Wat zijn de extra gevaren bij EV's

Nu veel bedrijven investeren in laadpleinen bij hun kantoor krijgen we steeds vaker de vraag hoe het zit met het brandgevaar. Met name bij ondergrondse laadpleinen oftewel  parkeergarages. De vraag is natuurlijk, schuilen er extra risico's aan een ondergronds laadpleinen of maken we ons druk om niets?

Brandgevaar

We vallen maar gelijk met de deur in huis: EV's (elektrische voertuigen) zijn niet brandgevaarlijker dan ICE (Internal Combustion Engine) voertuigen, oftewel brandstofvoertuigen. Maar toch zien we regelmatig foto's en video's opduiken van EV's die ondergedompeld moeten worden in een container vol water, om een brand te blussen. Waar gaat dat dan over? In een elektrisch voertuig zit een batterijpakket die bestaat uit allemaal losse cellen. Elke cel afzonder levert niet zoveel vermogen, maar door ze aan elkaar te koppelen ontstaat er wel een hoog vermogen, waarmee een elektrische voertuig de elektromotoren kan bewegen.

Al deze batterijcellen tezamen noemen ze een batterypack. Wanneer één zo'n batterijcel zou breken en in brand vliegt is er niet veel aan de hand, maar omdat de cellen zo dicht bij elkaar zitten, bestaat het gevaar dat ze elkaar "aansteken". Dit komt door de chemische reactie en de warmte die daarbij ontstaat. De kettingreactie die ontstaat doordat cellen elkaar "aansteken" wordt in de batterijwereld ook wel thermal runaway genoemd. Het is dus zaak om een batterypack zo snel en lang mogelijk te koelen, zodat de warmte uit de cellen verdwijnt en er geen thermal runaway meer kan ontstaan. Dat is de reden dat brandende EV's in een container met wat dompelen, dan is er namelijk een continue koeling.

Dan even terug naar het moment waarop er brand kan ontstaan. Een elektrisch voertuig en daarmee een batterijcel/batterypack zal nooit zomaar spontaan ontbranden. Daarvoor moet er iets aan vooraf zijn gegaan. Bijvoorbeeld door een ongeval, technisch mankement of externe factor. In dat opzicht is er geen verschil met een brandstofvoertuig. Die vliegen ook niet spontaan in de brand, daar moet een ongeval, technisch mankement of externe factor. Bij een ongeval kunnen we ons iets voorstellen, maar ook daarvoor geldt dat bij een ongeval een auto zelden in de brand vliegt. De brand ontstaat doordat de energiebron beschadigd raakt. In het geval van een EV is dat de batterypack en bij een brandstofauto de brandstof tank.

Gevaar tijdens opladen

Er is veel angst voor het opladen van EV's in met name parkeergarages en daardoor wordt er vaak negatief gereageerd op het plaatsen van laadstations in een parkeergarage. Dat komt voor een groot deel voort uit het 'blusprobleem' van elektrische voertuigen. Echter kan tijdens het opladen geen brand ontstaan. Sterker nog: het opladen van een EV is een veiliger proces dan het tanken van een brandstofauto. Hoe dat zo?

Laadkabel gelocked

Tijdens het opladen van een elektrisch voertuig is de laadkabel 'gelocked' aan zowel de kant van het voertuig als het laadstation. De kabel kan dus niet verwijderd worden tijdens het laden, met kans op een vlamboog. Als je een type 2 stekker van dichtbij bekijkt, dan zie je bovenin twee connectoren: de control pilot en de proximity pilot. De proximity pilot is ter controle van de aanwezigheid van een voertuig. Deze pen is ook korter dan de control pilot. Stel dat je het voor elkaar krijgt om, ondanks de aanwezige "lock", de kabel eruit te halen, dan verliest de proximity pilot als eerste het contact en wordt het laadproces direct afgebroken en het laadstation spanningsloos gezet. Ter vergelijking: een brandstof nozzle kun je met indrukt pistool verwijderen uit de tankopening en brandstof blijft gewoon stromen.

Startbeveiliging

Een EV die is verbonden met een laadstation, dus waarbij de stekker nog in de voertuigconnector steekt, kan onmogelijk worden "gestart". Je kunt het voertuig hooguit op "contact" zetten om de accessoires (multimediasysteem, verwarming, etc.) van spanning te voorzien. Maar je kunt niet wegrijden, zolang de stekker van de laadkabel is verbonden met het voertuig. Ter vergelijking: tijdens het tanken wordt afgeraden om de motor te laten draaien, maar je kunt met de nozzle in de opening van de brandstoftank gewoon wegrijden.

