Xe Điện Có Cháy Nổ Không? Nguyên Nhân Và Cách Phòng Cháy

Xe điện có cháy nổ không? Có thể, như mọi phương tiện có nguồn năng lượng lớn. Nhưng cháy xe điện hiếm khi xảy ra "tự nhiên": Cục Cảnh sát Phòng cháy chữa cháy (PCCC) nêu sáu nhóm nguyên nhân, gồm pin và linh kiện kém chất lượng, tự ý lắp thêm thiết bị, bộ sạc không phù hợp, sạc sai cách, và dây dẫn hoặc ổ sạc bị ẩm, hư hỏng (theo báo Nhân Dân, 24/05/2024). Phần lớn các nguyên nhân này nằm trong tầm kiểm soát của người mua và người dùng. Chọn pin có nguồn gốc rõ ràng, có mạch bảo vệ BMS, dùng đúng bộ sạc và sạc ở nơi thoáng, không phải lối thoát hiểm, là cách giảm rủi ro hiệu quả nhất.

Bài này giải thích cơ chế cháy, các vụ việc đã được cơ quan chức năng kết luận tại Việt Nam, và việc cần làm khi pin phồng hoặc bốc khói. Các khía cạnh an toàn khác của xe điện như phanh, chống nước, điện áp được tổng hợp ở bài xe điện có an toàn không.

Rạng sáng 24/05/2024, nhà trọ ở phố Trung Kính (Cầu Giấy, Hà Nội) bốc cháy làm 14 người chết. Ngày 26/06/2024, Công an TP Hà Nội công bố nguyên nhân: chập mạch điện trên đường dây dẫn ở khu vực đầu xe máy điện, làm cháy lớp vỏ cách điện rồi lan sang các xe máy xung quanh (theo Tuổi Trẻ, 26/06/2024). Điểm đáng chú ý là nguồn cháy không phải khối pin mà là dây dẫn điện của xe, và đám cháy lan qua dãy xe đỗ ở tầng trệt, đúng lối thoát của người ở tầng trên.

Đêm 13/07/2023 tại Sầm Sơn (Thanh Hóa), một chiếc xe điện đang sạc trong nhà ở tầng một thì pin chập điện, bốc cháy. Hai bà cháu ngủ ở tầng hai tử vong do ngạt khí (theo VietnamPlus, 2023). Vụ việc cho thấy khói độc từ đám cháy xe điện trong nhà kín nguy hiểm không kém ngọn lửa.

Chúng tôi không đưa ra con số tổng số vụ cháy xe điện trên cả nước vì chưa tìm được số liệu thống kê chính thức, thống nhất của Cục Cảnh sát PCCC cho riêng nhóm xe này. Các con số lưu hành trên mạng chênh lệch nhau nhiều.

Có hai nguồn cháy chính trên một chiếc xe điện: hệ thống dây dẫn, bộ điều khiển, và bản thân khối pin.

Dòng điện qua dây dẫn sinh nhiệt tỷ lệ với bình phương cường độ dòng. Dây quá nhỏ so với tải, mối nối lỏng, vỏ cách điện bị chuột cắn hoặc cọ xát rách đều tạo điểm nóng. Khi lớp cách điện cháy, hai dây chạm nhau gây đoản mạch, tia lửa bắt vào nhựa thân xe. Đây là kịch bản của vụ Trung Kính. Lắp thêm còi, đèn công suất lớn, thiết bị báo động không theo thiết kế làm dây phải tải dòng lớn hơn mức tính toán, đúng một nguyên nhân Cục Cảnh sát PCCC đã nêu.

Thoát nhiệt (thermal runaway) là chuỗi phản ứng tự tăng tốc trong cell: nhiệt làm lớp màng bảo vệ trên điện cực phân hủy, phản ứng phụ sinh thêm nhiệt, màng ngăn giữa hai điện cực co chảy gây đoản mạch bên trong, chất điện phân bốc hơi và cháy. Thí nghiệm nung cell 18650 của Viện Công nghệ Karlsruhe ghi nhận cell bắt đầu tự sinh nhiệt quanh 90°C (theo Lei và cộng sự, 2017). Khí thoát ra chủ yếu là CO, CO2 và H2, chiếm khoảng 80% lượng khí (theo Golubkov và cộng sự, 2014, dẫn trong Lei, 2017). CO độc, H2 dễ cháy, nên cháy pin trong phòng kín vừa nguy hiểm vì lửa vừa vì khí.

