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Wie gefährlich ist
Elektromobilität?
Sicherer Umgang mit „Hochvolt“-Fahrzeugen
Albert Först, Fachreferent Fahrzeugelektrik
Sachgebiet Hebezeuge und Instandhaltung
Was fürchten wir an der Elektromobilität?
• Lithium-Ionen Batterien
• Brände
• Gefahrstoffe
• „Beherrschbarkeit“
• „Hochvolt“-Spannung
• Stromschlag
• Lichtbogen
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 2
(Wie) kann man damit umgehen?
Was auf Unternehmer zukommt:
• Neue Arbeitsverfahren
• Neue Gefährdungen
• Elektrisch
• Chemisch
• Brand/Explosion
• Neue Qualizierungsbedürfnisse für Mitarbeiter
• Neue Gefährdungsbeurteilung
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 6
Informationen sind gefordert!
Übersicht
1. Einführung
2. Gefährdungen an Elektrofahrzeugen
3. Sicherer Umgang
4. Qualifizierung nach DGUV-Information 200-005
(BGI 8686)
Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 709.03.2015
Übersicht
1. Einführung
2. Gefährdungen an Elektrofahrzeugen
3. Sicherer Umgang
4. Qualifizierung nach DGUV-Information 200-005
(BGI 8686)
Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 809.03.2015
Chemische, Brand- und EX-Gefährdungen
• keine Gefährdung an unbeschädigten Fahrzeugen
• an Unfallfahrzeugen grundsätzlich vorhanden
• Quelle: Batterie
• Problematisch ist Arbeit an der Fahrbatterie
(z. B. Austausch, Reparatur)
• Problematisch können auch Lagerung und Transport der Batterien
sein (besonders auch in Zweiradwerkstätten)
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Lithium-Ionen-Zelle: Gefährdungen
• Spannung: 4,2 V (unkritisch)
• Elektrolyt: z. B. LiPF6 in Carbonaten gelöst
• Zersetzung durch Erwärmung, Ausgasung
• HF-Bildung möglich
• Brennbar (Lösemittel), gesundheitsschädlich (Leitsalz)
• Separator: Bei Perforation interner Kurzschluss, Erwärmung
• Anode: Kohlenstoff / Graphit. (unkritisch)
• Kathode: z. B. LiCoO2. Reizend, allergisierend, Krebsverdacht
• „Thermisches Durchgehen“ über Tage und Wochen hinweg
Kurzschluss, Beschädigung und Überhitzung sind zu vermeiden!
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 10
Gefährdungen
Chemisch Elektrisch Brand/Ex Physisch
Zelle +++ - ++ -
Modul ++ (+) +++ +
Batterie + +++ + +++
GefahrSpannung
Gefahrstoff-
mengeMasse
SicherheitKapselung,
BMS
Kapselung,
BMS,
Kühlsystem
Aber: Im Havariefall versagen evtl. Sicherungssysteme!
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 11
Maßnahmen bei Betriebsstörungen
Havarie Maßnahmen
Ausgasen Absaugung
Atemschutz
Quarantäne
Selbstentzündung Brandbekämpfung
Atemschutz
Quarantäne
Leckage Hautschutz
Quarantäne
Unbekannter Zustand, z. B. nach
mechanischer Beschädigung
Quarantäne
Beobachtung / Überwachung
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 12
Elektrische Gefährdungen am Fahrzeug
Gene-
ratorVerbrennungs-
motor
Treibstoff-
tank
Elektro-
motor
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 13
Welche elektrische Gefährdungen gibt es?
• Körperdurchströmung - „elektrischer Schlag“
• Nur bei gleichzeitigem Berühren von zwei unter
Spannung stehenden Teilen ist eine Körperdurch-
strömung möglich
• Karosserie ist von der HV-Spannung isoliert
• Lichtbögen
• möglich, da hohe Ströme fließen können
• HV-eigensichere Fahrzeuge sind geschützt
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 14
Definition Hochvolt
nach aktueller DGUV-Information 200-005:
Hochvolt (HV)umfasst Spannungen
>60V und ≤1500V Gleichspannung oder
>30V und ≤1000V Wechselspannung in der
Fahrzeugtechnik, insbesondere bei Hybrid-
und Brennstoffzellentechnologie sowie
Elektrofahrzeugen. Ausgenommen sind An-
und Aufbaugeräte nach Maschinenrichtlinie
an und auf Fahrzeugen.
