Jak przygotować się do obsługi pojazdów elektrycznych i hybrydowych w serwisie samochodowym

Na początku należy określić, jakie charakterystyczne zagrożenia mogą pojawić się w tego typu pojazdach. Głównym zagrożeniem jest występowanie instalacji wysokiego napięcia, w której występują napięcia wyższe od napięć bezpiecznych, tj. dla prądu przemiennego powyżej 25 V, a dla prądu stałego powyżej 60V. Napięcia takie określane są napięciami niebezpiecznymi i stwarzają zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka, w związku z tym obsługa tego typu instalacji wymaga posiadania odpowiednich uprawnień (należy sprawdzić indywidualne przepisy obowiązujące w danym kraju). Napięcia niebezpieczne zwykle można spotkać w instalacji układu napędowego i klimatyzacji. Pozostałe układy wykorzystują klasyczną instalację 12V. 

 

Pierwszym warunkiem, niezbędnym do rozpoczęcia obsługi układu wysokiego napięcia w pojeździe jest zdobycie odpowiednich, wymaganych uprawnień.  W każdym warsztacie najczęściej występuje podział obowiązków, tzn. są osoby odpowiedzialne za serwis ogumienia i podwozia, mechanicy zajmujący się naprawą układów mechanicznych, elektronicy odpowiadający za naprawy instalacji i układów elektronicznych. Kompetencje każdej z wymienionych osób będą przydatne przy obsłudze pojazdów elektrycznych oraz hybrydowych. Wielu pracowników obsługi stanie przed dylematem, związanym z określeniem zakresu uprawnień, jakie powinien posiadać dany pracownik. Ustawodawstwo wielu krajów jak i producenci pojazdów określają precyzyjnie poprzez rozporządzenia, kto i do wykonywania jakich czynności powinien posiadać stosowne uprawnienia.

 

Zgodnie z wspomnianymi zaleceniami, można wyszczególnić cztery poziomy kwalifikacji: 

 

• osoba nieprzeszkolona, 
• osoba przeszkolona (EiP³, FuP), 
• osoba wykwalifikowana do pracy przy instalacji wysokiego napięcia w stanie bez napięciowym (często nazywana technikiem wysokiego napięcia -HVT⁴, FHV), 
• osoba wykwalifikowana do pracy przy instalacji wysokiego napięcia, w stanie pod napięciem (często nazywana ekspertem wysokiego napięcia -HVE⁵). 

 

Osobą nieprzeszkoloną, z punktu widzenia warsztatu jest każda osoba nie zatrudniona w tym warsztacie, zaczynając od kierowcy, który przyjechał pojazdem, do dostawcy niezbędnych do naprawy części. Wynika to z faktu, iż nie można określić jaką wiedzę na temat zagrożeń elektrycznych, czy działania układu wysokiego napięcia posiadają te osoby. Osoby nieprzeszkolone powinny mieć uniemożliwiony dostęp do pojazdu, znajdującego się na terenie warsztatu oraz do strefy prac elektrycznych. Osoba przeszkolona to kwalifikacja, która obejmuje pracowników bez uprawnień elektrycznych (danych dla danego kraju), jednak przyuczonych, świadomych zagrożeń występujących w pojeździe, dostępnych środków ochronny indywidualnej, oznaczeń komponentów układu wysokiego napięcia oraz znających procedury i zasady udzielania pierwszej pomocy. Przeszkolenie tego typu może zostać przeprowadzone przez osobę wykwalifikowaną do pracy, przy instalacji wysokiego napięcia, w stanie bez napięciowym. Osoba przeszkolona może wykonywać czynności naprawcze i obsługowe przy pojeździe nie związane z układem wysokiego napięcia, np. wymianę kół, naprawę układów nie związanych z wysokim napięciem (układ infotainment, komfortu, bezpieczeństwa), musi być świadoma zakresu czynności, które może wykonywać oraz gdzie się zgłosić w sytuacji, kiedy okaże się niezbędna ingerencja w układ wysokiego napięcia. Technik wysokiego napięcia powinien być osobą posiadającą odpowiednie uprawnienia, obowiązujące na terenie danego kraju oraz wiedzę z zakresu budowy układów wysokiego napięcia. Kwalifikacja ta pozwala na wyłączenie układu wysokiego napięcia w pojeździe (wywołać stan bez napięciowy, w dalszej części zostanie opisane jak należy to wykonać), demontaż i obsługę urządzeń wykorzystujących wysokie napięcie (po wcześniejszym wyłączeniu napięcia), wykonywanie pomiarów w strefie niebezpiecznej (np. pomiary rezystancji). Ograniczeniem w pracy technika jest brak możliwości wyłączenia wysokiego napięcia w pojeździe, np. podczas prac wewnątrz akumulatora wysokiego napięcia (wyłączenie wysokiego napięcia nie jest możliwe ze względów technicznych) lub gdy stan bez napięciowy nie może być ustalony w wyniku usterki pojazdu, bądź niewłaściwego procesu dezaktywacji. Osoba wykwalifikowana do pracy przy instalacji wysokiego napięcia, w stanie pod napięciem, może ingerować w układ wysokiego napięcia, gdzie np. nie było możliwe odłączenie wysokiego napięcia. Zapewnienie pracownikom odpowiednich kwalifikacji pozwala minimalizować ryzyko oraz zarządzać pracą w sposób efektywny, wykorzystując do obsługi pojazdu z układem wysokiego napięcia pracowników o zróżnicowanych specjalizacjach. 

