Diagnostyka

ponad rok temu  22.03.2019, ~ Administrator - ,   Czas czytania 13 minut

Badania techniczne pojazdów o napędzie hybrydowym i elektrycznym

Oznakowanie zewnętrzne autobusu z napędem elektrycznym Urbino 12 electric (źródło: Solaris)

Intensywny rozwój pojazdów o napędzie alternatywnym wynika z rosnących wymagań ekologicznych, w tym dążenia do redukcji zużycia paliwa, emisji szkodliwych składników spalin i hałasu. Obecnie seryjnie produkowane są pojazdy o napędzie hybrydowym (spalinowo-elektrycznym), wyłącznie elektrycznym i zasilane ogniwami paliwowymi. W przypadku badania technicznego takich pojazdów w SKP należy rozszerzyć jego zakres o elementy niewystępujące w pojazdach z konwencjonalnym napędem.

1. Pojazdy o napędzie hybrydowym
Hybrydowy układ napędowy składa się z silników spalinowego i elektrycznego. Elektroniczne sterowanie umożliwia różne tryby działania układu napędowego. Bateria akumulatorów jest doładowywana w ruchu podczas hamowania pojazdu lub stacjonarnie z zewnętrznej sieci elektrycznej. Sterowany elektronicznie falownik (inwerter) służy do przekształcania stałego napięcia akumulatorów na trójfazowe napięcie przemienne. W porównaniu do konwencjonalnego układu napędowego zużycie paliwa i emisja CO2 przez pojazd o pełnym napędzie hybrydowym są o 25-30% mniejsze [1].
Hybrydowe układy napędowe pojazdów pod względem konstrukcji dzieli się na trzy zasadnicze rodzaje:

  • szeregowe – silnik spalinowy jest wyłącznie źródłem napędu prądnicy (generatora prądu), która zasila silnik elektryczny napędzający koła pojazdu;
  • równoległe – silniki spalinowy i elektryczny mogą napędzać koła pojazdu; głównym źródłem napędu jest jednostka spalinowa, silnik elektryczny wspomaga ją w określonych warunkach jazdy;
  • mieszane (rys. 1) – połączenie układów szeregowego i równoległego w celu maksymalnego wykorzystania zalet obu.

Pod względem funkcjonalnym można wyróżnić cztery rodzaje hybrydowych układów napędowych: 

  • mikrohybrydy – najprostsza forma napędu hybrydowego w postaci systemu start-stop; dzięki użyciu rozrusznikoalternatora następuje samoczynne wyłączanie, a następnie uruchamianie silnika spalinowego podczas postoju, co obniża zużycie paliwa i emisję spalin (np. BMW 1, Citröen C2 i C3);
  • niepełne hybrydy (mild-hybrid) – wyposażone w mały silnik elektryczny na ogół zintegrowany z kołem zamachowym i wspomagający silnik spalinowy (np. podczas przyspieszania) oraz pełniący funkcję systemu start-stop (np. Honda Civic, Peugeot 308);
  • pełne hybrydy (full-hybrid) – samochody w pełni hybrydowe (najbardziej ekologiczne); umożliwiają jazdę w trybie wyłacznie elektrycznym, co wymaga silnika elektrycznego dużej mocy (np. Chevrolet Volt, Toyota Auris Hybrid);
  • plug-in hybrid – pojazdy z pełnym napędem hybrydowym rozbudowanym o możliwość ładowania akumulatorów z zewnętrznej sieci elektrycznej (np. Toyota Prius Plug-in).

W hybrydowym układzie napędowym pojazdu z reguły występują takie elementy jak: silnik elektryczny, prądnica (generator prądu), falownik (inwerter) i bateria akumulatorów z własnymi układami chłodzenia oraz przewody elektryczne wysokiego napięcia. 

