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Hochvolttechnik in Kraftfahrzeugen
Bergung und Rettung
Vorbemerkungen
Die folgende Aussagen beziehen sich nur auf Serienfahrzeuge.
Technische Merkmale sind je nach Hersteller unterschiedlich.
Die allgemeinen taktischen Grundsätze sind immer zu berücksichtigen.
Jeder Einsatz erfordert individuelle Erkundung und Beurteilung.
Gefahren durch Beladung sind hier nicht berücksichtigt.
Grundsätzlich gelten auch bei Elektro- und Hybridfahrzeugen die allgemeinen Einsatzregeln für Fahrzeugunfälle, insbesondere in der Erstphase die Vorgehensweise:
o Sichern (auch gegen Wegrollen)
o Zugang schaffen
o Lebenserhaltende Sofortmaßnahmen einleiten
o Menschenrettung
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Themen
• Womit haben wir es zu tun?
• Warum ist es gefährlich / wann ist es gefährlich?
• Wie schaut es aus / wie kann es erkannt werden?
• Wo gibt es Informationen?
• Wie und womit können wir uns schützen?
• Was ist bei der Bergung zu beachten / wo ist Gefahr zu erwarten?
• Kann / darf gelöscht werden, wie und womit?
• Was passiert nach der Bergung?
HV Komponenten
Zelle = 1,2V
Modul = 6V
Batteriepack = 168V
5 Zellen á 1,2 V: 5 x 1,2 V = 6 V
28 Module á 6 V: 28 x 6 V = 168 V
Die Definition einer “gefährlichen Spannung” ist durch die Folgen begründet,
die entstehen, wenn der Mensch ein aktives, unter Spannung stehendes Teil
berührt. Die Spannung ist “gefährlich”, wenn der fließende Strom über den
menschlichen Körper zu Gesundheitsschäden führen kann. In Hybrid-
Fahrzeugen sind die Komponenten, die mit gefährlichen Spannungen
arbeiten, unter dem Begriff “Hochvolt-Komponenten” zusammengefasst. Sie
sind entweder durch einen der nachfolgend abgebildeten Sicherheitsaufkleber
gekennzeichnet oder weisen eine orange Signalfarbe auf.
Gefahren
Gefahren
Für Arbeiten an Komponenten, die mit gefährlichen Spannungen arbeiten, gibt
es Sicherheitsregeln. Diese sind international durch Normen (z. B. ECE R 100)
bindend festgelegt. Gefährliche Spannungen sind:
Wechselspannungen (AC) von 25 V oder größer
Gleichspannungen (DC) von 60 V oder größer
Wirkung des elektrischen Stroms auf den Menschen
Im menschlichen Körper werden sämtliche Bewegungen durch elektrische
Steuermechanismen ausgelöst. Alle Muskelreaktionen - wie z.B. der
Herzschlag - werden über elektrische Reize gesteuert. Diese elektrischen
Reize pflanzen sich im Körper über Nervenbahnen - so ähnlich wie Ströme in
elektrischen Schaltkreisen - fort.
Die Zellen des menschlichen Körpers sind in begrenztem Umfang elektrisch
leitfähig. Der hohe Flüssigkeitsanteil in den Zellen ist eine der Hauptursachen
dafür. Berührt ein Mensch unter Spannung stehende Bauteile, so kann ein
elektrischer Strom durch seinen Körper fließen. Der Strom fließt dabei auf dem
kürzesten Weg durch den Körper. Abhängig von dem im Körper
zurückgelegten Weg können unterschiedliche Organe betroffen sein.
Gefahren
Gefahren
Nicht
spürbar
Spürbar bis
Muskelver-
krampfung
Muskelver-
krampfung,
Atem-
schwierigkeiten
Herzkammer-
flimmern,
Atemstillstand,
Herzstillstand
Folgende Wirkungen können auftreten:
Muskelverkrampfung.
Muskelkontraktion.
Nervenschädigung.
Blutdrucksteigerung.
Herzkammerflimmern (unkoordinierte Reaktion der Herzmuskeln, durch
welche die Funktion des Herzen erheblich beeinflusst werden kann. D.h.
es wird nicht mehr genügend oder gar kein Blut durch den Körper gepumpt).
Herzstillstand.
Strommarken (Verbrennungen) an der Stromein- und –Austrittsstelle.
Flüssigkeitsverluste, Verkochungen, Gefahr von Nierenschädigung.
Innere Verbrennungen.
Gefahren
Grundsätzliche Gefahren
Folgende Gefahren können trotzdem entstehen:
Lichtbogenfehler:
Bei einem Gleichstromsystem kann es zu einem "stehenden" d. h. länger andauernden Lichtbogen kommen.
Gefahr eines Stromschlages:
Berührungsspannungen mit bis zu 400 V Gleichspannung und 600 V Wechselspannung bedeuten eine Personengefährdung durch elektrischen Schlag.
