Hur elbilsbränder uppstår och varför de är svåra att släcka

Elbilj började brinna i Sundsvall
Robert Banström

Skrivet av Robert Banström

Elbilar och laddhybrider har en brandrisk på 0,004-0,006 procent per år. Bensin- och dieselfordon ligger på 0,08 procent, vilket är cirka 19-20 gånger högre.

Utvecklingen från 2022 till 2024

  • 2022 registrerades 23 bränder i el- och hybridbilar av cirka 611 000 fordon i trafik. Detta motsvarar 1,9 procent av Sveriges totalt 3 400 fordonsbränder årligen.

    Antalet har varit 20-24 bränder per år sedan 2018, medan elbilsflottan mer än fördubblats.
  • Under 2024 registrerades 40 bränder – 22 i elbilar och 18 i laddhybrider. Fordonsflottan omfattade cirka 900 000 el- och hybridfordon.

    Brandrisken låg på 0,0061 procent jämfört med 0,0062 procent föregående år. Elbilar och laddhybrider står för 1,3 procent av fordonsbränder, bensin- och dieselbilar för 98,7 procent.

Termisk rusning

Batteribränder startar genom termisk rusning, en självförstärkande kemisk reaktion i litiumjonbatteriets celler. Processen börjar när en cell når 150 °C. Reaktionen genererar värme som sprids till närliggande celler.

Litiumjonbatterier består av tusentals cylindriska eller prismatiska celler i moduler. Varje cell innehåller elektrolyt som vid normal temperatur är stabil.

Vid överhettning sönderdelas elektrolyten och bildar brandfarliga gaser. BMS (batterihanteringssystemet) övervakar temperatur, spänning och ström i modulerna.

Utlösande faktorer

Kollisionsskador kan påverka batteriets inre struktur utan synliga tecken. Separatorn mellan poler kan punkteras och skapa intern kortslutning. Kortslutningen genererar värme som kan starta termisk rusning timmar eller dagar senare.

Tillverkningsdefekter som metallpartiklar eller föroreningar från produktionen kan efter långvarig användning penetrera separatorn mellan anod och katod. Detta skapar kortslutning som initierar termisk rusning.

Laddningsrelaterade problem uppstår vid användning av felaktig utrustning eller bristfälliga installationer. Överladdning eller laddning vid extremtemperaturer påverkar kemiska processer. Vid minusgrader kan litiummetall fällas ut på anoden istället för interkalering, vilket skapar dendriter som punkterar separatorn.

Laddningsinfrastrukturens roll

Cirka hälften av elbilsrelaterade bränder startar i husets elsystem under laddning, inte i fordonet. Kontinuerlig laddning via vägguttag med 10-16 ampere eller högre, skapar värmebelastning i elsystemet.

Laddboxar har jordfelsbrytare (RCD typ B), överströmsskydd och temperaturövervakning. Systemen avbryter laddning vid avvikelser. Laddning via vägguttag saknar dessa skydd och orsakar cirka 70 räddningstjänstutryckningar årligen.

Släckmetoder

Svenska räddningstjänster använder skärsläckare vid elbilsbränder. Skärsläckare är släckutrustning som kombinerar högtrycksvatten med abrasivmedel för att skära genom hårda material.

Tekniken utvecklades ursprungligen för att ta sig igenom stål och betong vid byggnadsbränder.

Vid elbilsbränder används skärsläckaren för att skapa en öppning i batterihöljet utan att exponera hela batteripaketet. Vattenstrålen med upp till 300 bars tryck blandas med abrasivmedel och skär ett litet hål genom batteriskyddet.

Överhettade battericeller

Genom denna öppning sprutas vatten direkt på överhettade celler inne i batteripaketet. Kylningen sänker temperaturen under den kritiska nivån för termisk rusning och avbryter kedjeraktionen mellan cellerna.

Metoden förbrukar 750 liter vatten på cirka 15 minuter. Traditionella släckmetoder kräver 10 000-30 000 liter under flera timmar. Efter släckning krävs termisk övervakning 48-72 timmar eftersom skadade celler kan återantända.

Räddningstjänsten använder termisk kamera för temperaturövervakning, håller 30 meters säkerhetsavstånd och placerar brandskadade elbilar minst 15 meter från andra objekt.

Batteriteknologins säkerhetssystem

Batterier har flera säkerhetsnivåer. På cellnivå finns säkerhetsventiler för tryckavlastning, PTC-termistorer som begränsar ström vid höga temperaturer och keramiska separatorer som tål högre temperaturer än polymerbaserade.

Modulnivå har brandbarriärer mellan cellgrupper, kylsystem med vätska eller luft samt spänningsövervakning för cellgrupper. Batteripacket har strukturellt skydd, isoleringsövervakning som detekterar läckströmmar och pyroteknik för fysisk frånkoppling vid allvarliga fel.

Batterikemi

Solid-state batterier eliminerar flytande elektrolyt som är en av de mest brandfarliga komponenterna.

Litiumjärnfosfat (LFP) används som katodmaterial istället för nickel-kobolt-mangan (NCM) i vissa batterier. LFP har högre termisk stabilitet och frigör inte syre vid överhettning.

Elsäkerhet

Korrekt laddinfrastruktur kräver laddbox installerad av behörig elektriker. Laddbox ska ha personskydd (RCD typ B) som detekterar växelströms- och likströmsfelströmmar.

Laddkablar kontrolleras för skador på isolering och kontakter. Vid utomhusladdning vintertid aktiveras batteriuppvärmning när laddkabel ansluts i fordon med denna funktion.

Efter kollision krävs professionell batterikontroll. Strukturella skador syns inte alltid utvändigt. Försäkringsbolag använder protokoll för batterikontroll efter krockar med isolationsmätning och termografering.