2. Pojazdy o napędzie elektrycznym
W celu poprawy efektywności wykorzystania nośników energii konieczne staje się odchodzenie od tradycyjnej techniki napędu pojazdów za pomocą silników spalinowych. Aktualnie najlepszą alternatywą jest zastosowanie samochodów o napędzie wyłącznie elektrycznym. Prąd niezbędny do zasilania silnika elektrycznego napędzającego pojazd uzyskuje się najczęściej z baterii akumulatorów lub ogniw paliwowych.
Głównymi zespołami wyłącznie elektrycznego układu przeniesienia napędu są silnik elektryczny i bateria akumulatorów (rys. 2). Pozostałe to: prostownik (przekształca prąd zmienny na stały), falownik (zamienia prąd stały na przemienny i odwrotnie oraz nadzoruje przepływ prądu do i z akumulatorów), konwerter (reguluje wartość napięcia stałego), transformator rezonansowy (reguluje wartość napięcia przemiennego) oraz przewody wysokiego napięcia.
Źródłem napędu w pojazdach elektrycznych jest na ogół silnik synchroniczny prądu przemiennego sterowany elektronicznie i zasilany z baterii akumulatorów. Jest on lekki, wyróżnia się dużą sprawnością i niezawodnością oraz niewielkimi wymiarami. Istotną zaletą każdego silnika elektrycznego jest wytwarzanie maksymalnego momentu obrotowego już przy minimalnej prędkości obrotowej i utrzymywanie go na stałym poziomie w zakresie wyższych prędkości obrotowych. Napęd elektryczny nie wymaga rozrusznika, sprzęgła ani skrzyni biegów (wystarczy reduktor o stałym przełożeniu). Elektroniczny sterownik zapewnia płynne i bezstopniowe sterowanie prędkością jazdy i momentu obrotowego (przez regulację napięcia i prądu), co pozwala na uzyskanie dużych przyspieszeń i unikanie szarpnięć oraz odzyskiwanie energii podczas hamowania lub jazdy wybiegiem.
Głównym problemem w samochodach o napędzie wyłącznie elektrycznym jest zasięg oraz szybkość i wygoda doładowywania akumulatorów. Spośród różnych rodzajów akumulatorów elektrochemicznych obecnie najczęściej stosuje się litowo-jonowe, które osiągają trwałość do 10 lat. Mogą pracować w temperaturze otoczenia (niekiedy konieczne jest ich chłodzenie), mają budowę płaską lub walcową, łączy się je po kilka w moduły. Kompletna bateria zasilająca (składająca się z kilkudziesięciu takich modułów) ma dużą masę (250-400 kg). Pełne okresowe ładowanie baterii za pomocą zasilacza z zewnętrznej sieci elektrycznej trwa kilka godzin, a ładowanie szybkie dużym prądem (w specjalnej stacji) około 1 h. Zarówno całkowite rozładowanie, jak i szybkie ładowanie dużym prądem skracają trwałość baterii. Proces ich ładowania i współpraca z silnikiem są nadzorowane elektronicznie. Silnik w trybie pracy prądnicowej doładowuje akumulatory (wykorzystując energię odzyskiwaną podczas hamowania). 
Do zasilania silnika energią elektryczną stosuje się również trwałe i wydajne kondensatory dużej pojemności (tzw. superkondensatory), ładowane w bardzo krótkim czasie. Mogą one pracować samodzielnie lub razem z baterią elektrochemiczną. 
Istotnym problemem w przypadku pojazdów o napędzie elektrycznym jest zasilanie pozostałych odbiorników prądu (oświetlenia, instalacji ogrzewania, klimatyzacji itp.) oraz urządzeń wspomagających pracę układów hamulcowego i kierowniczego. Funkcjonowanie różnych urządzeń nadzoruje elektroniczny sterownik, analizując także konieczność ich jednoczesnego działania. W wyniku zastosowania wielu zabiegów optymalizacyjnych możliwe jest zamknięcie bilansu energii. Osobny problem stanowi brak rozbudowanej infrastruktury umożliwiającej doładowywanie baterii. Stosuje się różne rozwiązania, jak: sieć ogólnodostępnych terminali elektrycznych, ładowanie indukcyjne, pantografy, systemy wymiany baterii. Zasięg pojazdu elektrycznego wynosi obecnie 200-350 km, co ogranicza jego zastosowanie do ruchu miejskiego. Barierą rynkową jest także wysoka cena zakupu i nawyki kierowców. Do wyeliminowania tych przeszkód przyczyniają się działania władz administracyjnych (ulgi podatkowe, zwolnienie z opłat parkingowych itp.) i producentów pojazdów. 
Główną zaletą pojazdu o napędzie elektrycznym jest zerowa emisja spalin. Jest on maksymalnie przyjazny środowisku, co ma duże znaczenie zwłaszcza w miastach. Jednak wytworzenie prądu elektrycznego, koniecznego do ładowania baterii, jest często związane ze spalaniem nieodnawialnych paliw (węgiel, ropa naftowa) w elektrowniach, co także powoduje wzrost skażenia atmosfery ziemskiej. 
Wady tej nie mają samochody o napędzie elektrycznym zasilane ogniwami paliwowymi. W ogniwie paliwowym realizowany jest proces odwrotny do elektrolizy. Następuje zamiana energii chemicznej paliwa na elektryczną, bez przemian termicznych. Ogniwo paliwowe wytwarza prąd elektryczny w wyniku elektrochemicznej reakcji łączenia wodoru z tlenem w obecności katalizatora. Niezbędny do tego procesu wodór pobierany jest ze zbiorników umieszczonych w pojeździe, a tlen pochodzi z powietrza. Produktem przemian jest wyłącznie woda, co oznacza brak emisji szkodliwych składników spalin (znikoma szkodliwość takiego rozwiązania dla środowiska). Do zasilania silnika elektrycznego służy wytworzony prąd, po odpowiednim przekształceniu jego napięcia w przetwornicy. Przykładowo na rys. 3 przedstawiono budowę napędu elektrycznego z wodorowymi ogniwami paliwowymi w samochodzie osobowym Toyota Mirai. Podstawowymi elementami tego napędu są:

  • wysokociśnieniowe zbiorniki ze sprężonym wodorem (wykonane z 3 warstw materiałów kompozytowych),
  • zestaw ogniw paliwowych z wewnętrznym systemem nawilżania membrany,
  • przetwornica napięcia (podwyższa napięcie uzyskane z ogniw paliwowych),
  • silnik elektryczny umożliwiający odzyskiwanie energii podczas hamowania,
  • sterownik mocy, który steruje zasilaniem silnika elektrycznego z ogniwa paliwowego i akumulatora (12 V) oraz ładowaniem akumulatora energią odzyskiwaną podczas hamowania,
  • akumulator NiMH – wspomaga ogniwa paliwowe podczas przyspieszania i gromadzi energię odzyskiwaną podczas hamowania,
  • przewody elektryczne wysokiego napięcia.

Współczesne technologie pozwalają na wytworzenie pojazdu elektrycznego zasilanego ogniwem paliwowym, który jest konkurencyjny wobec pojazdów z silnikiem spalinowym pod względem trwałości, osiągów, zasięgu (powyżej 500 km na jednym tankowaniu) i wygody eksploatacji (czas napełniania zbiornika wodoru 3 minuty). Przykładem seryjnie produkowanych pojazdów elektrycznych z wodorowymi ogniwami paliwowymi są Toyota Mirai i Huyndai ix35 Fuel Cell. Ogniwa paliwowe upraszczają konstrukcję samochodu z racji niewielkich wymiarów układu napędowego i braku konwencjonalnego układu chłodzenia. Umożliwia to realizację koncepcji konstrukcyjnego oddzielenia wymiennego nadwozia od płaskiego podwozia, stanowiącego uniwersalny i odrębny zespół jezdny.
Ograniczeniem w stosowaniu tego rozwiązania jest wysoki koszt produkcji ogniw paliwowych, a także wytwarzania, transportowania i magazynowania wodoru. Konieczna jest także budowa odpowiedniej infrastruktury (stacji paliw) umożliwiającej tankowanie wodoru. 