 

^[1] BEV- battery electric vehicle

^[2] HEV- Hybrid Electric Vehicles

^[3] PHEV- Plug-in Hybrid Electric Vehicles

^[4] EiP- Electrically Instructed Persons

^[5] HVT- High Voltage Technicians

^[6] HVE- High Voltage Experts

Układ wysokiego napięcia składa się z odbiorników, wykorzystujących wysokie napięcie, tj.: silnika, sprężarki klimatyzacji, grzałki PTC oraz źródła wysokiego napięcia, czyli akumulatora wysokiego napięcia. Odbiorniki są zasilane wyłącznie, podczas zapotrzebowania na ich działanie w przeciwnym razie, zasilanie jest odłączone.  Oznacza to, że akumulator wysokiego napięcia, w momencie postoju pojazdu, z wyłączonym zapłonem (np. na parkingu), nie będzie zasilał odbiorników. Ma to na celu zapewnić bezpieczeństwo, a realizowane jest przez styczniki znajdujące się wewnątrz akumulatora. Otwierają się one w momencie wyłączenia zapłonu i uniemożliwiają przepływ energii z akumulatora do silnika, itd. Taka sama sytuacja ma miejsce np. podczas zdarzenia drogowego, kolizji bądź rejestracji błędu, związanego z układem wysokiego napięcia. Styki są rozwierane w celu zapewnienia bezpieczeństwa. Oprócz wyłączenia zapłonu, występuje dodatkowo szereg innych metod odłączenia wysokiego napięcia. W wybranych modelach pojazdów, niezbędne jest wyjęcie konkretnych bezpieczników lub przecięcie oznaczonych pętli przewodów (fot. 1,2). Są to metody przeznaczone do stosowania np. przez służby ratunkowe, w sytuacjach awaryjnych.

Fot. 1,2 Awaryjne wyłączniki wysokiego napięcia: pętla przewodów do przecięcia oraz bezpieczniki do zdemontowania.

Proces obsługi i naprawy pojazdu, zwłaszcza jeśli wymagana jest ingerencja w układ wysokiego napięcia, powinien być przeprowadzony przy wyłączonym napięciu. Nie wolno przeprowadzać żadnych prac naprawczych, diagnostycznych oraz demontażowych przy załączonym układzie wysokiego napięcia. Ze względu na fakt, iż do warsztatu mogą trafić pojazdy z różnymi usterkami, producenci opracowali metody serwisowego wyłączenia napięcia.  Metoda ta ma na celu umożliwić wyłączenie wysokiego napięcia w razie usterki stacyjki oraz w przypadku innych usterek. Przebieg wyłączenia HV  za pomocą metody serwisowej oraz szczegółowe omówienie, kiedy należy ją stosować zostanie przedstawione w kolejnym artykule z tej serii. 

Charakterystyczne zagrożenia, będące skutkiem zastosowania układu wysokiego napięcia można wyeliminować za pomocą odpowiednich środków ochronny, które są określane poprzez zalecenia i wytyczne producentów.  Najczęściej stosowanym, podstawowym środkiem ochronnym są rękawice, dedykowane do prac pod napięciem. Są one niezbędne podczas przeprowadzania procedury wyłączenia wysokiego napięcia. Po dezaktywacji HV można przystąpić do dalszych czynności już bez rękawic, chyba że prace te dotyczą akumulatora trakcyjnego. Naprawa i demontaż tego komponentu wymaga uposażenia w rękawice nawet po serwisowym wyłączeniu wysokiego napięcia. Aby rękawice nadawały się do pracy pod napięciem muszą być wykonane zgodnie z normą IEC 60903, która reguluje poziomy napięć, przed jakimi chroni rękawica wykonana w konkretnej klasie. Klasy są określone w skali od 00 do 4. W motoryzacji zastosowanie znajduje najczęściej klasa 0, chroniąca przed napięciem stałym o wartości 1500V i przemiennym o wartości 1000V. Charakterystyczny dla tego typu rękawic, jest nadrukowany symbol dwóch trójkątów co oznacza, iż są przeznaczone do pracy pod napięciem. Należy zwrócić uwagę, iż na rękawicach powinna znajdować się data produkcji ewentualnie, może być ona zapisana na dodatkowym dokumencie dołączonym do rękawic. Ważne, iż rękawice do pracy pod napięciem wymagają okresowego badania, np. co 6 miesięcy (przepisy mogą się różnic dla poszczególnych państw). 