Thoát nhiệt có thể khởi phát từ ngoài vào (pin bị nung nóng, sạc quá áp, đoản mạch ngoài) hoặc từ trong ra (lỗi sản xuất). Battery University ghi tỷ lệ hỏng của cell lithium-ion chất lượng tốt thấp hơn 1 trên 10 triệu, và lỗi bên trong thường đến từ hạt kim loại siêu nhỏ lẫn vào cell khi sản xuất (theo BU-304a, 2022). Cell kém chất lượng không có mức kiểm soát này.

Dưới đây là sáu nhóm nguyên nhân Cục Cảnh sát PCCC nêu (theo báo Nhân Dân, 24/05/2024), kèm giải thích kỹ thuật vì sao chúng gây cháy.

1. 01Pin, hệ thống điện kém chất lượng, không rõ nguồn gốc, hoặc bị thay đổi thông số. Cell rẻ thiếu kiểm soát tạp chất, BMS sơ sài hoặc không có, nên không ngắt kịp khi quá áp, quá nhiệt.
2. 02Lắp thêm thiết bị như báo động, còi, đèn công suất lớn vượt thiết kế. Dây và cầu chì không được tính cho tải mới, dẫn đến quá nhiệt.
3. 03Bộ đổi điện, bộ điều khiển lỗi: mối hàn kém, cách điện linh kiện không đảm bảo gây đoản mạch.
4. 04Dùng bộ sạc không phù hợp hoặc kém chất lượng. Mỗi loại pin có điện áp ngắt riêng; sạc sai làm pin quá áp, là một trong các tác nhân khởi phát thoát nhiệt.
5. 05Sạc sai cách: sạc quá lâu, sạc ngay khi xe vừa chạy còn nóng, sạc gần nguồn nhiệt hoặc vật dễ cháy.
6. 06Môi trường: ổ cắm ẩm ướt, chỗ sạc kém thông gió, dây sạc dập, đứt do va đập hoặc chuột cắn.

Có, về mặt hóa học. Battery University ghi nhiệt độ thoát nhiệt điển hình của pin LFP khoảng 270°C, cao hơn mức 210°C của pin NMC (theo BU-205). Trong thí nghiệm của Golubkov và cộng sự, cell LFP khởi phát thoát nhiệt ở 195°C và sinh khoảng 50 mmol khí, so với 170°C và 150 mmol ở cell NMC (theo RSC Advances, 2014). Cấu trúc hóa học giải thích vì sao được trình bày trong bài pin LFP và NMC khác nhau thế nào.

Nhưng an toàn hơn không có nghĩa là không thể cháy. Ba trong sáu nguyên nhân ở trên (lắp thêm thiết bị, bộ điều khiển lỗi, dây dẫn hư hỏng) không phụ thuộc loại pin. Pin LFP của Before All có BMS bảo vệ quá sạc, quá nhiệt, đoản mạch; điều kiện bảo hành yêu cầu sạc bằng bộ sạc chính hãng và sửa chữa phần điện, pin tại đại lý. Hai điều kiện này cũng chính là hai biện pháp phòng cháy.

Một chiếc xe đạt chuẩn chống nước phù hợp đi trong mưa thông thường không bị cháy vì mưa. Mã IP theo tiêu chuẩn IEC 60529 cho biết mức chống bụi và nước: IP54 là chống bụi ở mức hạn chế và chống nước bắn từ mọi hướng; IP67 là kín bụi và chịu được ngâm nước tạm thời trong điều kiện thử. Before All công bố IP67 cho BF150S, BF150i, BF26, Latina V, Latina VI, Latina VI 2.0, Napoli S2.0 và IP54 cho Civit, Faro, GoPath Si, S6, Savi.

