Newsletter Kfz-Abteilung (Ausgabe 1/2011) Lieber Werkstattprofi, Eupen, den 11. Juli 2011 Veranstaltungen Zweitägiger Lehrgang zum Thema Sicherheit bei Arbeiten an Elektround Hybridfahrzeugen mit integrierter theoretischer und praktischer Prüfung in Zusammenarbeit mit dem Kompetenzzentrum AutoForm in Lüttich. Lehrgangstermine: 29. + 30.11.11 und 05. + 06.12.11 Der erste Newsletter befasst sich mit einem Besuch der Autostromtage in Kiel, die Anfang Juli 2011 zum ersten Mal in Kiel stattfanden. Auch wenn hier die Deutsche Gesetzgebung zur Sprache kommt, trifft vieles auch so in Belgien zu. Über Anregungen und Reaktionen zum Newsletter würde ich mich freuen. Liebe Grüße Gino Decoster
Arbeiten an Hochvoltsysteme im Kraftfahrzeug Was kommt auf die Werkstattmitarbeiter zu? Nach dem Erfolg der Dieseltage in Kiel in 2008 und 2009 hatte sich der Initiator und Kfz-Innungsobermeister Hans Hansen in diesem Jahr die Autostromtage in Kiel ausgedacht, damit haben die Kfz-Innung Kiel und das Regionale Berufsbildungszentrum Technik (RBZ) auch in diesem Bereich die Nase vorn. Beteiligt waren auch das Institut für Qualitätsentwicklung an Schulen in Schleswig-Holstein (IQSH) und die Fachhochschule Kiel sowie andere Institutionen, die an zwei Veranstaltungstagen entsprechende Vorträge zusammengestellt hatten. Das vielseitige Programm beleuchtete die Geschichte der Elektromobilität 1) sowie die Gegenwart und Zukunft der Elektro- und Hybridfahrzeuge in der Kfz-Werkstatt. Dass auch E.ON sich mit Vorträgen und einem Fahrzeug präsentierte, lässt sich mit einer Zukunftsvision erklären. Aus den Elektroautos 2) lässt sich auch Strom zapfen, Speicher ist eben Speicher, wodurch sich in den intelligent gesteuerten Stromnetzen Verbrauch und Ladevorgang optimieren lassen. Darüber hinaus bot sich auch die Gelegenheit, unterschiedliche Elektrofahrzeuge selber zu fahren. Es standen hierzu unterschiedlichste Hochvolt-Fahrzeuge (Toyota Prius, Toyota Auris, Peugeot ion, ), Elektrofahrräder (Pedelecs) und Elektroroller (Segways) für eine Probefahrt zur Verfügung (Bild 1). Bild 1 Ziel der Bundesregierung ist es bis 2020 eine Million Elektroautos auf Deutschlands Straßen zu haben (5 Millionen bis 2030). 1) 2) Unter Elektromobilität versteht man die Nutzung von Elektroautos für den Personen- und Güterverkehr. Als Elektroauto bezeichnet man ein durch elektrische Energie angetriebenes Automobil.