Elektrolytaustritt
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Lichtbogeneinwirkung
Die Temperatur im Lichtbogen kann über 4000 °C betragen. Dabei verdampfen
Metallteile in Sekundenbruchteilen und werden durch die Blaswirkung des
entstehenden elektromagnetischen Feldes herausgeschleudert.
Gefahren:
Verbrennungen
UV-Strahlung
Umher fliegende Teilchen
Gefahren
Sekundärunfälle
Schon bei Stromstärken unterhalb der Loslassgrenzen, d.h. der Stromstärke,
bei der das spannungsführende Teil aufgrund der Muskelverkrampfung nicht
mehr losgelassen werden kann, können Schreckreaktionen zu
Sekundärunfällen (beispielsweise durch Sturz in eine Arbeitsgrube oder das
Stoßen an harten Gegenständen) führen. In diesem Bereich wäre theoretisch
eine beliebig lange Einwirkdauer noch ungefährlich. Gerade
Stoßverletzungen haben oft gravierende Folgen.
Gefahren
Personen, die einen Herzschrittmacher oder andere elektronische medizinische
Geräte zur Aufrechterhaltung ihrer Gesundheit tragen, dürfen nicht an
Komponenten arbeiten, die mit folgendem Verbotszeichen gekennzeichnet sind.
Gefahren
In Elektro- bzw. Hybrid-Fahrzeugen werden für den elektrischen Antrieb
chemische Energiespeicher (Batterien) eingesetzt. Diese enthalten
Gefahrstoffe, für die ein besonders sorgsamer Umgang vorgeschrieben ist.
Die zugehörigen Informationen sind in Sicherheitsdatenblättern verbindlich
dokumentiert.
Gefahren
Bleiakku:
• Explosionsgefahr durch Knallgasbildung bei Überladung
• Verätzungsgefahr durch Säure
• Keine Brandgefahr
Lithium-Ionen-Akku:
• Brandgefahr
Hinweis: Brennende Akkus sollten nicht mit Wasser, sondern sollten zum Beispiel mit Sand gelöscht
werden. In den meisten Fällen besteht im Falle eines Brandes lediglich die Möglichkeit,
auftretende Folgebrände zu löschen und den Akku kontrolliert abbrennen zu lassen.
Ausgelaufene Elektrolytlösung eines Li-Ionen-Akkus kann fern vom Akku mit Wasser
abgewaschen werden.
Nickel-Metallhydrid-Akku:
• Explosionsgefahr durch Knallgasbildung
• Verätzungsgefahr
• Brandgefahr
Zebra-Batterie:
• Grundsätzlich ungefährlich
• Durch die hohe Betriebstemperatur von 280°C - 350°C: Verbrühungsgefahr
Gefahren
Elektrofahrzeuge
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Quelle: http://rdb.info-122.at/index.php/uebersicht/category/68-mitsubishi?download=654:mitsubishi-i-miev-ha3w-ab-2011
Elektrofahrzeug
HV
Batterie Steuerung
E-
Motor
Ladeeinheit
Elektrofahrzeug
Als Energieversorgung dient eine HV-Speicherbatterie.
Es befinden sich grundsätzlich keine brennbaren Gase oder Flüssigkeiten an
Bord (Ausnahme: Standheizung bei manchen Fahrzeugen möglich).
Durch die Anordnung der einzelnen Bauteile der HV-Anlage ergeben sich
meist lange HV Kabelwege.
Der HV-Trennstecker/Trennschalter und dessen Platzierung am Fahrzeug ist
nicht genormt und daher, von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich.
Hybridfahrzeuge
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Quelle: http://www.toyota.de/Images/Prius_RLF_V1_tcm281-926175.pdf
Aufbau der elektrischen Anlage
Der Aufbau der Anlage ist, unabhängig davon ob es
sich um ein Hybrid-, Elektro-, Wasserstofffahrzeug
oder um eine Lösung mit „Range Extender“ handelt,
gleich. Lediglich bei Wasserstofffahrzeugen tritt
anstelle der HV Batterie eine Brennstoffzelle.
Orange gekennzeichnete Teile = Hochspannung!
HV Batterie Steuerung Elektromotor
Klima-
anlage Heizung (optional)
12V
System
Ladeeinheit
Hybridfahrzeug
HV
Batterie Steuerung
Ge
trie
be
Ve
rbre
nn
un
gs-
Mo
tor
E-
Motor
Hybridfahrzeug (plug-in)
HV
Batterie Steuerung
Ge
trie
be
Genera
tor
E-
Motor
Verbrennungs-Motor Lade-
einheit
Kombination aus Verbrennungs- und Elektromotor.
Als Energieversorgung dient eine HV-Speicherbatterie und ein Kraftstofftank.
Es befinden sich brennbare Gase oder Flüssigkeiten an Bord.
Durch die Anordnung der einzelnen Bauteile der HV-Anlage ergeben sich
meist lange HV Kabelwege.
Der HV-Trennstecker/Trennschalter und dessen Platzierung am Fahrzeug ist
nicht genormt und daher, von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich.