Rủi ro thật nằm ở ngập sâu và ở hậu quả kéo dài. Nước, nhất là nước bẩn có muối khoáng, lọt vào giắc nối, bộ điều khiển hay khối pin có thể gây ăn mòn và rò điện, dẫn đến chập mạch nhiều ngày sau khi xe đã khô. Vì vậy, nếu xe bị ngập đến khoang pin: không bật máy, không sạc, đưa đến đại lý kiểm tra. Hư hỏng do ngập nước thiên tai không thuộc phạm vi bảo hành của Before All.

• Loại pin và thông số ghi rõ: hóa học (LFP, NMC hay ắc quy chì), điện áp, dung lượng. Pin lithium phải có BMS bảo vệ quá sạc, quá nhiệt, đoản mạch.
• Bộ sạc đi kèm đúng thông số pin, có nhãn hãng.
• Xe nguyên bản, không bị độ đèn, còi, nâng công suất. Mua xe cũ thì kiểm tra dây điện, giắc nối dưới yếm và quanh đầu xe.
• Chuẩn chống nước IP công bố cho từng mẫu.
• Bảo hành bằng văn bản và đại lý đủ gần để kiểm tra định kỳ phần điện.

Ví dụ, Before All Latina VI 2.0 có phiên bản pin LFP, đạt IP67 và chạy tối đa 46 km/h. Các mẫu khác được so sánh theo loại pin tại trang xe máy điện.

Battery University khuyên: nếu pin lithium-ion nóng lên, xì hơi hoặc phồng, lập tức đưa thiết bị ra xa vật dễ cháy, đặt trên bề mặt không cháy và nếu có thể thì đưa ra ngoài trời (theo BU-304a). Với một chiếc xe máy nặng hàng chục kg, hãy chỉ làm khi an toàn.

1. 01Pin phồng nhưng chưa nóng, chưa có khói: ngừng sạc, ngừng dùng, đẩy xe ra khu vực thoáng ngoài nhà, xa xe khác và vật dễ cháy. Không ấn, không chọc thủng chỗ phồng. Gọi đại lý.
2. 02Có mùi khét, tiếng xì, khói khi đang sạc: ngắt aptomat hoặc rút phích cắm ở phía ổ điện nếu tiếp cận an toàn. Không đứng sát pin.
3. 03Có khói dày hoặc lửa: đưa mọi người ra ngoài ngay, đóng cửa phòng có đám cháy nếu có thể để hạn chế khói lan, gọi 114. Không quay lại lấy đồ.
4. 04Không cố dập đám cháy pin lớn một mình. Theo Battery University, đám cháy pin lithium-ion có thể dập bằng nước vì pin chứa rất ít lithium kim loại, nhưng pin có thể bùng lại sau khi tắt lửa; hãy để lực lượng PCCC xử lý.
5. 05Sau sự cố, không sạc hay dùng lại pin, kể cả khi nó trông bình thường.

Pin phồng là dấu hiệu pin đã hỏng không phục hồi. Cách kiểm tra pin, khi nào cần thay và chi phí thay được trình bày trong bài khi nào phải thay pin xe máy điện.

New York là thành phố có nhiều xe đạp điện giao hàng và từng đối mặt với làn sóng cháy pin lithium. Theo Sở Cứu hỏa New York (FDNY), số vụ cháy liên quan pin lithium-ion năm 2024 là 277, gần như không đổi so với 268 vụ năm 2023, nhưng số người chết giảm từ 18 xuống 6. FDNY ghi nhận số vụ cháy ngoài trời tăng từ 90 lên 133, và quy kết tiến bộ cho tuyên truyền, kiểm tra cửa hàng xe điện và thông điệp cất giữ, sạc thiết bị ở ngoài trời (theo FDNY, 08/01/2025). Bài học áp dụng được ngay: sạc ở đâu và có ai biết khi sự cố xảy ra quan trọng không kém chất lượng pin.

Nếu bạn muốn hiểu thêm về cách pin lão hóa theo nhiệt độ và cách sạc để pin bền, xem bài pin xe điện dùng được bao lâu.