Tesla har världens mest avancerade batteripack i sina bilar, med vattenkylning av cellerna och flera patent som ska förbättra batteriernas effektivitet och säkerhet. Tesla har genom åren patenterat flera sätt att försöka mildra effekterna av batteribränder.
När ett litiumjonbatteri kortsluts blir det varmt. Väldigt varmt. Så varmt att den flytande elektrolyten i cellen kan koka bort och bilda en frätande, het gas. Den torra battericellen kan sedan självantända och börja brinna. Det kan i sin tur värma upp omgivande battericeller så i värsta fall kan de också börja brinna, så det blir en kedjereaktion.
Teslas batteripack har därför flera patenterade sätt att försöka begränsa bränder. Varje battericell är ansluten via en smal tråd som är dimensionerad till att smälta vid höga strömstyrkor, som en säkring. Om cellen kortsluts smälter tråden och cellen kopplas bort. Vid en kraftig krock kan det dock hända att kortslutningen är inuti cellen, själva batteriet blir tillknycklat så att polerna rör vid varandra inuti cellen. Då kan man inte stoppa förloppet utifrån. Men Tesla har kylvatten som cirkulerar mellan cellerna och kyler dem, och kan transportera bort mycket av hettan. Om en cell ändå mot förmodan börjar brinna finns det brandväggar mellan cellgrupperna som kan begränsa branden till endast en del av batteripacket, och rökkanaler som kan transportera bort gaserna som uppstår. Alla dessa patent finns implementerade i dagens batteripack i alla Teslor.
Nyligen har dock Tesla sökt två nya patent som ska förbättra säkerheten ännu mer.
Ena patentet försöker begränsa batteribrand genom att se till att de heta gaserna från ett kortslutet batteri leds bort i en särskild rökkanal utan att upphetta omkringliggande batterier. Ovanpå batterierna läggs en plåt som är perforerad ovanpå varje battericell. Om en cell fallerar bryter den heta gasen igenom perforeringen ovanför den skadade cellen och gasen pyser ut genom det öppnade hålet. Gasen kan sedan ledas bort i en smal springa mellan skyddsplåten och batteripackets yttervägg mot de rökkanaler som redan finns i dagens batteripack. Patentets extra plåt ovanför batterierna ser till att de heta gaserna kan isoleras från övriga battericeller. Genom att de andra cellerna inte hettas upp kan kedjereaktionen stoppas och den stora branden uteblir – det blir bara en cell som pyser ut lite rök.
Det andra patentet försöker underlätta för brandmän. Många brandmän som anländer till en olycka där en elbil är inblandad gör det för första gången i sitt liv. Brandmän är vana vid att bekämpa bränder i avgasbilar – men vet kanske inte alltid riktigt vad de ska göra när en elbil brinner. Istället för att försöka pumpa in vatten i “motorrummet” i bilens nos ska ju framför allt batteripacket i bilens botten kylas för att motverka batteribrand. Speciellt om några skadade batterier har börjat brinna kan det vara svårt att veta hur man ska begränsa elden.
US patent 9,941,555 går ut på att helt enkelt lägga till en “insert hose here” lucka till elbilar. Batteripacken är ju oftast hermetiskt slutna så även om man vet att man bör släcka en batteribrand kan det vara svårt att komma åt med brandslangen, svårt att kunna pumpa in vatten inuti. Ibland har brandmän använt brandyxan för att slå hål på batteripacket – med fler skadade och kortslutna battericeller som följd.
Teslas patent lägger till en ventil man ska ansluta brandslangen till och som leder in vattnet direkt i batteripacket. Ventilen kan utformas ungefär som påfyllningsröret till spolarvätskan. Då blir brandmännens arbete mycket enklare, och branden kan mycket snabbare släckas. De sätter bara brandslangen mot ventilen och sprutar in vatten direkt i batteripacket. Ventilen öppnas av brandslangens höga vattentryck. Många elbilar har brunnit ner till grunden för att brandmännen tvekade hur man skulle släcka branden – eller inte kommit åt att kunna spruta de tusentals liter vatten inuti batteripacket som behövs för att släcka en batteribrand.
I och med att Tesla har släppt alla sina patent fria kan andra biltillverkare också använda sig av dem i sina elbilar. När vi tittar på batteripacken i kommande elbilar som Audi e-Tron och Mercedes EQC kan vi med glädje se att de faktiskt har använt sig av flera av Teslas patent, såsom till exempel brandväggar mellan separata batterigrupper och rökkanaler för att på ett säkert sätt leda ut rök och lågor från batteribränder. En av anledningarna Tesla bjuder på sina patent är just att förbättra säkerheten för alla elbilar. Hoppas Tesla och även andra tillverkare implementerar anslutningsventilen för brandslangar snarast!
TCS ett år sedan: Förtätning av Supercharger nätverket
För ett år sedan släppte Tesla en ny karta över var de tänkte bygga nya Superchargers i Sverige 2018. Vi kan med glädje se att under året som gått har flera av de stationerna blivit verklighet – fast inte alla.
(2018 är iofs inte slut än heller så Tesla har några månader till på sig.)
Intressant att det ändå går bra att släcka branden med vatten utan att det orsakar ytterligare kortslutningar. Man har ju lärt sig att man inte ska försöka släcka elbränder med vatten.