3. Badanie techniczne pojazdów hybrydowych i elektrycznych
Przepisy unijne dotyczące systemu badań technicznych pojazdów nakazują kontrolę nowoczesnych układów elektronicznych, co odnosi się również do wyposażenia stosowanego w układach napędowych samochodów hybrydowych i elektrycznych. W takich pojazdach wykorzytuje się zespoły i elementy zasilane wysokim napięciem. Dlatego podczas przeprowadzania badania technicznego należy zwrócić uwagę na prawidłowość oznakowania elementów i wszystkie czynniki związane z bezpieczeństwem podczas jazdy takim pojazdem. Obowiązkowo powinno się sprawdzić poprawność działania systemów samodiagnozujących i stan przewodów elektrycznych. Konieczne do wykonania czynności kontrolne mogą się różnić w zależności od zastosowanego rozwiązania konstrukcyjnego napędu hybrydowego lub elektrycznego. Należy uwzględnić wymagania homologacyjne, informacje podawane przez wytwórcę pojazdu oraz wiedzę i doświadczenie zawodowe diagnosty.
Badanie techniczne samochodu o napędzie hybrydowym lub elektrycznym obejmuje wykonanie następujących czynności [2]:

  • identyfikacja pojazdu,
  • ocena ogólnego stanu napędu hybrydowego (elektrycznego),
  • weryfikacja stanu połączeń elektrycznych,
  • ocena stanu zespołów,
  • kontrola działania systemu podczas jazdy.


Tabela 1. Oznakowanie pojazdów napędzanych energią elektryczną lub wodorem

Identyfikacja pojazdu
Identyfikacja dotyczy sprawdzenia oznakowania samochodu i informacji o występujących zagrożeniach. Powinno się zidentyfikować badany pojazd pod względem marki i modelu oraz ustalić, czy występuje hybrydowy, czy elektryczny układ napędowy. Do identyfikacji należy wykorzystać: 

  • oznakowanie zewnętrzne w postaci napisów i emblematów umieszczonych z tyłu (rys. 4), boku (rys. 5) lub przodu samochodu, na przykład: hybrid (pojazd hybrydowy), electric, electric drive, zero emission (pojazd elektryczny), fuel cell, hydrogen (pojazd elektryczny zasilany ogniwami paliwowymi),
  • obecność zespołu baterii lub ogniw paliwowych w pojeździe (w komorze bagażnika, pod siedzeniem tylnym, na dachu autobusu itd.),
  • obecność przewodów wysokiego napięcia barwy pomarańczowej (między innymi w przedziale silnikowym),
  • informacje o instalacji wysokiego napięcia (umieszczone na obudowach zespołów),
  • występowanie innych elementów charakterystycznych dla samochodu hybrydowego lub elektrycznego (silnik elektryczny, falownik itd.).

