Autoveicoli elettrici – Nuove problematiche di gestione del rischio
Ing. Michele Mazzaro – CNVVF – Ufficio per la prevenzione incendi e rischio industriale – Dott. Cinzia Di Bari – ricercatrice ENEA – Dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili di energia
pubblicato sul n. 113 del FARO DEI VIGILI DEL FUOCO
Nel linguaggio comune, la locuzione “autoveicolo elettrico” viene utilizzata per indicare sia i veicoli ibridi e che quelli full electric. I veicoli ibridi vedono la coesistenza della motorizzazione endotermica con quella elettrica: si passa, allora, dai veicoli ibridi con batteria che si autoricarica a spese dell’energia prodotta dal motore endotermico (HEV) ai veicoli ibridi plug-in (PHEV) nei quali la ricarica delle batterie avviene mediante connessione ad una colonnina di ricarica (Figura 1). I veicoli full electric sono invece dotati del solo motore elettrico e di una batteria di grandi dimensioni (fino a 450 kg) e richiedono la ricarica plug-in.
Negli autoveicoli elettrici sono normalmente impiegate batterie Litio-ione che differiscono per capacità, potenza e peso, oltre che per posizionamento all’interno del veicolo (Figura 2) e ingegnerizzazione del sistema, ovvero: tipologia di celle litio-ione; sistema di raffreddamento della batteria; componenti meccanici ed elettrici, inclusi i cavi dell’alta tensione e connettore per la ricarica; elettronica di gestione e controllo (Figura 3). Le celle Litio-ione possono avere forma cilindrica, prismatica o a bustina (Figura 4) ed hanno una composizione chimica variabile.
Sono raggruppate in classi in relazione alle sostanze utilizzate per la realizzazione del catodo (LCO, NMC, LFP, ecc.) ed hanno in comune, con entità variabile, un complesso di processi chimico-fisici che ne inficiano sia le prestazioni che la sicurezza, normalmente tenuti sotto controllo da una attenta gestione elettronica e termica: di fatto, l’accumulo di calore all’interno delle celle può comportare fenomeni che vanno dal loro rigonfiamento (swelling), alla emissione di vapori infiammabili (venting) fino alla rottura catastrofica (worst case), con esplosione ed incendio, dovuta alla decomposizione esotermica di tutta la massa di reazione con sviluppo di sostanze chimiche infiammabili a basso peso molecolare e acido fluoridrico (runaway). A questi pericoli di natura chimico-fisica, si associano pericoli di natura elettrica.
La casistica incidentale relativa ai sistemi di accumulo Litio-ione, evidenzia nuove problematiche di gestione del rischio di incendio ed esplosione. Nel caso di interessamento di veicoli elettrici, a livello internazionale, si stanno adottando specifiche procedure di intervento basate sulla tipologia di veicolo e sulle istruzioni di emergenza fornite dai produttori, che comprendono la scelta dei sistemi e delle tecniche di estinzione, la protezione individuale dei soccorritori, le procedure di evacuazione e la definitiva messa in sicurezza del veicolo.