Hybridfahrzeug
Elektrofahrzeug mit Range Extender
HV
Batterie Steuerung
E-
Motor
Verbrennungs-
Motor Generator
Lade-
einheit
Ge
trie
be
Kombination aus Verbrennungs- und Elektromotor.
Als Energieversorgung dient eine HV-Speicherbatterie und ein Kraftstofftank.
Es befinden sich brennbare Gase oder Flüssigkeiten an Bord.
Durch die Anordnung der einzelnen Bauteile der HV-Anlage ergeben sich
meist lange HV Kabelwege.
Der HV-Trennstecker/Trennschalter und dessen Platzierung am Fahrzeug ist
nicht genormt und daher, von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich.
Elektrofahrzeug mit Range Extender
Wasserstofffahrzeug
Brennstoff-
Zelle Steuerung
E-
Motor
H2
Tank
Wasserstofffahrzeug
Als Energieversorgung dient die Brennstoffzelle – der als Elektrolyt benötigte
Wasserstoff wird zur Zeit meist in Druckbehältern mit einem Druck von bis
zu 700 bar gespeichert.
Es befinden sich brennbare Gase an Bord – Das Verhalten im Brandfall wird
als ähnlich dem eines Erdgasfahrzeuges eingeschätzt.
Durch die Anordnung der einzelnen Bauteile der HV-Anlage ergeben sich
meist lange HV Kabelwege.
Der HV-Trennstecker/Trennschalter und dessen Platzierung am Fahrzeug ist
nicht genormt und daher, von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich.
Gemeinsamkeiten der elektrischen Anlage
Egal in welcher Konstellation – besteht die HV Anlage aus Energiespeicher,
Steuerung, E-Motor / Generator und eventuell einer Ladeeinheit.
Durch die Anordnung der einzelnen Bauteile der HV-Anlage ergeben sich
meist lange HV Kabelwege.
Der HV-Trennstecker/Trennschalter und dessen Platzierung am Fahrzeug ist
nicht genormt und daher, von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich.
Bauteile und Eigenschaften Hochvoltsystem
Derzeit bis zu 400 V Gleichspannung im Batteriekreis und bis zu 600 V Wechselspannung im Motorkreis.
Kennzeichnung: Kabelfarbe grundsätzlich orange
Das Hauptrelais an der Antriebsbatterie wird durch den Zündschlüssel geschaltet.
Auch das Ladekabel schaltet beim Anstecken das Hauptrelais der Antriebsbatterie ein.
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Bauteile und Eigenschaften Hochvoltsystem
„Ready“, „GO“ oder „„-Lampe signalisiert "Hochvoltsystem ist eingeschaltet"
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"Ready"-Lampe signalisiert
"Hochvoltsystem ist eingeschaltet"
READY
Bauteile und Eigenschaften Hochvoltsystem
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• Das Hochvoltsystem ist mit beiden
Polen gegenüber der Karosserie
isoliert ausgeführt.
• Das Durchtrennen und Berühren eines
einzelnen Kabels (Isolationsfehler)
führt daher noch zu keiner
unmittelbaren Personengefährdung.
• Ein Doppelfehler (z. B. beide Pole
werden kurz geschlossen) führt bei
intakten Sicherheitssystemen zu einer
sofortigen Abschaltung des Hauptrelais
für das Hochvoltsystem.
IT-System
Bauteile und Eigenschaften Hochvoltsystem
• Ein Crashsensor schaltet bei den meisten Herstellern bei einem Aufprall das Hauptrelais des Hochvoltsystems automatisch ab.
• Ein ausgelöster Airbag kann daher darauf hinweisen, dass das Hochvoltsystem abgeschaltet wurde.
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Quelle: http://www.toyota.de/Images/Prius_RLF_V1_tcm281-926175.pdf
Bauteile und Eigenschaften Hochvoltsystem
• Das Hauptrelais des HV-Systems wird durch einen12 V-Kreis angesteuert.
• Eine Unterbrechung des 12 V-Kreises z. B. durch Abziehen der zugeordneten 12 V-Sicherung bewirkt ein Abschalten des Hauptrelais des 400 V-Kreises.
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Isolationsüberwachung
Ein Isolationsüberwachungssystem kontrolliert ständig den ordnungsgemäßen Zustand der Hochvoltkabel.
Bei einem Masseschluss wird das Hauptrelais des Hochvoltsystems
automatisch abgeschaltet.
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Hochvoltkabel
Die Hochvoltkabel (grundsätzlich orange) sind besonders dick ummantelt, verstärkt isoliert und mit einem Schirmgeflecht ausgestattet.
Eine Durchtrennung oder schadhafte Quetschung bewirkt einen Masseschluss, sodass das Isolationsüberwachungssystem das Hauptrelais des Hochvoltsystems automatisch abschaltet.
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HV Komponenten
Batterietechnik / Stromerzeugung:
Für die Energiespeicher gibt es verschiedene Konzepte. Die häufigsten
Lösungen sind Nickel-Metallhydrid-Akku, Lithium-Ionen-Akku, Zebra-Batterie,
vereinzelt kommen auch Bleiakkus, Kondensatoren oder Brennstoffzellen zum
Einsatz.
