電動車充電設備風險與防治

隨著新能源電動汽車的迅速推廣,消費者對電動汽車的性能需求逐漸增大,尤其是續航里程和電池容量,同時使用安全也成為國人關注焦點。新能源電動汽車現階段大多以鋰離子電池作為儲能裝置,鋰離子電池具有能量密度高、放電平穩、充放電循環長等優點,鋰離子電池不管在電動汽車、可攜式電子設備、分散式儲能系統等需求量越來越大。惟鋰化學特性非常活潑,具高度危險性,若操作不當可能發生起火燃燒等意外。

全世界推動電動車普及化情況下,勢必要在室內外停車空間設置大量電動車充電設備,當電動車數量變多,又同時充電,會有超載並引發跳電的疑慮,因此,建議社區可專設一處,不僅可申請設置快充型充電樁,也能確保社區供電穩定。一旦上百戶住戶的社區若都汰換成電動車,同時充電的後果恐是超載跳電,衝擊整個社區用電安全。又地下建築空間其空間特性較為封閉且動線複雜,若不幸發生電池類火災,產生的大量濃煙將使受困人員迷航且受制於半封閉空間特性,火場能見度極差、通訊不良、氧氣補給困難等危害,將徒增救援行為的難度與危險性。

大力推動電動車產業則勢必需在國內廣設充換電站,鑒於未來電池充換電站越來越多,災害防範意識及對策擬定刻不容緩。基於電池類火災不易撲滅以及地下停車空間火災風險性較高的情況,又電動車起火燃燒會產生劇毒氣體(例如:HF、HCl、HBr、HCN、SO2),其中電動車起火會產生比燃油車起火更多的氟化氫(HF)。氟化氫(HF)是一種有毒、具腐蝕性、重量輕的氣體,還可以滲透某些類型的安全防護裝備,因此鋰離子電池火災之毒性氣體的稀釋,是救援過程的重點所在。

若要撲滅鋰離子電池火災,必須持續撒水(或泡沫)或泡水降溫,除防止復燃外,同時也可減少或降低電池內部因高溫分解而產生的有害氣體。建議現階段電動車充電樁設置以在地面層為主,或地下層靠近車道出入口並在室內外消防栓救援範圍內為限之區域。場所規模龐大、內部結構複雜,均使消防救災難度大幅提升,除結合場所自衛消防編組等自主消防管理外,救災現場資訊取得及人員、裝備、器材等救災物資之調度及控管亦極為重要,透過救災演練,俾以強化救災現場各任務分工之協同作戰,提升整體災害搶救效能,確保民眾生命財產安全。時常於百貨商場、停車場、飯店旅館、汽車修護廠及大樓等處可見;但高便利也帶來高危害,其發生災害時產生的高溫、大量濃煙以及充電樁區域之高電壓更是消防搶救之重要課題,尤其商場、旅館等常有眾多民眾出入之場所,更加大消防救災之難度。

充電樁雖具有完整的電氣保護機制,包含:漏電保護、短路保護、過電壓保護、過電流保護、過溫保護等,避免漏電、跳電造成危害,全方位保護人身與財產安全。透過讀卡機制可進行使用者識別,並管理充電收費保護住戶權益;也可將充電樁資訊整合至專用的充電管理系統與大樓中控系統,管控用電狀況。各機關須指定專人定期用濕布擦拭清潔充電樁,並確保充電槍頭沒有進水,定期檢查濾網,並檢查充電槍頭、線纜是否有破損狀況。如有發現損壞狀況即時聯絡維護人員現場檢修,充電線纜要隨時復位理順,避免掉落地面遭車輛輾壓;充電槍頭避免摔落地面,養成良好的使用習慣也是延長充電樁壽命的關鍵。

地下停車空間屬半封閉空間,故建築與防火設計應具備平時通風換氣量充足 ,災時具備排煙、阻煙能力,達到防止高溫煙流擴散至人員疏散路線,但同時亦需迅速排除煙氣與熱量於戶外,避免積累過多熱量而引起閃燃疑慮。此外不管傳統燃油車或電動車,其火災發生都會伴隨大量毒性氣體,如何引入大量空氣稀釋環境毒性氣體濃度更為一大挑戰。地下停車空間除停駐電動車外,還有大量燃油車輛等可燃物,當發生火災時,若無法在短時間內撲滅將可能造成重大危害,長時間燃燒更可能對該建築物的結構產生嚴重傷害。地下停車空間因車輛停放位置較於集中,當車輛起火將迅速向四周車輛延燒而造成火勢成長猛烈,因此地下停車空間所設置消防安全設備,其控制火勢燃燒範圍較撲滅火勢來的關鍵。現階段地下停車空間主要以設置泡沫滅火系統為主,然而現行設置的泡沫或其他撒水設備是否對於電動車及其充電系統火災具有優良的抑制能力或有需因應電動車的火災特性及風險加以調整,則尚未有明確定向。對於地下空間而言,若無法補入足夠的空氣來稀釋空間煙流的濃度氣體濃度將造成人員傷亡,因此,地下停車空間的通風換氣設備是否可在火災發生初期時,降低毒性氣體產生或控制毒性氣體濃度於人員可接受的安全值內。

當鋰離子電池外殼溫度達 100~150℃左右時,電池即有發生爆炸燃燒的可能,不過無論是撒水或是撒泡沫,均可降低電池表面溫度,並達到滅火效果。但在周圍環境溫度或電池溫度沒有降低的情況下,有高機率會發生復燃。若要撲滅鋰離子電池火災,必須持續撒水(或泡沫)或泡水降溫,以防止復燃,同時也可減少或降低電池內部因高溫分解而產生的有害氣體。

綜合以上所述,有關地下停車空間電池類火災之風險控制,將概括預防管理、建築防火設施、避難安全與搶救應變感電風險等幾個方面。其中預防管理包含:(一)水源取得之便利性;(二)不可堆積雜物;(三)防止過充等。建築防火設施包含:(一)獨立防火區劃與排煙設備;(二)持續撒水;(三)災後結構評估等。避難安全包含:(一)增設特別安全梯或排煙設備;(二)火災初期開啟通風換氣設備等。搶救應變的感電風險,包含使用符合 NFPA 標準的個人保護設備可用於電池類火災等

按:宋郁德,中華民國仲裁人。