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 15
Körperdurchströmung
Fahrzeug Spannung StromwegKörperwiderstand
in Ω ca.
Stromstärke in
mA
Pkw 200-400 V Hand-Hand 1000 Ω 200-400 mA
NFZ 600-800 V Hand-Hand 1000 Ω 600-800 mA
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 16
Körperreaktion im Zeit-Stromdiagramm bei DC
Quelle: in Anlehnung an VDE V 0140-479-1
1 üblicherweise keine Reaktion
2 üblicherweise keine
schädlichen physio-
logischen Effekte
3 kein organischer Schaden zu
erwarten es können reversible
Störungen der Impulse
im Herzen auftreten
4 zusätzlich schwere
Verbrennungen,
Wahrscheinlichkeit von
Herzkammerflimmern
0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 I [mA]
10
20
50
100
200
500
1000
2000
5000
10000t [ms]
1 2 3 4
Typ. B
ere
ich H
ochvoltte
chnik
Bere
ich K
FZ
-Ele
ktrik
12V
-24V
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 17
Körperreaktion im Zeit-Stromdiagramm bei AC
1 nicht spürbar
2 spürbar bis Muskel-
verkrampfung
3 Muskelverkrampfung,
Atemschwierigkeiten
4 Herzkammerflimmern,
Atemstillstand,
Herzstillstand
Quelle: in Anlehnung an VDE V 0140-479-1
2
0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 I [mA]
10
20
50
100
200
500
1000
2000
5000
10000t [ms]
1 3 4
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Zusammenfassung Gefährdungsfaktoren
• Elektrische Gefährdungen
• Akkumulator „immer eingeschaltet“
• Hochvoltsystem >400V Gleichspannung (typ.)
• Chemische Gefährdungen
• Batterieelektrolyt: Zersetzungsprodukt HF(!?)
• Gesundheitsschädliche Substanzen im Akkumulator
• Brand- und Explosionsgefahr (Li-Ionen)
• Elektrolyt brennbar
• Zündenergie im Akkumulator
• Lithium (!?)
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 19
Übersicht
1. Einführung
2. Gefährdungen an Elektrofahrzeugen
3. Sicherer Umgang
4. Qualifizierung nach DGUV-Information 200-005
(BGI 8686)
Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 2009.03.2015
Brandgefahr
• Lithium-Ionen-Akkus werden vollständig
ohne metallisches Lithium hergestellt
• Bei Defektzuständen können giftige, brennbare
Gase austreten, die kontrolliert abgeleitet werden
• Defekte Akkus können sich durch interne Kurzschlüsse
erhitzen und schlimmstenfalls verspätet entzünden
Daher müssen defekte Akkus beobachtet werden. Im Brandfall
sollte in der Regel mit viel Wasser gelöscht werden.
Beachten Sie immer auch das Sicherheitsdatenblatt des
Herstellers!
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 21
Elektrische Gefährdungen
• Körperdurchströmung
• Störlichtbogen
• Schutzmaßnahmen
• Isolierung und Kennzeichnung (Grellorange = „HV“)
• erdpotentialfreies HV-System (Karosserie isoliert)
• „Service Disconnect“-Schalter
• Batterietrennung bei Kollision
• Schulung („Fachkundiger für Arbeiten an HV-Systemen“)
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 22
Definition HV-eigensicheres Fahrzeug
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 23
nach DGUV-Information 200-005:
HV-eigensicheres Fahrzeug
bedeutet, dass durch technische
Maßnahmen am Fahrzeug für den
Mitarbeiter ein vollständiger Berührungs- und
Lichtbogenschutz gegenüber dem HV-
System gewährleistet ist
Forderung für elektrotechnische Arbeiten
Arbeiten unter Spannung
d.h. grundsätzlich nur nach 5- Sicherheitsregeln arbeiten
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 24
Vor Beginn der Arbeiten den spannungsfreien Zustand herstellen
und für die Dauer der Arbeiten sicherstellen!
