АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ МЕТОДИК З ВИЗНАЧЕННЯМ ЕФЕКТИВНОСТІ ГАСІННЯ ВОГНЕГАСНИМИ РЕЧОВИНАМИ ЛІТІЙ-ІОННИХ АКУМУЛЯТОРІВ
Анотація
Проблема. Стрімке впровадження літій-іонних акумуляторів у транспорті, системах накопичення енергії, портативній електроніці та безпілотних літальних апаратах супроводжується зростанням рівня пожежної небезпеки. Чинні нормативні документи та методики випробувань не повною мірою враховують специфіку фізико-хімічних процесів, притаманних таким пожежам, що ускладнює об’єктивне оцінювання ефективності гасіння та порівняння результатів різних досліджень. Мета роботи – провести аналіз існуючих методик з визначення ефективності гасіння пожеж літій-іонних акумуляторів різними вогнегасними речовинами, а також виявлення основних недоліків чинних підходів і обґрунтування напрямів удосконалення методик оцінювання вогнегасної ефективності для підвищення рівня пожежної безпеки об’єктів цивільного та спеціального призначення. Методи дослідження. У роботі застосовано методи системного аналізу, порівняння та узагальнення наукових публікацій і нормативних документів. Основні результати дослідження. Встановлено, що існуючі методики суттєво відрізняються за способом моделювання пожежі. У низці методик використовується обмежена ємність акумуляторів або умови, що не відтворюють реальні сценарії пожежі, що знижує практичну цінність результатів. Виявлено відсутність уніфікованих підходів до визначення граничної температури теплового розгону, мінімальної інтенсивності подачі вогнегасної речовини та критеріїв припинення горіння. Доведено, що ефективність гасіння суттєво залежить від режиму подачі вогнегасної речовини, конструкції батареї та умов теплового навантаження. Висновки. Сучасні дослідження підтверджують відсутність комплексної уніфікованої методики оцінювання ефективності гасіння літій-іонних акумуляторів і обґрунтовують необхідність систематизації та вдосконалення існуючих підходів з урахуванням реальних умов експлуатації та сучасних загроз.
Завантаження
Посилання
2. Kovalyshyn V., Marych V., Veselivskyi R., Kovalyshyn V., Lozynskyi R. Обґрунтування технології гасіння комбінованих пожеж за наявності легких металів чи фосфорних. Пожежна безпека. 2024. № 44. С. 30–40. DOI: https://doi.org/10.32447/20786662.44.2024.04
3. Kovalyshyn V., Marych V., Veselivskyi R., Kovalyshyn V., Chernetskyi V. Оптимізація рецептури вогнегасного порошку спеціального призначення для комбінованого гасіння пожеж класу А, B та D. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2023. № 2(16). С. 123–134. DOI: https://doi.org/10.33269/nvcz.2023.2(16).123-134
4. Дослідження хімічних речовин як складників вогнегасних порошків для гасіння легких металів. Пожежна безпека. 2018. № 29. С. 46–56. URL: https://journal.ldubgd.edu.ua/index.php/PB/article/view/33
5. Комбіноване гасіння пожеж класу D та А, В. Пожежна безпека. 2019. № 35. С. 30–34. DOI: https://doi.org/10.32447/20786662.35.2019.05
6. Вогнегасний порошок спеціального призначення для комбінованого гасіння пожеж класу D, A, B. Патент на корисну модель № 145068 Україна, МПК А62D 1/00; заявл. 02.12.2019; опубл. 25.11.2020, Бюл. № 22. 3 с.
7. Huang J., Jin J., Zhao L., et al. Review of fire extinguishing agents and fire suppression strategies for lithium-ion battery fire. China Journal of Environmental Engineering. 2024. Vol. 18, No. 11. P. 2121–2136.
8. Russo P., Di Bari C., Mazzaro M., De Rosa A., Morriello D. Effective fire extinguishing systems for lithium-ion battery. Chemical Engineering Transactions. 2018. Vol. 67. P. 727–732. DOI: https://doi.org/10.3303/CET1867122
9. Chiu K.-C., Lin C.-H., Yeh S.-F., Lin Y.-H., Chen K.-C. An electrochemical modeling of lithium-ion battery nail penetration. Journal of Power Sources. 2014. Vol. 254. P. 263.
