Brandrisker med elbilar diskuterades flitigt för tio år sen. Nyheter om svårsläckta bränder som tycktes spontanantända spreds globalt. Hur ser riskerna ut idag när antalet elbilar snabbt ökar och vilka vägledningar finns? Våra författare ger oss en överblick.
Text: Erik Lundström och Emelie Wall, WSP
En av de farhågor som tidigt lyftes var att elbilar hade större sannolikhet att börja brinna än bilar med förbränningsmotorer. Denna fråga har sedermera undersökts på flera håll, bland annat av RISE i Norge, som är det land i världen med högst andel elbilar per capita. Utifrån en genomgång av norsk och internationella statistik noterar RISE att det inte finns några indikationer på att elbilar skulle brinna oftare än bilar med förbränningsmotorer.
En sammanställning av bränder i elfordon i Sverige, upprättad av Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB), visar i sin tur på att bränder i el eller el-/hybridfordon har legat kring 20 per år de tre senaste åren. Detta trots att antalet el eller el-/hybridfordon dubblerats till nära 611 000 av en total personbilsflotta om cirka 5 miljoner bilar.
Under perioden 2018-2022 brann det i drygt 3400 personbilar (oavsett bränsle), varav 81 personbilar av typ el eller el-/hybridfordon. Av dessa 81 bränder uppstod en knapp fjärdedel under körning, ytterligare en knapp fjärdedel vid laddning och resten av övriga skäl (t.ex. krockskador) eller okända anledningar.
En sammanställning av statistiska data som har gjorts av det amerikanska försäkringsbolaget AutoinsuranceEZ indikerar att sannolikheten för brand i en elbil, eller snarare att en elbil är involverad i brand, är flera gånger lägre än för bilar med förbränningsmotor. Störst sannolikhet för brand förelåg för hybridbilar, följt av bensin/dieselbilar och lägst risk i elbilar.
Även om brandstatistiken tycks peka tydligt på fördelarna med elbilar, vad gäller sannolikheten att de är involverade i brand, så är det viktigt att beakta att rapporteringen ofta baseras på aggregerad statistik. I denna är det normalt inte möjligt att utläsa om skillnaderna är detsamma när hänsyn tas till avsiktliga brandskador så som skadegörelse eller försäkringsbedrägerier.
Inte heller är det känt om risknivån ökar i takt med att en elbil åldras och utsätts för normalt slitage. Det kvarstår därmed en viss osäkerhet om hur stora skillnaderna är. Dock tyder i dagsläget statistiken på att sannolikheten för brand i en elbil är lägre, eller till och med mycket lägre, än i en bil med förbränningsmotor.
Även om elbilar tycks ha en låg sannolikhet att involveras i brand så pekar forskningen på att batteribränder (då vanligen litiumjonbatterier) är en stor brandrisk. Det är då främst batterier i olika former av enklare e-fordon t.ex. elsparkcyklar, återbrukade elbilsbatterier och andra tillämpningar utanför personbilsbranschen där brandrisken är störst.
Batterierna i en elbil är inklädda i skyddande höljen, har avancerade batteriövervakningssystem och genomgår noggranna tillverkningsprocesser som sammantaget bidrar till att reducera brandrisken. Bränder i litiumjonbatterier är således ett stort och ökande bekymmer men det innebär inte att det är batteribränder i elbilar som medför störst risker trots att de ofta är dessa batterier som har det största energiinnehållet.
En annan vanlig farhåga med elbilar som särskilt lyfts fram är brandrisken i samband med laddning. Bland annat har flera räddningstjänster och försäkringsorganisationer upprättat PM med råd och rekommendationer om elbilsladdning i garage inklusive att laddningspunkter bör placeras i anslutning till utrymnings- och angreppsvägar och allra helst utomhus. I ett läge då sannolikheten för uppkomst av brand i samband med laddning i stort var okänd så är en sådan försiktighetsprincip en rimlig utgångspunkt och innebär även att flera övriga elbilsrelaterade risker begränsas, så som släckproblematiken och bildandet av giftiga gaser (i form av bl.a. väteklorid).