Bei allen Varianten kann davon ausgegangen werden, dass zum Betrieb eines
Fahrzeuges Spannungen von mehr als 150 V eingesetzt werden (Beisp.: Toyota
Prius II mit ca. 500 V).
HV Komponenten
Zelle = 1,2V
Modul = 6V
Batteriepack = 168V
5 Zellen á 1,2 V: 5 x 1,2 V = 6 V
28 Module á 6 V: 28 x 6 V = 168 V
HV Komponenten
Beispiel:
Teil eines Batteriepacks eines Toyota Prius
HV Komponenten
Batteriepack
HV Komponenten
Batteriepack
HV Komponenten
HV Leitungen
Die HV Leitungen sind bei Serienfahrzeugen durch die auffällige orange
Färbung erkennbar.
Die HV Leitungen sind geschirmt. Durch die Schirmung findet auch die
Überwachung auf ev. Kurzschluss statt.
Alle HV Bauteile müssen mit entsprechenden Warnaufklebern versehen sein.
HV Komponenten
Gleichstrom
Drehstrom
Gleichstrom
Drehstrom
Inverter / Konverter
HV Komponenten
Inverter / Konverter
HV Komponenten
DC/DC-Wandler
Da auch in HV-Fahrzeugen die konventionellen elektrischen Bauteile, wie z.B.
die Beleuchtung, im Allgemeinen mit 12 V Gleichspannung betrieben werden,
wandelt der DC/DC-Wandler (wie ein Transformator) die Gleichspannung (DC)
der HV-Batterie auf 12 V DC um. Bei den meisten Systemen wird die 12 V-
Batterie über den DC/DC-Wandler geladen. Das 12 V-Bordnetz wird durch die
Batterie versorgt.
HV Komponenten
Elektromotor
In der Regel werden in HV-Fahrzeugen Drehstrommotoren eingesetzt die
sowohl als Motor als auch als Generator genutzt werden. Man spricht daher
von "Motorgeneratoren" (MG). Damit der Drehstrommotor mit verschiedenen
Drehzahlen genutzt werden kann, wird die Frequenz der Drehspannung im
Inverter verändert.
Klimaanlage
HV Komponenten
Heizung
HV Komponenten
Zündanlage
Beleuchtung mit Gasentladungslampen
HV Komponenten
HV Komponenten
Batterietrennstecker
Sicherheitseinrichtungen
Beispiel:
Batterietrennstecker bei Toyota Prius III
Batterietrennstecker
HV Komponenten
Beispiel:
Batterietrennschalter bei Honda IMA
Batterietrennschalter
HV Komponenten
Beispiel:
HV Batterie und Batterietrennstecker bei Mercedes S400 Hybrid
Batterietrennstecker HV Batterie
HV Komponenten
Wie die Sicherheitseinrichtung ausgeführt ist und betätigt
werden kann, bzw. in welcher Weise die
Spannungsfreiheit festgestellt wird, ist den
Herstellerunterlagen zu entnehmen!
HV Komponenten
Fahrzeugintegrierte Sicherheitskonzepte
Batterie-Hauptrelais (Schütze / System Main Relay) – Beispiel mit 3 Relais
System bei „Zündung aus“
HV Komponenten
HV Leitungen
Warnaufkleber
Schirmung
HV Komponenten
Überwachung der Pilotspannung
ORANGE – Hochspannung
GRÜN – Pilotspannung
HV Komponenten
HV Komponenten
Voreilende Kontakte
HV Komponenten
Reedkontakt
Hauptsicherungen
HV Komponenten
Die Hochvoltkabel sind oft in den Holmen und Trägern des Unterbodens des Fahrzeuges verlegt.
Beim Arbeiten mit hydraulischen Rettungsgeräten ist daher besondere Vorsicht geboten.
Die Lage der Hochvoltkabel, der Hochvoltbatterie und der anderen Komponenten sind dem jeweiligen Rettungsdatenblatt des Fahrzeuges zu entnehmen.
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Umgang mit Hochvolt-(HV-)Systemen
im Einsatzfall
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Abschalten des Fahrzeuges
Zündschlüssel bzw. Start/Stop-Taste
(= Abschaltung des Hauptrelais)
Entfernen der 12 V-Sicherung für den
Steuerkreis des HV-Systems
(im Zweifel alle 12 V-Sicherungen)
Zusätzlich Abklemmen der 12 V-
Batterie
(= Abschaltung des Hauptrelais)
Wartungsstecker bei HV-Batterie
entfernen (siehe Rettungsdatenblatt)
zur Unterbrechung des Hochvoltkreises
Dabei Verwendung von Schutzhand-
schuhen (Lichtbogengefahr) und
Gesichtsvisier vom Feuerwehrhelm
Mögliche Sicherheitsmaßnahmen
Antriebsart erkennen
• Fahrzeugtype erkennen: Firmenlogo + Zusatzbezeichnungen, Insassen fragen.