Die fünf Sicherheitsregeln- HV-System
1. Freischalten
2. Gegen Wiedereinschaltensichern
3. Spannungsfreiheit feststellen
4. Erden und kurzschließen
5. Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 25
Bilder: BGI 8686
Übersicht
1. Einführung
2. Gefährdungen an Elektrofahrzeugen
3. Sicherer Umgang
4. Qualifizierung nach DGUV-Information 200-005
(BGI 8686)
Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 2609.03.2015
Fachkunde für Arbeiten an HV-Systemen
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 27
• KFZ-Mechatroniker z. B. haben bereits
Grundlagenwissen in der Elektrotechnik
(12V / 24V)
• Umgang mit Hochvolt erfordert zusätzliches
Wissen (Lichtbogen, Körperdurchströmung,
HV-Technik, 5 Sicherheitsregeln)
Qualifizierung notwendig nach DGUV-Information 200-005
(Schulung für die „alten“, Integration ins Berufsbild für die „neuen“
Kfz-Mechatroniker)
Arbeiten an HV-eigensicheren Serienfahrzeugen -
insbesondere PKW
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 28
• unterwiesenes Personal erforderlich
• keine Arbeiten am HV-System
Arbeiten am HV-System
Arbeiten ohne HV-Gefährdung
• Fachkundige für HV-Systeme an Fahrzeugen
z.B. KFZ-Mechatroniker mit Zusatzqualifikation „Hochvolt“
• Freischalten der HV-Komponenten nach den
5 Sicherheitsregeln
• Arbeiten am HV-System nach Herstellervorgaben
Bild: BGI 8686
09.03.2015Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 29
Bild: BGI 8686
• HV-Schulung Theorie + Praxis
• Vorgehensweise bei HV-Gefährdungen
• Verhalten
Abschlusstest
KFZ-Mechatroniker
Elektrotechnische Grundlagen
Eingangstest
Fachkunde für HV-Systeme an Fahrzeugen - Servicearbeiten
IST ?
Soll = Fachkunde für HV-Systeme an Fahrzeugen
•Elektrotechnische Grundlagen
• Wie wird gearbeitet ?
• Was ist zu beachten ? (5 Sicherheitsregeln)
Ermittlung Qualifizierungsbedarf Servicewerkstatt
HV-eigensichere Fahrzeuge
Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 30
Arbeiten an Fahr-
zeugen mit HV-System
notwendig?
Elektrotechnische
Arbeiten?
Unterweisung z.B.
Hybrid 0,5-2 UE
nein
ja
elektrotechnische Vor-
kenntnisse ermitteln
Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 31
nein
nein
ja
ja
Kfz-Ausbildung ohne
HV-Qualifizierung?
Theorie
72 UE
praktische Übungen
z.B. 4-8 UE
Servicearbeiten
erlaubt
EFK ohne HV-
Qualifizierung?
Theorie
8 UEindividuelle
Ermittlungja
nein
elektrotechnische
Vorkenntnisse vor-
handen?
Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 32
nein
nein
ja
ja
Kfz-Ausbildung ohne
HV-Qualifizierung?
Theorie
72 UE
praktische Übungen
z.B. 4-8 UE
Servicearbeiten
erlaubt
EFK ohne HV-
Qualifizierung?
Theorie
8 UEindividuelle
Ermittlungja
nein
elektrotechnische
Vorkenntnisse vor-
handen?
FAQ Elektromobilität
Die DGUV-Arbeitsgruppe
„Handlungsrahmen
Elektromobilität“ hat häufig
gestellte Fragen zur
Elektromobilität mit den
entsprechenden Antworten
zusammengestellt. Die
entstandene FAQ-Liste
kann im Internet
heruntergeladen werden.http://www.dguv.de/medien/inhalt/praevention/
themen_a_z/elektromobilitaet/faq_elekro.pdf
Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 33
FAQ Elektromobilität
Sicherer Umgang mit HV-Fahrzeugen Seite 34
Albert Först
BG Holz und Metall
Präventionsdienst Nürnberg
09 11 / 23 47 -11 426
Albert.Foerst@bghm.de
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