En nou hoor ik u denken; als het allemaal zo veilig is, waarom lees ik dan toch dat een EV in brand is gegaan tijdens het laden? Dat heeft meestal te maken met de kwaliteit van de installatie van het laadstation of de technische staat van het laadstation of van het voertuig.

Installatie & onderhoud

De meeste branden tijdens het laden ontstaan niet aan een regulier laadstation, maar met een mobiele lader of zogenaamde granny charger. Deze kan worden aangesloten op een regulier 230V stopcontact. Echter is een regulier stopcontact maar genormeerd om gedurende maximaal 4 uur 10A stroom te leveren. Een belasting die langer duurt of waarbij een hoger amperage wordt afgenomen, is dus niet getest en spreekt men van overbelasting. Dus meer belasten dan waarvoor het bedoeld (genormeerd) is. Bij plugin hybrides is deze vorm van opladen vaak geen probleem, omdat die doorgaans (afhankelijk van accupakket) binnen 4 uur wel volgeladen zijn met 2,3kW vermogen. Een gemiddeld volledig elektrische voertuig heeft echter een veel groter accupakket en kan daardoor enkele tientallen uren nodig hebben om op te laden met een mobiele lader. Bij Electricea spreken we daarom liever van een noodlader: alleen gebruiken in geval van nood, als er geen laadstation beschikbaar/haalbaar is. Deze manier van opladen raden we daarom sterk af om te gebruiken als structurele laadoplossing.

Een andere manier waarop brand kan ontstaan is doordat het laadstation niet volgens de richtlijnen (NEN1010 in Nederland of AREI in België) is geïnstalleerd. We komen in de praktijk nog wel eens tegen dat er te dunne installatiekabel is gebruikt of dat niet de juiste afzekering (foutief type aardlekschakelaar, installatieautomaat, aardlekautomaat of iets dergelijks) is gebruikt. Net als bij het laden via een noodlader kan deze onjuiste componenten leiden tot overbelasting wat zorgt voor warmteontwikkeling in het stopcontact en/of bedrading en wat kan leiden tot kortsluiting of erger: brand!

Het is daarom ook belangrijk dat een laadstation jaarlijks fysiek wordt gecontroleerd. Daarbij wordt dan met name de belangrijke componenten gecontroleerd, zoals bedrading, (schroef)aansluitingen en schakelaars/automaten. Dit jaarlijks onderhoud kan erger voorkomen.

Parkeergarages

Dan nog even terug naar het begin van de blog. Als we in parkeergarages gebruik maken van goede kwaliteit laadstations, van een gerenommeerd merk, geïnstalleerd door een erkende installateur volgens de geldende richtlijnen. Waarom is er dan nog altijd angst voor het opladen van elektrische auto's in een parkeergarage? Om eerlijk te zijn: ik heb geen idee. Uiteraard begrijpt iedereen dat als er brand uitbreekt in een parkeergarage, dat EV's voor blusproblemen kunnen zorgen vanwege de thermal runaway. Dus iedereen zal begrijpen dat de brandweer EV's zo dicht mogelijk bij in-/uitgang van een parkeergarage geparkeerd wil zien, om ze makkelijk eruit te slepen. Dat is waarschijnlijk ook de reden dat het advies wordt gegeven om laadstations bij de in-/uitgang te plaatsen. Want daar staan meestal EV's. Echter wanneer een EV-rijder zijn auto verder de parkeergarage in parkeert, omdat hij niet hoeft op te laden, dan hebben we nog altijd te maken met een potentieel probleem bij brand.

Een handige veiligheidsfeature voor parkeergarages is dat wanneer er brand wordt gedetecteerd door de brandmeldinstallatie, alle laadstations automatische de laadtransactie beëindigen en de laadkabel niet langer "locken". Hierdoor is het makkelijker om alle aanwezige EV's uit een parkeergarage te slepen, voordat ze in brand kunnen vliegen. Onder het mom: voorkomen is beter dan genezen.

In het kader van veilig opladen in parkeergarages heeft DOET (Dutch Organisation for Electric Transport) een interessante factsheet opgesteld, welke is te downloaden via onderstaande knop.

Factsheet: Veilig opladen in parkeergarages