Nowa ustawa o elektromobilności i paliwach alternatywnych zobowiązuje  producenta pojazdu samochodowego (albo jego przedstawiciela handlowego) do umieszczenia informacji o rodzaju paliwa alternatywnego wykorzystywanego do napędu pojazdu w instrukcji obsługi tego pojazdu oraz na korkach wlewu paliwa lub gniazdach pojazdowych albo w ich pobliżu (od 23.05.2018 r.). 
Natomiast rozporządzenie w sprawie rejestracji i oznaczania pojazdów oraz wymagań dla tablic rejestracyjnych określa sposób oznakowania pojazdów nalepkami wydanymi przez wójta, burmistrza lub prezydenta miasta (tabela 1). Od dnia 1 lipca 2018 r. nalepkę dla oznaczenia pojazdu elektrycznego (EE) lub napędzanego wodorem (H) umieszcza się wewnątrz pojazdu w prawym dolnym rogu przedniej szyby obok nalepki kontrolnej. Dla pojazdu nieposiadającego szyby przedniej nalepkę umieszcza się z przodu pojazdu na nadwoziu po jego prawej stronie. Podczas badania technicznego należy sprawdzić, czy pojazdy o zasilaniu alternatywnym są odpowiednio oznakowane.
Kontrola informacji o zagrożeniach polega na sprawdzeniu oznakowania na tych elementach, które są zasilane wysokim napięciem (rys. 6). Wymaga się, aby były one oznaczone trójkątem z symbolem czarnej błyskawicy na żółtym tle. Oprócz tego na tych elementach umieszcza się informację słowną, np. high voltage (wysokie napięcie). Brak oznakowania zewnętrznego pojazdu i brak informacji o zagrożeniach na elementach wysokonapięciowych można uznać za usterkę drobną.

Ocena ogólnego stanu napędu hybrydowego (elektrycznego)
Powinno się sprawdzić działanie lampki kontrolnej MIL systemu diagnostyki pokładowej i wykonać diagnozowanie za pomocą złącza diagnostycznego DLC (po podłączeniu czytnika informacji diagnostycznej). Nieprawidłowości w działaniu napędu hybrydowego lub elektrycznego spowodują świecenie się lampki kontrolnej MIL, zgodnie ze standardem OBDII/EOBD. W przypadku zarejestrowania poważnej usterki zainstalowany w sterowniku system OBD powinien uniemożliwić poruszanie się pojazdem. Usterkę aktywną, która nie spowodowała wyłączenia silnika elektrycznego, należy uznać za istotną. Pojazd z hybrydowym układem napędowym może kontynuować jazdę bez aktywnego trybu elektrycznego, lecz obowiązują wówczas dodatkowe środki ostrożności. Jeżeli lampka kontrolna MIL sygnalizuje awarię układu napędowego, to w stacji kontroli pojazdów nie można ustalić jej przyczyny.

Weryfikacja stanu połączeń elektrycznych
Należy przede wszystkim sprawdzić stan przewodów wysokiego napięcia, wtyczek elektrycznych i wyłącznika awaryjnego. Organoleptycznie ocenia się stan izolacji przewodów elektrycznych i pewność ich mocowania. Przewody wysokiego napięcia izolowane są dwuwarstwowo w celu maksymalnej ochrony przed przebiciem do masy pojazdu. Uszkodzenie takiego przewodu w pierwszej kolejności spowoduje przebicie między podwójną warstwą izolującą i w konsekwencji natychmiastowe odcięcie zasilania (ochrona nadwozia i innych elementów przed skutkami działania wysokiego napięcia). Przewody wysokiego napięcia powinny być barwy pomarańczowej (patrz rys. 6) i muszą mieć szczelną izolację. Następnie należy sprawdzić stan wtyczek i zabezpieczenia na nich. W przypadku stwierdzenia uszkodzenia osłon przewodów elektrycznych, elementów maskujących i wtyczek wynik badania technicznego powinien być negatywny. Istotne znaczenie ma kontrola połączeń przewodów z zespołem baterii i silnikiem elektrycznym. Drobne uszkodzenia izolacji powinno się uznać za istotną usterkę. Natomiast duże uszkodzenia i deformacje należy kwalifikować jako usterkę stwarzającą zagrożenie.
Wyłącznik awaryjny baterii stosuje się, aby ograniczyć przepływ prądu o wysokim napięciu podczas obsługiwania i naprawy samochodu, a także akcji ratowniczej po wypadku drogowym. Jeżeli dostęp do wyłącznika awaryjnego jest utrudniony lub niemożliwy, usterka powinna być uznana za istotną.