 

^[1] HV- High Voltage wysokie napięcie

Fot. 3,4 Rękawice do pracy pod napięciem, oraz zbliżenie na oznaczenia które powinny znaleźć się na takich rękawicach.

Innymi zalecanymi środkami ochronny indywidualnej są przyłbice, do pracy pod napięciem, obuwie izolowane i kombinezony do pracy pod napięciem. Te elementy wyposażenia wykorzystywane są w szczególnych sytuacjach, np. kiedy do warsztatu trafi pojazd powypadkowy, po pożarze, z wyciekiem elektrolitu z akumulatora lub inną istotną usterką. Przyłbice, do pracy pod napięciem powinny zabezpieczać przed odpryskami metali z łuku elektrycznego oraz strugami kwasów (elektrolitu). Buty izolacyjne powinny spełniać wymagania normy EN 50321 (przepisy mogą się różnic dla poszczególnych państw), by chronić przed porażeniem prądem elektrycznym o wartości zgodnie z klasą obuwia. Klasy zabezpieczenia obuwia są identyczne jak dla rękawic elektroizolacyjnych, tj. od 00 do 4. Zalecane jest stosowanie obuwia klasy co najmniej 0, chroniącej przed napięciem stałym o wartości 1500V i przemiennym o wartości 1000V. Podobnie jak w przypadku rękawic izolujących, dla obuwia do prac pod napięciem, charakterystyczne jest oznaczenie za pomocą dwóch trójkątów. Buty podlegają również cyklicznym badaniom okresowym, najczęściej co 6 miesięcy. Ważnym elementem środków ochrony indywidualnej są narzędzia izolowane. Tego typu narzędzia powinny spełniać wymogi normy IEC 609000, która przewiduje badanie narzędzi pod napięciem probierczym 10 kV. Narzędzia nie podlegają cyklicznym kontrolom okresowym. Stosowanie narzędzi izolowanych ma na celu ograniczyć możliwość spowodowania zwarcia między układem HV, a nadwoziem. Zasady dotyczące stosowania narzędzi są bardzo podobne jak w przypadku rękawic. Są one wykorzystywane podczas serwisowego wyłączenia napięcia oraz w trakcie prac przy akumulatorze trakcyjnym, nawet po wyłączeniu wysokiego napięcia. Zawsze przed przystąpieniem do pracy należy zweryfikować stan środków ochrony indywidualnej. Uszkodzenia mechaniczne, przecięcia powłoki ochronnej, czy przekroczenie daty badania okresowego dyskwalifikują środek pod kątem użyteczności.  Do pracy z samochodem wyposażonym w układ wysokiego napięcia należy również odpowiednio przygotować stanowisko pracy. Obszar, gdzie wykonywana jest obsługa pojazdów z układem wysokiego napięcia, powinien być zabezpieczony, niedostępny dla osób nieprzeszkolonych. W tym celu należy wyznaczyć tzw. strefę prac elektrycznych. W warsztacie można oznaczyć wybrane stanowisko za pomocą kontrastującej taśmy, przyklejając ją na podłodze lub za pomocą słupków, połączonych łańcuchami, dzięki temu zostanie wyznaczona strefa prac elektrycznych. Przed wyznaczonym stanowiskiem należy ustawić tabliczkę informującą, iż jest to strefa prac elektrycznych i osoby nieupoważnione obowiązuje zakaz wstępu. W sytuacji, kiedy stanowiska są oddzielnymi pomieszczeniami, dopuszczalne jest umiejscowienie tabliczki informującej o strefie prac na drzwiach wejściowych do danego stanowiska, wówczas nie ma konieczności oznaczania strefy za pomocą taśmy lub łańcucha. Oprócz strefy pracy, należy oznaczyć również pojazd poddany obsłudze. W widocznym miejscu na pojeździe należy umieścić tabliczkę informującą o niebezpiecznym napięciu elektrycznym w kształcie pioruna - zgodnie z normą DIN 4844-2 (przepisy mogą się różnic dla poszczególnych państw). Pożądaną praktyką jest również stosowanie innych oznaczeń, np. informacji o wyłączeniu układu wysokiego napięcia lub zakazu ładowania akumulatora wysokiego napięcia. 

Fot. 5-7 Oznaczenia umieszczane na pojeździe, od lewej: symbol znaczący, iż wysokie napięcie jest wyłączone, tabliczkę informującą o niebezpiecznym napięciu elektrycznym, zakaz ładowania akumulatora trakcyjnego

Dostosowanie standardów pod obsługę i serwisowanie samochodów wyposażonych w instalację wysokonapięciową, tj. hybrydowych i elektrycznych, na pierwszy rzut oka może wydawać się pracochłonne i kosztowne. Nic bardziej mylnego. Zastosowanie podstawowych procedur i zasad, przedstawionych w artykule oraz wyrobienie pewnych nawyków pozwoli pewnie i bezpiecznie serwisować pojazdy z układem wysokiego napięcia.