I takt med att fordonsflottan blir alltmer elektrifierad, vare sig det gäller rena elbilar eller elhybrider, så blir dock de rekommenderade lösningarna, att placera laddningspunkter utomhus eller nära entréer, allt svårare att tillämpa. Att andelen elbilar både blivit mycket större på senare år och att den genomsnittliga räckvidden ökat innebär vidare att det i dagens garage antagligen finns en betydande andel parkerade elbilar som inte står på laddning.
Dessutom medför det tekniska egenskapskravet i plan- och byggförordningen att exempelvis nya flerbostadshus med fler än tio parkeringsplatser ska ha ledningsinfrastruktur framdragen till alla parkeringsplatser. Redan nu går många fastighetsägare ännu längre och installerar laddningspunkter på samtliga parkeringsplatser för att möta en ökande efterfrågan.
Lyckligtvis pekar dock statistik, från bl.a. RISE, på att laddningsmomentet i sig inte tycks innebära någon ökad sannolikhet för brand, givet att laddning sker med lämpligt utformad laddinfrastruktur. Laddning av elbilar innebär dock en påtaglig brandrisk om byggnadens elsystem är underdimensionerat eller gammalt, till exempel laddning direkt från ett 230-voltsuttag. Detta har vid flera tillfällen lett till bränder, men då oftast i byggnadens elsystem snarare än elbilen, vars batteri övervakas av inbyggda säkerhetssystem.
Att laddning via vanliga jordade vägguttag (s.k. Schuko-uttag) utgör en betydande brandrisk konstateras också i ett examensarbete av Emelie Wall som studerat säkra laddningslösningar för elfordon i byggnader. I examensarbetet noteras att vägguttag av Schuko-typ ska följa både den internationella produktstandarden IEC 60884-1 och den svenska måttstandarden SS 4280834.
Uttagen genomgår tester för att säkerställa att de uppfyller gällande krav. Temperatutesterna genomförs dock bara under 60 minuter, vilket inte motsvarar den längre laddningstiden för elbilar som vanligtvis pågår under flera timmar. Detta innebär att uttaget utsätts för en högre belastning än vad det är konstruerat för. Elsäkerhetsverkets rekommendation är därför att laddning av elbilar bör ske via fast monterad laddbox och endast undantagsvis via vanligt vägguttag m.h.a. bilens strömadapter. I Norge har man gått så långt att man i princip förbjudit hemladdning via vanligt vägguttag (s.k. Mode 1) i nya elanläggningar.
Att brandförloppet i elbilar skulle vara snabbare, ha en högre brandeffektutveckling (peak heat release rate), pågå under längre tid eller en kombination av dessa är ännu en farhåga som ofta framförts. I takt med att forskningen gått framåt och fler fullskaletester har genomförts talar dock det mesta för att brandförloppet i elbilar inte skiljer sig markant från det i en bil med förbränningsmotor av motsvarande storlek.
Vidare visar data från såväl NIPV i Nederländerna som svenska MSB att bränder i elbilar i många fall inte startat i batteriet och endast i omkring hälften av bränderna involverades batteriet i branden. I de fall där batterierna inte involveras blir brandförloppet inte värre än vid brand i en bil med förbränningsmotor. En brand som uppkommer i batteripaketet kan dock bli mer långvarig, om än med förhållandevis låg genomsnittlig brandeffektutveckling, eftersom brandhärden är i ett slutet utrymme där det kan vara mycket svårt att komma åt att släcka.
Kanske mer alarmerande är att såväl brandförloppets hastighet som brandeffektutvecklingen i fordonsflottan i allmänhet har ökat till följd av att bilarna blir allt större, tyngre och innehåller en högre andel plaster och andra brännbara material än vad de historiskt gjort. I Sverige, som traditionellt sett haft en hög andel stora och tunga bilar, är denna trend mycket tydlig.
För bara några år sedan var gängse rekommendation i olika designriktlinjer för till exempel vägtunnlar att en brand i en genomsnittlig personbil kunde väntas ha en brandeffekt om omkring 5 MW. Idag är en mer realistisk effekt snarare 6-7 MW i genomsnitt och för vissa fordonstyper, till exempel stora SUV:ar, kan toppeffekten vara över 10 MW. Den förändrade materialkompositionen såväl som fordonens ökade storlek har i sin tur lett till en ökad brandspridningsrisk mellan fordon vilket ytterligare komplicerar situationen.