Ocena stanu zespołów
W przypadku napędu hybrydowego na ogół dotyczy silnika elektrycznego, zespołu baterii i falownika wraz z systemami ich chłodzenia. Natomiast napęd elektryczny wymaga także kontroli innych zespołów (prostownika, konwertera, transformatora rezonansowego itd.).
Należy sprawdzić, czy zespoły związane z napędem nie mają widocznych uszkodzeń i śladów korozji. Ważna jest kontrola pewności zamocowania głównych zespołów, np. modułu baterii akumulatorów (rys. 7) i elementów usytuowanych w pobliżu przewodów wysokonapięciowych (jeżeli jest do nich dostęp). Luzy występujące w miejscach połączeń mogą spowodować późniejsze uszkodzenie tych zespołów. W zależności od wyniku ewentualną usterkę należy uznać za drobną lub istotną. 
Zespoły napędu hybrydowego i elektrycznego nagrzewają się podczas pracy (z powodu występowania dużych obciążeń i wysokich napięć). Temperatura wpływa na trwałość i sprawność zespołu baterii oraz możliwość magazynowania energii elektrycznej. Wysoka temperatura powoduje wzrost mocy i zdolności elektrycznych baterii oraz spadek ich trwałości, co skutkuje zmniejszeniem zasięgu pojazdu i powoduje dodatkowe koszty związane z ich wcześniejszą wymianą. Regulacja temperatury baterii odbywa się przez nadmuch powietrza lub cyrkulację cieczy chłodzącej. Jeżeli występują wysokie temperatury otoczenia, odpowiedni układ chłodzi baterie, natomiast w niskich temperaturach dogrzewa je, aby zapewnić właściwe warunki ich pracy.
W przypadku powietrznego układu chłodzenia baterii sprawdza się drożność kanałów. Kanały nie mogą być stale zasłonięte lub zdemontowane, bo może to spowodować brak chłodzenia baterii, ich przegrzanie, a jeżeli nie zadziałają zabezpieczenia – nawet eksplozję. Cyrkulację powietrza weryfikuje się podczas pracy w trybie hybrydowym (elektrycznym), zbliżając kartkę papieru do kratki wlotowej. O sprawności układu chłodzenia świadczy przyciąganie kartki do kratki wlotowej.
Organoleptyczna ocena układu chłodzenia falownika obejmuje sprawdzenie ewentualnych wycieków i poziomu płynu chłodzącego w zbiorniczku (rys. 8). Układ chłodzenia falownika ma własny obieg cieczy chłodzącej, niezależny od obiegu chłodzenia silnika spalinowego. W niektórych rozwiązaniach chłodnica jest wspólna dla obu układów, wtedy dolna część jest połączona z falownikiem, a górna z silnikiem spalinowym.
Niedrożny układ chłodzenia baterii, za niski poziom płynu chłodzącego, a także wycieki z układu chłodzenia falownika należy zakwalifikować jako usterki istotne.
W samochodach o napędzie elektrycznym zasilanych ogniwami paliwowymi powinno się wizualnie sprawdzić zespół ogniw paliwowych (stan zewnętrzny, poprawność mocowania itd.) i zbiorniki wodoru. Zbiorniki zamontowane w instalacjach zasilania samochodów, napełniane gazem LPG, CNG, LNG i wodorem, podlegają dozorowi technicznemu. Z tego powodu podczas badania technicznego pojazdu należy żądać okazania protokołu właściwego organu dozoru technicznego poświadczającego sprawność zbiorników wodoru. 