10. Lesiak P., Pietrzela D., Mortka P. Methods used to extinguish fires in electric vehicles. Safety & Fire Technology. 2021. Vol. 58(2). P. 38–57.
11. Zhang L., Jin K., Sun J., Wang Q. A review of fire-extinguishing agents and fire suppression strategies for lithium-ion batteries fire. Fire Technology. 2022. Vol. 60. DOI: https://doi.org/10.1007/s10694-022-01278-3
12. Majeed F., Jamal H., Kamran U., et al. Review – recent advances in fire-suppressing agents for mitigating lithium-ion battery fires. Journal of The Electrochemical Society. 2024. Vol. 171. DOI: https://doi.org/10.1149/1945-7111/ad5620
13. Chang C., Wang R. Experimental investigation of thermal runaway behaviour and inhibition strategies in lithium iron phosphate batteries. International Journal of Electrochemical Science. 2024. Vol. 19. Article 100877. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijoes.2024.100877
14. Xiao X., Chen B., Jin X., et al. Experimental study on the effect of synergistic extinguishing method based on liquid nitrogen on lithium-ion battery fire after thermal runaway. Fire. 2024. Vol. 7(12). Article 479. DOI: https://doi.org/10.3390/fire7120479
15. Wang K., Ouyang D., Qian X., et al. Early warning method and fire extinguishing technology of lithium-ion battery thermal runaway: A review. Energies. 2023. Vol. 16(7). Article 2960. DOI: https://doi.org/10.3390/en16072960
16. Wang Z., Yang H., Li Y., et al. Thermal runaway and fire behaviors of large-scale lithium-ion batteries with different heating methods. Journal of Hazardous Materials. 2019. Vol. 379. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.06.007
17. Wang Z., Ning X., Zhu K., et al. Evaluating the thermal failure risk of large-format lithium-ion batteries using a cone calorimeter. Journal of Fire Sciences. 2019. Vol. 37. P. 81–95. DOI: https://doi.org/10.1177/0734904118816616
18. Md Said M. S. B. Experimental study and numerical modelling of lithium-ion battery thermal runaway behaviour: дис. … докт. філософії. Sheffield: The University of Sheffield, 2018.
19. Wei N., Zhang F., Zhang W., Li X. Comparative study on the thermal runaway characteristics of Li(NixCoyMnz)O2 batteries. Heliyon. 2024. Vol. 10. Article e31203. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e31203
20. Kang R., Jia C., Zhao J., Zhao L., Zhang J. Effects of capacity on the thermal runaway and gas venting behaviors of lithium iron phosphate batteries induced by overcharge. Journal of Energy Storage. 2024. Vol. 84. Article 111523. DOI: https://doi.org/10.1016/j.est.2024.111523
21. Metodika zkoušení hasicí směsi FRS EXcellent 1 při hašení požárů hořlavých капалин, lehkých kovů a Li-ion baterií. Praha: VÚPO, 2025.
22. Havryliuk A. F., Yakovchuk R. S., Kovalyshyn V. V. Ефективність використання переносних вогнегасників при гасінні літій-іонних акумуляторів. Пожежна безпека. 2024. № 44. С. 58–66.
23. Havryliuk A. F. Розвиток наукових основ протипожежного захисту електричних колісних транспортних засобів (електромобілів): дис. … д-ра техн. наук: 21.06.02. Львів, 2025. 395 с.
24. Portable fire extinguishers – Performance requirements, test methods and marking for suitability for extinguishing lithium battery fires (NTA 8133:2021+A1:2025).
25. Portable fire extinguishers – Part 11: Performance requirements, test method and marking for EN 3-7 extinguishers suitable for lithium-ion battery fires: prEN 3-11:2025. Brussels: European Committee for Standardization (CEN), 2025.
26. Demonstration of extinguishing method for lithium-ion batteries: method application at different levels of aggregation – module, sub-battery, electric car pack and vehicle level. Karlstad: Swedish Civil Contingencies Agency (MSB), 2023.
Ця робота ліцензована відповідно доCreative Commons Attribution 4.0 Міжнародної ліцензії.
Авторські права CC-BY