• Kraftstoff- Antriebsart erkennen: Tankdeckel öffnen.
Antriebsart erkennen
Antriebsart erkennen
Vorgehensweise bei Bergung und Rettung
Rettungskarte
Vorgehensweise bei Bergung und Rettung
Rettungskarten in Europa
Malta
Albanien
Monte- negro
Serbien
Schweiz
NORDSEE
ATLANTIK
MITTELMEER
Dänemark
Finnland
Polen
Frankreich
Deutschland
Spanien Portugal
Griechenlan
d
Italien Türkei
Österreich
Tschechien
Estland
Lettland
Litauen
Weißrussland
Ukraine
Rumänien Ungarn
Moldau
Bulgarien
Russland
Irland Großbritannien
Slowenien
Kroatien Bosnien/
Herze-
govina
Maze- donien
Norwegen
Nieder-
lande
Belgien Luxemburg
Schweden
Slowakei
Deutschland-ADAC
Österreich - ÖAMTC
Schweiz – TCS
Bosnien – BIHAMK
Spanien – RACE
Catalonien – RACC
Portugal - ACP
Luxemburg – ACL
Tschechien – UAMK
Schweden – M
Finnland – Autoliitto
Norwegen – NAF
Frankreich – L‘automobile club
(Belgien – TCB)
(Niederlande – ANWB)
http://www.oeamtc.at/rettungskarte
Schutzmaßnahmen
Schutzmaßnahmen
Schutzausrüstung – Fahrzeug intakt
Bei Arbeiten an der HV Anlage sind zumindest
Sicherheitshandschuhe nach EN 60903 CE 905 bis
mindestens 1000 V und eine Schutzbrille zu tragen.
Wurde ein Fahrzeug spannungsfrei geschaltet und die Spannungsfreiheit
nachgewiesen, kann (außer an der HV Batterie mit offenen Kontakten) ohne
Schutzausrüstung weiter gearbeitet werden.
Schutzausrüstung – Fahrzeug beschädigt
In Gefahrensituationen (Bergung von Unfallfahrzeugen
mit beschädigter Batterie) sollte auch Schutzkleidung
nach EN 50286 verwendet werden.
Im Normalfall (Batterie nicht beschädigt) nicht notwendig da die
Hochvolt-Batterie kein Massepotenzial hat. D.h.: es besteht keine
galvanische Verbindung zur Karosserie.
Schutzausrüstung – Fahrzeug beschädigt
Die oberste Sicherheitsregel lautet:
An aktiv unter Spannung stehenden Teilen darf nicht
gearbeitet werden!
Deshalb muss vor Beginn der Arbeiten die Spannungsfreiheit hergestellt und
für die Dauer der Arbeiten sichergestellt werden. Aus dieser obersten
Sicherheitsregel leiten sich konkrete, detaillierte Sicherheitsregeln ab. Diese
muss jeder Service-Mitarbeiter anwenden, bevor er an Hochvolt-Komponenten
zu arbeiten beginnt. Nur durch die Einhaltung dieser Regeln ist der Schutz
seiner Gesundheit und seines Lebens gewährleistet.
Schutzmaßnahmen
Die Sicherheitsregeln (nach EN 50110-1):
a. Spannungsfrei schalten.
b. Gegen Wiedereinschalten sichern.
c. Spannungsfreiheit feststellen.
Schutzmaßnahmen
Messgeräte:
Wurde ein HV Fahrzeug spannungsfrei geschaltet, ist nach einer Wartezeit von
5 – 10 Minuten (für die Entladung von Kondensatoren) die Spannungsfreiheit
nachzuweisen.
Geräteanforderungen:
Spannungsprüfer z.B.:
12...1000V AC/DC
CAT IV
nach DIN EN 61243-3
Werkzeuge
Spannungsfreischaltung
Vor Arbeiten am Hochvoltsystem sind folgende Sicherheitsmaßnahmen
einzuhalten:
1) Zündung ausschalten, den Schlüssel abziehen und sicher verwahren
(Smart Key außerhalb der Reichweite des Startsystems aufbewahren).
2) Minuspol der 12V Batterie abklemmen.
3) Mindestens 10 Minuten warten, bis die Kondensatoren im Inverter
entladen sind.
4) Schutzhandschuhe prüfen und anziehen.
5) Spannungsfreischalten (Servicestecker ziehen / Batterietrennschalter
betätigen...) und vor wiedereinschalten sichern.
6) Spannungsfreiheit prüfen ( 0 Volt Test).
8) Warnschild: „ARBEITEN AN HOCHVOLTANLAGE“ aufstellen.
9) Abgezogene Hochvoltkabel immer isolieren.
Ggf. sind spezielle Herstellervorschriften zu beachten.
Spannungsfreischaltung
Vor und nach der Messung am Fahrzeug muss die einwandfreie Funktion des
Messgerätes festgestellt werden.
Dies kann vor und nach dem Feststellen der Spannungsfreiheit z.B. am 230 V-
Hausnetz (Steckdose) erfolgen.