Dem Autor ging es in erster Linie bei den Vorträgen darum zu erfahren, was auf die Werkstattmitarbeiter zukommt, wenn an Hochvoltanlagen im Kraftfahrzeug gearbeitet werden muss. Der elektrische Antrieb kann auf vielerlei Weise erfolgen: Batterieelektrisch, Hybrid oder Brennstoffzelle. Für die Zukunft der Kfz-Werkstätten ist es wichtig, sich zeitig mit diesen neuen Antriebstechnologien zu befassen, damit es auch in Zukunft selbstverständlich bleibt, dass Automobile ganz gleich, mit welchen Antrieb, in die Obhut der Kfz-Meisterbetriebe gehören! Denn auch andere Gewerke lauern darauf, die Wartung von Elektrofahrzeuge übernehmen zu können. Der zunehmende Einsatz von Spannungen oberhalb von 25 Volt Wechselspannung und 60 Volt Gleichspannung in den Fahrzeugen durch Elektro- und Hybridfahrzeugen führt bei Arbeiten an Fahrzeugen zu einer elektrischen Gefährdung durch Körperdurchströmung und Lichtbogen. Damit Fahrzeuge mit Elektroantrieb eine ausreichende Leistung haben, brauchen ihre E-Motoren noch viel höhere Spannungen von 200 bis 600 Volt Gleichspannung. Deshalb heißen Elektro- und Hybridfahrzeuge auch Hochvoltfahrzeuge. Dadurch ergibt sich für den Unternehmer die Verantwortung, seine Mitarbeiter so weiterzubilden, dass sie in der Lage sind, anfallende elektrotechnische Arbeiten zu beurteilen, mögliche Gefährdung zu erkennen und geeignete Schutzmaßnahmen abzuleiten. Der Unternehmer muss sicherstellen, dass nur solche Mitarbeiter mit Arbeiten an HV-Systemen betraut werden, die über die notwendigen Qualifikationen verfügen (Bild 2). Bild 2 Qualifizierungsstufen nach BGI 8686 für Arbeiten an Hochvoltsystemen in Kraftfahrzeugen. Hinweis: HV-eigensicheres Fahrzeug bedeutet, dass durch technische Maßnahmen am Fahrzeug für den Werkstattmitarbeiter ein vollständiger Berührungs- und Lichtbogenschutz gegenüber dem HV-System gewährleistet ist.
Der Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung Spitzenverband (DGUV) hat dazu für den Unternehmer eine Broschüre BGI / GUV-I 8686 mit Stand Juni 2010 herausgebracht. Diese Broschüre enthält für den Unternehmer Hinweise, wie auf Grundlage der Gefährdungsbeurteilung die elektrischen Gefährdungen beurteilt werden und der notwendige Qualifizierungsbedarf für Arbeiten bestimmt werden kann. Diese Broschüre steht im Internet unter http://www.dguv.de zum Download zur Verfügung. Um eine Berechtigung für Arbeiten an Hybrid- und anderen Hochvoltsystemen (Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge) in Kraftfahrzeuge zu erlangen, muss man einer Zusatzausbildung zum Fachkundigen für Arbeiten an HV-eigensicheren Systemen in Kfz- Servicewerkstätten bei den Fahrzeugherstellern, Berufsbildungszentren (TAK Seminare vom der Akademie des Deutschen Kraftfahrzeuggewerbes) oder andere Institutionen folgen. Nach bestandener Abschlussprüfung darf der Fachkundige für Arbeiten an HV-eigensicheren Fahrzeugen: Arbeiten an HV-Fahrzeugen eigenverantwortlich durchführen. (Hybrid-, Elektround Brennstoffzellenfahrzeuge). HV-System freischalten. Andere Mitarbeiter unterweisen, damit diese in der Lage und berechtigt sind, unterstützende Tätigkeiten an HV-Systemen unter ihrer Aufsicht durchzuführen. Beaufsichtigen von Kollegen, die in der Nähe von HV-Komponenten arbeiten. Keine Arbeiten an aktiven spannungsführenden Teilen ausführen (Bild 3). Bild 3 Zulässige Tätigkeiten: Fachkundiger für Arbeiten an HV- eigensicheren Systemen in Kfz- Servicewerkstätten, Unterwiesene.