Kontrola działania napędu podczas jazdy
Działanie napędów hybrydowego i elektrycznego należy obserwować podczas jazdy próbnej na wyświetlaczach umieszczonych na tablicy wskaźników (ekranie komputera pokładowego). Informacje o aktualnym stanie pracy napędu hybrydowego (elektrycznego) są podczas jazdy pokazywane na bieżąco za pomocą lampek kontrolnych i na wyświetlaczach (rys. 9). Wykorzystując dostępne informacje o przepływie energii pomiędzy silnikiem spalinowym, silnikiem elektrycznym, bateriami, a kołami napędowymi pojazdu, można ocenić poprawność działania układu napędowego (rys. 10). Dostarcza to informacji m.in. o działaniu systemu odzyskiwania energii podczas hamowania, a dla pojazdu hybrydowego również o poprawnym współdziałaniu napędu elektrycznego z silnikiem spalinowym. 

4. Zasady bezpieczeństwa podczas badania technicznego
W samochodach o napędzie hybrydowym i elektrycznym (inaczej niż w pojazdach konwencjonalnych z instalacją o napięciu 12/24 V) mogą wystąpić napięcia dochodzące do 1000 V (1 kV). Należy pamiętać, że napięcia wyższe od 60 V dla prądu stałego i od 25 V dla prądu zmiennego są groźne dla życia i zaliczane do napięć wysokich (WN). Stosowanie do napędu pojazdów zespołów (elementów) wysokonapięciowych wymaga:

  • zapewnienia bezpieczeństwa osobom wykonującym czynności diagnostyczne (obsługowe, naprawcze),
  • zabezpieczenia zespołów i elementów pojazdu przed uszkodzeniem,
  • niedopuszczenia do błędnego wykonywania czynności podczas badania technicznego (obsługiwania, naprawy) pojazdu.

Podczas badania technicznego pojazdów hybrydowych i elektrycznych konieczna jest ogólna wiedza o rozwiązaniach konstrukcyjnych stosowanych w tych pojazdach oraz przeszkolenie pracowników w zakresie bezpiecznego postępowania z takimi napędami. Stację kontroli pojazdów należy dodatkowo wyposażyć w sprzęt zabezpieczający diagnostów przed porażeniem prądem (rękawice elektroizolacyjne i zestaw narzędzi izolowanych). Istotnym elementem zapobiegającym zagrożeniom na stanowisku pracy są wiedza i świadomość ryzyka. Dlatego należy przeprowadzić szkolenie pracowników SKP z zakresu nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych stosowanych w pojazdach o napędzie hybrydowym i elektrycznym. Muszą oni posiadać uprawnienia z zakresu eksploatacji urządzeń o napięciu do 1 kV. Aby uzyskać uprawnienia, należy ukończyć specjalistyczny kurs i zdać egzamin weryfikujący wiedzę. Co 5 lat uprawnienia trzeba odnawiać.
Dodatkowe wyposażenie chroniące pracowników przed porażeniem powinno zawierać co najmniej rękawice elektroizolacyjne (lateksowe). W celu ich ochrony przed uszkodzeniem podczas pracy stosuje się dodatkową parę rękawic skórzanych nakładanych na wierzch. Podczas wykonywania czynności diagnostycznych bez odłączania wysokiego napięcia od pojazdu powinno się używać narzędzi izolowanych. Jest to związane z rodzajem wykonywanych czynności i zalecane podczas ingerencji w systemy hybrydowe (elektryczne).
Do pomiarów w wysokonapięciowych instalacjach pojazdów hybrydowych i elektrycznych nie powinno się używać zwykłych multimetrów. Należy stosować izolowane testery, np. HV Safety 1000 firmy AVL DiTest (rys. 11). Za pomocą złącza USB można podłączyć moduł testera do komputera zewnętrznego. Moduł testujący nie ma przełączników i pokręteł (zapobiega to błędom obsługi), a przewody są do niego mocowane na stałe (nie ma możliwości zmiany biegunowości). Przeprowadzenie pomiarów umożliwia oprogramowanie, które należy zainstalować na komputerze PC lub laptopie. Oprogramowanie prowadzi diagnostę krok po kroku przez procedurę kontrolną. Tester firmy AVL między innymi umożliwia:

  • automatyczne autotestowanie przed każdym pomiarem,
  • pomiar parametrów elektrycznych układów wysokonapięciowych,
  • pomiar rezystancji izolacji w układach bez napięcia,
  • kontrolę rezystancji i stanu elementów pod napięciem,
  • automatyczne przerwanie pomiaru (w przypadku zagrożenia). 