Muss die Spannungsfreiheit auf der "Drehstromseite" des Inverters festgestellt
werden, ist zu beachten, dass alle drei Phasen spannungsfrei sind.
Zur Feststellung der Spannungsfreiheit durch Messungen an HV-
Komponenten sind Schutzhandschuhe zu tragen.
Spannungsfreischaltung
Spannungsfreischaltung
Werkzeuge
Unter Spannung muss immer mit einem nach IEC
60900/2004 bis mindestens 1000 V isolierten Werkzeug
gearbeitet werden.
Wurde ein Fahrzeug spannungsfrei geschaltet und die Spannungsfreiheit
nachgewiesen, kann mit einem herkömmlichen Werkzeug gearbeitet werden.
Hauptbatterie
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Nickel-Metallhydrid-Batterie (NiMH) in Fahrzeugen der Generationen bis 2011 und
Lithium-Ionen-Batterie (Li-Ion) in praktisch allen neueren Fahrzeugen seit 2011
Seltener im Einsatz sind
Zebra-(Hochtemperatur-)Batterien mit typisch 300 °C Betriebstemperatur.
Quellen:
http://www.sblimotive.com/en/products.html; http://www.focus.de/auto/news/technik-nickel-metallhydrid-batterien-
bleiben-im-rennen_aid_433967.html;
http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=zebra%20battery%20handbook&source=web&cd=5&ved=0CEIQFjAE&url=
http%3A%2F%2Fds1.dreifels.ch%2Ftwikeklub%2Fimages%2F1622_Studie_ZEBRA_fuer_TWIKE_20070702.pdf&
ei=LmEqT-DuB6r74QSgxoy_Dg&usg=AFQjCNEtlJue45BKJX5BAPbfh66sG4ttoQ&cad=rja
Technische Eigenschaften von
Hochvoltbatterien
HV-Batterien sind üblicherweise im Bereich der Fahrgastzelle angeordnet, dadurch ist ein gewisser Grundschutz bei Unfällen gegeben.
Bei einigen Modellen füllt die HV-Batterie den Bereich der Bodenplatte aus.
Einzelne Modelle haben die Li-Ionen-Batterie auch unter der Motorhaube.
HV-Batterien sind in auslaufsicheren und versiegelten Metallgehäusen eingebaut.
Auch sind die einzelnen Zellen, Zellengruppen oder Module wiederum in dichten und separaten Gehäusen versiegelt.
Das Auslaufen von chemischen Substanzen ist bei einer mechanischen Zerstörung der Batterie möglich ( Verfahren wie bei Chemikalienaustritt).
In Einzelfällen kann es bei einer mechanischen Beschädigung zu einer Selbstentzündung kommen, vor allem bei Li-Ionen-Batterien.
Lithium-Brände sind kaum löschbar (Selbstentzündung mit Feuchtigkeit).
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Außer bei einem Totalschaden oder falscher Vorgehensweise ist es unwahrscheinlich, dass Pannen- und Unfallhelfer in eine Gefährdungssituation mit Hochvoltbatterien geraten.
Wirklich schwierige Gefahrensituationen sind vor allem bei groben mechanischen Beschädigungen wie z. B. einer Durchdringung der Hochvoltbatterie mit einer Metallstange o. ä. möglich.
Hier kann es zu mehrfachen Gefährdungen kommen durch
– Elektrolytaustritt
– Selbstentzündung
– Elektrische Gefährdung durch Stromschlag
– Brandgefahr durch Lichtbogen
In solchen Fällen ist immer eine individuelle Gefahrenanalyse durchzuführen und die Vorgangsweise dementsprechend festzulegen.
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Umgang mit Hochvolt-(HV-)Batterien
im Einsatzfall
Die Metallgehäuse der Batteriemodule dürfen unter keinen Umständen aufgebrochen oder entfernt werden, auch nicht im Brandfall. Die Missachtung dieser Vorschrift kann zu schweren Brandverletzungen oder einem elektrischen Schlag, unter Umständen auch mit schweren Personenschäden, führen.
Im Falle einer Personenrettung mit Hilfe von hydraulischen Rettungsgeräten ist zu beachten, dass beim Schneiden oder Spreizen die Kapselung der Hauptbatterie nicht beschädigt wird.
Die Lage der Hauptbatterie, der Hochvoltkabel und der anderen Komponenten ist dem jeweiligen Rettungsdatenblatt des Fahrzeuges zu entnehmen.
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Umgang mit Hochvolt-(HV-)Batterien
im Einsatzfall
Brandbekämpfung der Hochvoltbatterie
Der Einsatzleiter entscheidet über eine eine offensive oder defensive Brandbekämpfung:
Offensive Brandbekämpfung
Ein Brand im Hochvolt-Batteriepaket lässt sich wirkungsvoll unter Kontrolle bringen, wenn das Batteriepaket aus sicherer Entfernung mit großen Wassermengen “geflutet” wird, da die nebeneinander liegenden Batteriemodule dadurch auf eine Temperatur unterhalb ihrer Zündtemperatur abgekühlt werden. Batteriezellen z. B. bei Li-Ionen-Batterien, bei denen der Brand durch das Wasser nicht gelöscht wird, brennen aus.