I remissen till den nya teknisk specifikation som tagits fram av SIS (SIS/TS 24837) och som är tänkt att ersätta delar av Boverkets allmänna råd om analytisk dimensionering (BBRAD), så har de förväntat kraftigare brandförloppen i moderna personbilar (oavsett drivmedel) beaktats genom ett nytt brandscenario för utrymningsskedet specifikt avseende brand i personbilsgarage.
Även om flera av de farhågor som först lyftes kring bränder i elbilar har visat sig vara överdrivna, alternativt att riskerna succesivt har reducerats till följd av förbättrad batterisäkerhet, så finns det flera reella brandrisker med elbilar som fortsatt behöver beaktas.
Ämnet är för komplext för att avhandlas i den här artikeln men inbegriper primärt svårigheterna att släcka en brand som involverar batteripaketet vilket i sin tur kan medföra ökad risk för brandspridning och eller större mängd kontaminerat släckvatten. Också risken för återantändning av batterierna, vilket kan ske dagar eller till och med veckor efter en släcksinsats, är ett problem som i princip är begränsat till elbilar- och elhybridbilar.
Ytterligare ett område som förtjänar närmare uppmärksamhet är utformningen av parkeringsgarage och brandskyddet i dessa, vilket är något som beskrivs närmare i rapporter av exempelvis amerikanska NFPA och av RISE. Förenklat sett baseras dagens krav för parkeringsgarage på hur personbilar konstruerades för ett par decennier sedan och har egentligen inte anpassats till dagens fordonsflotta med större, tyngre och mer brandenergirika fordon.
Något som också konstateras i rapporterna från NFPA och RISE är dock att denna fråga inte är direkt kopplad till elbilar utan gäller moderna personbilar i stort. Däremot kan problematiken med brandsläckning av elbilarnas batterier göra det än svårare att effektivt bekämpa en brand och därmed reducera konsekvenserna av den.
Sprinkler, brandgasventilation, utökade krav på bärförmåga vid brand samt högre takhöjd och större avstånd mellan bilar (större parkeringsplatser) hör till de skyddsåtgärder som oftast diskuteras för att reducera brandrisken i parkeringsgarage. I nuläget är det dock inte närmare känt om sådana åtgärder kan motiveras ur ett kostnads- och nyttoperspektiv.
Referenser
- AutoinsuranceEZ, Gas vs. Electric Car Fires 2023 Findings. https://www.autoinsuranceez.com/gas-vs-electric-car-fires/ hämtad 2023-06-29
- Electric Vehicle Fire Safey in Enclosed Spaces, RISE report 2023:42, 2023
- Full-scale fire testing of battery electric vehicles. Kang, S., Kwon, M., Yoon Choi, J., Choi, S., Applied Energy, 332, 120497, 2023
- Lading av elbil i parkeringsgarasje, RISE rapport 2019:123, 2019
- Modern Vehicle Hazards in Parking Structures and Vehicle Carriers, FPRF-2020-07, NFPA Fire Protection Research Foundation, 2020
- Sammanställning av bränder i elfordon och eltransportmedel 2018-2022, MSB1647, Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, 2023
- Säkra laddlösningar för elfordon i byggnader – En utvärdering av brandskyddsbehovet, Emelie Wall, Luleå tekniska universitet, 2023
Tips och råd
Boverket (2023). Brandrisker vid laddning av elfordon.
Figur 1 Uppmätt brandeffektutveckling i personbilar med olika typer av drivmedel. Förkortningen BEV i diagrammet avser elbil, ICEV bil med konventionell förbränningsmotor, FCEV bränslecellsbil, BEV body en elbil som brandtestats utan batteriet och LIB pack ett litiumjonbatteri som brandtestats separat.
Källa: Full-scale fire testing of battery electric vehicles – ScienceDirect av Sungwook Kang a, Minjae Kwon a b, Joung Yoon Choi a, Sengkwan Choi
[EL1]Från MSB:s rapport. Borde vara enkelt att göra egna tabeller av dessa om nu vill ha fler figurer till artikeln
[EL2]Okänt vilket referenssystem ni föredrar så dessa är typ i bokstavsordning men inte enligt något formellt system