Hinweis: Eine Schulung für die Instandsetzung defekter HV-Komponenten in Kfz-Betrieben ist bisher noch nicht vorgesehen! Hochvolt-Sicherheitsmaßnahmen bei Arbeiten am Fahrzeug Bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen sind bestimmte Vorsichtsmaßnahmen einzuhalten. Hierfür ist es erforderlich, festlegen zu können, wann es sich um ein Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug handelt. Üblicherweise sind Hybridfahrzeuge mit Hybrid -schriftzügen an den Flanken oder am Heck gekennzeichnet. Ist kein Schriftzug zu sehen (zum Beispiel bei einem Unfallfahrzeug), befindet sich oft ein Schriftzug Hybrid auf der Motorabdeckung (Bild 4). Ein nicht vorhandener Auspuff lässt darauf schließen, dass es sich um ein Elektrofahrzeug handelt. Bild 4 Die Fahrzeughersteller kennzeichnen ihre Elektro- und Hybridfahrzeugen mit entsprechenden Schriftzügen am Fahrzeug und unter der Motorhaube. Vorhandene orangefarbene Kabel oder HV-Warnhinweise im Motorraum oder unter dem Kofferraumboden zeigen zweifelsfrei, dass es sich um ein Elektrooder Hybridfahrzeug handelt (Bild 5). Bild 5 Orangefarbene Hochvoltleitungen und Warnhinweise auf Hochvoltkomponenten zur Sensibilisierung des Werkstattpersonals. Also besondere Vorsicht bei orangen Hochvoltleitungen!
Spezielle Schutzhandschuhe Spezielle Schutzhandschuhe (Elektriker-Handschuhe) sind bei Arbeiten an HV-Anlagen von Elektro- und Hybridfahrzeugen eine unumgängliche Sicherheitsausrüstung. Es sind unbedingt entsprechende Handschuhe für Arbeiten an unter Spannung stehenden Bauteilen einzusetzen. Sie sind am Symbol zweier übereinander stehender Dreiecke zu erkennen. Je nach maximal zulässiger Spannung gibt es verschiedene Schutzklassen. Für Arbeiten an Elektro- und Hybridfahrzeugen sind Handschuhe der Klasse 0 mit einer Gebrauchsspannung von 1000 Volt oder höher einzusetzen (Bild 6). Bild 6 Um das Fahrzeug spannungsfrei zu schalten, ist das Tragen von Elektriker- Handschuhen mit entsprechender Schutzklasse 0 bis 1000 Volt Pflicht. Vor und nach jedem Gebrauch sind die Handschuhe durch Aufblasen auf Dichtheit zu prüfen. Hierfür ist der Handschuh an dem offenen Ende zu falten und dieser dann zu rollen, um die Luft zu komprimieren und auf Dichtheit zu prüfen (Bild 7). Bild 7 Handschuhe vor jeder Benutzung auf Dichtheit prüfen. Hochvolttauglicher Spannungsprüfer Das Multimeter kommt in der Kfz-Werkstatt oft zum Einsatz. Es ermöglicht das Messen von Wechsel- und Gleichspannungen. Es ist jedoch nicht immer zum Messen von Spannungen über mehrere hundert Volt geeignet. Um die Spannung der meisten elektrisch angetriebenen Fahrzeuge sicher zu messen, ist es ratsam, ein Multimeter mit Messspitzen, die mindestens der Kat. III 1000 V entsprechen einzusetzen. Darüber hinaus ist es richtig
einzusetzen, um schwere Auswirkungen durch erzeugende Fehler zu vermeiden. Werden beispielsweise die Messleitungen am Multimeter nicht richtig angeschlossen (Verbindung mit den Anschlüssen zur Strommessung), kann ein Kurzschluss entstehen. Wird der Messbereich nicht richtig gewählt (DC oder AC), kann das Multimeter Null anzeigen, obschon das gemessene Bauteil unter Spannung steht. Man könnte irrtümlicherweise davon ausgehen, dass beim Berühren dieses Bauteils keine Gefahr besteht. Deshalb wird empfohlen, einen automatischen Spannungsprüfer einzusetzen. Dieses Gerät misst automatisch die Spannungsart (DC oder AC) und zeigt an, ob Spannung anliegt oder nicht. Bild 8 Für die Arbeit an Elektrofahrzeugen brauchen Kfz-Mechatroniker eine besondere Fachkenntnis und Spezialwerkzeuge. HV-Anlage spannungsfrei schalten HV-eigensicheres Fahrzeug bedeutet, dass es über eine automatische Unterbrechung des Hochvoltschaltkreises verfügt. Bei abgezogenem Zündschlüssel ist der HV-Stromkreis unterbrochen. Der Werkstattmitarbeiter, der die Arbeit ausführt (oder der Fachkundige für Arbeiten an HVeigensicheren Systemen), hat den Zündschlüssel in seiner Tasche zu tragen, um zu verhindern dass jemand anders, während die Arbeit ausgeführt wird, die Zündung einschaltet.