Defensive Brandbekämpfung
Wurde eine defensive Brandbekämpfung beschlossen, sollte sich das Löschteam zurückziehen und die Batteriemodule aus sicherer Entfernung ausbrennen lassen.
Dabei ist zu beachten, dass der Rauch giftige und ätzende Komponenten enthält wie z. B. Flusssäure.
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Beim ersten Brandbekämpfungsversuch schnell und aggressiv vorgehen. Das Löschteam erkennt möglicherweise erst nach Bekämpfung der
Flammen und beim Beginn der Aufräumarbeiten, dass es sich um ein Elektro- oder Hybridfahrzeug handelt.
Die Einsatzkräfte sind auf die zusätzlichen Gefahren der Elektro- und Hybridfahrzeuge hinzuweisen!
Auf die persönliche Schutzausrüstung ist zu achten.
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Brandbekämpfung
In Brandfällen sind die üblichen Regelungen für Niederspannungsanlagen anzuwenden (ÖVE/ÖNORM E8350).
Als Löschmittel ist möglichst Wasser zu verwenden. Löschschaum darf bei elektrischen Anlagen grundsätzlich nur im spannungsfreien Zustand angewendet werden.
Beim Einsatz von CM-Strahlrohren gemäß ÖNORM F 2190 und Löschmittel Wasser ist ein Sicherheitsabstand bei Sprühstrahl von 1 m und bei Vollstrahl von 5 m einzuhalten.
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Brandbekämpfung
Li-Ionen-Batterien
Brände von Li-Ionen-Batterien mit großen Wassermengen löschen.
Vorteil: Alle geschädigten Zellen, deren Gehäuse offen sind, brennen endgültig durch den Kontakt mit Wasser ab. Nicht beschädigte Zellen werden gut gekühlt.
Li-Ionen-Akkus sind hermetisch gekapselt. Bei Beschädigungen reagiert das Lithium-Metall aber heftig mit Wasser. Durch die Reaktion des Lithiums mit dem Löschwasser entsteht Wasserstoff (zündfähiges Gas, wobei Wasserstoffflammen nicht sichtbar sind).
Anmerkung: Kommen offene, bereits ausgebrannte Li-Ionen-Batteriezellen mit Wasser in Berührung, entsteht knoblauchartig riechender und hochgiftiger Phosphorwasserstoff (Monophosphan, PH3). Dies ist vor allem dann ein Problem, wenn das beschädigte und abgelöschte Fahrzeug in geschlossenen Räumen ohne entsprechenden Luftdurchsatz steht!
In einem Schadensfall ist bei Li-Ionen-Batterien für eine fortgesetzte Kühlung auch nach Beendigung eines Löscheinsatzes zu sorgen, bis das Fahrzeug einer qualifizierten Fachwerkstätte übergeben werden kann.
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Zebra-Batterien
Bei Zebra-Batterien ist Folgendes zu beachten:
Durch die hohe Betriebstemperatur von typischerweise 300 °C ist betriebsmäßig eine ständige Kühlung der Batterie notwendig.
Bei einer Durchdringung oder einem Aufplatzen der Zebra-Batterie kann es zu einem internen Temperaturanstieg kommen, der dann auch auf der Außenseiten Oberflächentemperaturen von bis zu 500 °C zur Folge haben kann.
Es ist daher im Schadensfall für eine fortgesetzte Kühlung auch nach Beendigung eines Löscheinsatzes zu sorgen, bis das Fahrzeug einer qualifizierten Fachwerkstätte übergeben werden kann.
Ein Abstellen des Fahrzeuges in geschlossenen Räumen ist zu vermeiden, da auch hier in geringen Mengen giftige Gase entstehen können.
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Bergung von Personen
Bergung von Personen
Bergung von Personen
Bergung von Personen
Bergung von Personen
Wasserbergung
Sonderfall:
Fahrzeugbergung aus dem Wasser
Um ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, das sich vollständig oder teilweise unter Wasser befindet, sicher handhaben zu können, sollten das HV-System und die Airbags frühestmöglich deaktiviert werden.
Das Fahrzeug bergen.
Wenn möglich, das Wasser aus dem Fahrzeug ablassen.
Die erforderlichen Maßnahmen zum Ausschalten des Fahrzeugs durchführen.
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Mitsubishi i-Miev - Besonderheiten
Batteriekühlung / Verhalten bei Wasserschaden
Bei Löscharbeiten bisherigem Ausbildungsplan folgen.
Vorgehensweise bei Bergung und Rettung
Abtransport:
Das Schleppen auf der eigenen
Achse kann bei Elektro- oder
Hybridfahrzeugen problematisch sein
(Durch Selbstinduktion im Elektro-
motor kann es zu Funkenbildung und
Brand kommen).
Der Abtransport auf dem Hänger oder
LKW ist immer möglich, da jedes
Fahrzeug zumindest geringe
Distanzen geschoben werden kann.
