, że w przyszłości zużyte akumulatory samochodów elektrycznych staną się niebezpiecznymi odpadami, które dosłownie zasypią świat. To błędne myślenie i to na wielu poziomach. Warto zdać sobie sprawę z faktu, że akumulator jest jednym z najdroższych komponentów współczesnego samochodu elektrycznego. Nawet gdy jego pojemność zmaleje na tyle, że będzie wymagana jego wymiana (co nie nastąpi wcześniej niż po kilkunastu latach eksploatacji), to taki akumulator wciąż może być wykorzystywany jako stacjonarny magazyn energii w wielu obiektach, co przedłuża jego życie o kolejne kilkanaście lat. Z czasem jednak straci on całą pojemność, ale nawet wówczas nikt nie zamierza go wyrzucać. Do jego wykonania użyto zbyt cennych materiałów! Zużyte akumulatory można w znacznym stopniu poddać recyklingowi. Jako marka Ford, we współpracy z firmą Redwood Materials deklarujemy, że potrafimy poddawać recyklingowi 95% materiałów z akumulatorów litowo-jonowych wykorzystywanych w naszych samochodach, a to dopiero początek. W przyszłości wysypiska śmieci będą ostatnimi miejscami, gdzie będą trafiać całkowicie zużyte akumulatory trakcyjne. Auta elektryczne to więc ekologiczne, ekonomiczne i bezpieczne samochody, którymi mogą poruszać się wszystkie osoby, nawet te, które są szczególnie wrażliwe na pole elektromagnetyczne, gdyż mają wszczepione implanty medyczne.