Vor jeder Arbeit am HV-System oder beim Austausch von einzelnen HV- Komponenten, muss zusätzlich die Anlage spannungsfrei geschaltet werden. Dazu wird die HV-Anlage über den Service-/Wartungsstecker bzw. schalter spannungsfrei geschaltet (Bild 9). Dadurch unterbricht man den Stromkreis innerhalb des Hochvoltakkus, sodass bei intaktem HV-Akku keine Spannung an den Kontakten der Batterie anliegen kann. Bei dieser Arbeit müssen immer spezielle Schutzhandschuhe getragen werden. Fachkundige sichern das HV-System gegen Wiedereinschalten, indem sie den Service- bzw. Wartungsstecker bei sich tragen oder die Kontakte durch einen abschließbaren Blindstecker verriegeln. Wartungsschalter sind durch eine Abdeckkappe oder eine integrierte Verriegelung gegen versehentliches Wiedereinschalten gesichert. Bild 9 Die wichtigste Aufgabe vor Arbeiten an Hybrid- und Elektrofahrzeugen ist es, diese spannungsfrei zu schalten. Die Steckverbindung unterbricht den Stromkreis innerhalb des Hochvoltakkus. Hinweis: Nachdem das Fahrzeug spannungsfrei geschaltet wurde, ist eine bestimmte Wartezeit einzuhalten (je nach Fahrzeug zwischen 5 und 10 Minuten) damit die HV-Kondensatoren die Zeit haben, sich zu entladen. Der Fachkundige muss sich davon überzeugen, dass die Anlage wirklich spannungsfrei ist. Bevor die Spannungsfreiheit geprüft wird, ist die korrekte Funktion des hochvolttauglichen Spannungsprüfers zu testen, indem beispielsweise die Spannung der 12 V-Batterie gemessen wird. Ist die Messung korrekt, zeigt dies, dass der Spannungsprüfer in Ordnung ist. Um die Spannungsfreiheit zu prüfen muss man bei manchen Fahrzeugen einen Schutzdeckel entfernen um Zugang zu den Kabelklemmen am Eingang des DC/AC-Wandlers zu erhalten (Bild 10). Nachdem die Spannungsfreiheit überprüft wurde, ist erneut die korrekte Funktion des Spannungsprüfers an der 12 V-Batterie zu prüfen. Dies ermöglicht es, die Gefahr einer falschen Messung auszuschließen, falls der Spannungsprüfer während der Messung beschädigt wurde.
Bild 10 Mit einem hochvolttauglichen Spannungsprüfer und speziellen Schutzhandschuhen wird die Spannungsfreiheit geprüft. Bei einigen Fahrzeugtypen ist ein Spannungsprüfer im Fahrzeug integriert. Hier bestätigt eine Lampe oder Anzeige im Kombiinstrument, dass die Anlage spannungsfrei ist. Warnschilder aufstellen Bei Arbeiten am Hochvoltsystem ist jedem in der Werkstatt klar und deutlich zu kennzeichnen, dass eine Arbeit ausgeführt wird (Bild 11). Bild 11 Mit solchen Warnschildern sollten Fachkundige spannungsfrei geschaltete Fahrzeuge absichern. Hinweis: Weiterführende Informationen findet man unter http://www.hv-fahrzeuge.de