Moduł testujący jest zasilany przez port USB i został zaprojektowany tak, aby można go było obsługiwać w rękawicach ochronnych. Stosowanie testera pozwala wyeliminować ryzyko porażenia prądem i przypadkowego uszkodzenia pojazdu.

dr inż. Kazimierz Sitek

Literatura
1. Jackowski J., Łęgiewicz J., Wieczorek M.: Pojazdy samochodowe. Samochody osobowe i pochodne. WKŁ, Warszawa 2011.
2. Kupiec J., Kupiec A.: Badanie hybryd w SKP. „Serwis Motoryzacyjny” 9/2013.
3. Materiały informacyjne firm produkujących pojazdy hybrydowe i elektryczne.

B1 - prenumerata NW podstrony

GALERIA ZDJĘĆ

Rys. 1. Mieszany (szeregowo-równoległy) napęd hybrydowy (Allison) autobusu miejskiego Urbino 18 Hybrid (źródło: Solaris): 1 – układ chłodzenia baterii, 2 – baterie NiMH (ładowane energią odzyskiwaną podczas hamowania), 3 – podwójny moduł przetwornicy, 4 – centralna jednostka sterująca, 5 – napęd hybrydowy (dwa silniki elektryczne, trzy przekładnie planetarne i dwa sprzęgła), 6 – silnik spalinowy
Rys. 2. Rozmieszczenie zespołów elektrycznego układu napędowego na platformie MEB zaprojektowanej dla pojazdów elektrycznych (źródło: Volkswagen)
Rys. 3. Napęd elektryczny zasilany ogniwami paliwowymi samochodu Toyota Mirai (źródło: Toyota): 1 – sterownik mocy, 2 – ogniwa paliwowe, 3 – zbiorniki wodoru, 4 – silnik elektryczny, 5 – przetwornica napięcia, 6 – akumulator NiMH
Rys. 4. Przykład oznakowania zewnętrznego samochodu z napędem hybrydowym RAV4 Hybrid (źródło: Toyota)
Rys. 5. Oznakowanie zewnętrzne autobusu z napędem elektrycznym Urbino 12 electric (źródło: Solaris)
Rys. 6. Widok komory silnikowej pojazdu z napędem hybrydowym (źródło: Toyota): 1 – oznakowanie napędu hybrydowego, 2 – przewody wysokiego napięcia koloru pomarańczowego, 3 – oznaczenie umieszczone na obudowie falownika informujące o wysokim napięciu (symbol czarnej błyskawicy na żółtym tle i napis „high voltage”)
Rys. 7. Umiejscowienie zespołu baterii w komorze bagażnika samochodu Toyota Prius (źródło: Bosch)
Rys. 8. Zespół falownika z układem chłodzenia (źródło: Toyota): 1 – falownik, 2 – zbiorniczek wyrównawczy płynu chłodzącego falownika
Rys. 9. Sposób prezentacji informacji o pracy napędu hybrydowego (źródło: Toyota): 1 – ładowanie baterii podczas hamowania, 2 – praca zrównoważona z przewagą działania silnika elektrycznego, 3– maksymalne wsparcie silnika elektrycznego
Rys. 10. Przykład informacji graficznej o współdziałaniu napędów (tzw. monitor energii) – źródło: Toyota
Rys. 11. Izolowany tester HV Safety 1000 do pomiarów w instalacjach wysokiego napięcia pojazdów hybrydowych i elektrycznych (źródło: AVL DiTest)

Komentarze (0)

dodaj komentarz
    Nie ma jeszcze komentarzy...
do góry strony