Vorgehensweise nach Bergung und Rettung
Lagerung:
Ein verunfalltes Elektrofahrzeug sollte nach dem Abtransport an einem sicheren
Ort und unter Beobachtung abgestellt werden.
Durch einen möglichen Kurzschluss in der HV Batterie kann die Temperatur
langsam bis zur Brandentstehung ansteigen.
Im Ernstfall oder bei einem Wasserschaden kann die Batterie, ev. nach
Absprache mit dem Importeur oder einer Fachwerkstätte geflutet werden.
Vorgehensweise nach Bergung und Rettung
Verantwortung
Da es sich bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug um eine elektrische Anlage
im Sinne der Richtlinie EN 50110-1 handelt, übernimmt die bei der Rettung
handelnde Person (auch wenn die Person keine „Elektrofachkraft“ ist) die
Verantwortung über diese Anlage.
Mit dem Abtransport und Abgabe des Fahrzeuges (z.B.: Abschleppunternehmen,
Werkstatt...) muss diese Verantwortung Übergeben werden – d.h. die Personen
müssen über die Risiken und Gefahren, sowie über den Zustand der Anlage
aufgeklärt werden.
Erste Hilfe
In dieser Schulung sollen einige Grundregeln aufgezeigt werden und auf die
besonderen Maßnahmen bei Elektrounfällen eingegangen werden. Sie ersetzt
keinen Erste Hilfe Kurs. Im EH-Kurs werden entsprechende Maßnahmen
vermittelt und können auch teilweise geübt werden.
Da das Antreffen einer verunfallten Person in der Regel unerwartet erfolgt und
auch für den Hilfe-Leistenden eine Ausnahmesituation darstellt, sollte man sich,
bereits vorab auf eine derartige Situation geistig vorbereiten. Vor allem soll man
nicht sofort bzw. vorschnell mit der eigentlichen Hilfeleistung beginnen, sondern
nach folgendem Schema vorgehen:
Erkennen
Überlegen
Handeln.
Erkennen:
Dieser Schritt ist insbesondere bei Elektrounfällen wichtig, weil die weitere
Vorgehensweise stark davon abhängt. Für einen Elektrounfall können folgende
Merkmale charakteristisch sein:
Die verunfallte Person befindet sich noch im Unfallstromkreis. Sie kann
sich nicht bewegen, weil die Muskeln aufgrund des elektrischen Stroms
verkrampfen.
Die verunfallte Person liegt bewusstlos am Boden: Bei hohen
Körperströmen hört das Herz auf zu schlagen, der Kreislauf kommt zum
Erliegen – Bewusstlosigkeit ist die Folge.
Der Körper der verunfallten Person weist punktuelle Verbrennungen auf.
Es gibt immer eine Eintritts- und eine Austrittsstelle des elektrischen
Stroms in bzw. aus dem Körper.
Verunfallte Personen können sich im Schockzustand befinden.
Hyperaktivität oder Apathie können mögliche Kennzeichen hierfür sein.
Erste Hilfe
Überlegen:
In einem zweiten Schritt überlegt man sich, was in welcher Reihenfolge zu tun
ist. Besonders bei Elektrounfällen steht dabei der Selbstschutz an erster
Stelle. Bringt sich der Hilfe-Leistende selbst in Gefahr oder verletzt er sich,
kann er der verunfallten Person nicht mehr helfen.
Erste Hilfe
Handeln:
Erst, wenn man sich über die Reihenfolge der Maßnahmen im Klaren ist,
heißt es zügig und konsequent zu handeln. Sind weitere Personen
anwesend, soll man auch konkrete Aufgaben an sie verteilen. Auf diese
Weise kann die Hilfe wirksamer und schneller geleistet werden, als wenn es
eine einzelne Person kann.
Erste Hilfe
Reihenfolge der Maßnahmen:
Stromkreis unterbrechen
- Hochvolt-Sicherheitsstecker ziehen
Achtung: sollte der Stecker gezogen werden, während sich die
Verunfallte Person noch im HV Kreis befindet, so wird dieser
unter Last gezogen und es ist mit einem Lichtbogen zu rechnen
- 12-V-Versorgung trennen (durch Abklemmen der 12-V-Batterie)
- Sicherung ziehen (falls vorhanden)
Notruf absetzen
Erste Hilfe leisten
Hilfe durch Rettungsdienst und ärztliche Nachsorge
Bei jedem Unfall mit elektrischem Strom ist eine Untersuchung durch
einen Arzt zwingend erforderlich!
Erste Hilfe
Im Normalfall (Batterie nicht beschädigt) ist die Gefahr gering, da die Hochvolt-
Batterie kein Massepotenzial hat. D.h.: es besteht keine galvanische Verbindung
zur Karosserie.
Die Hochvolt-Leitungen verlaufen geschützt und sind knallorange, inklusive aller
Steckverbindungen.
Nach einem Unfall (= Auslösen eines Airbags) sollte die Hochvoltbatterie
abgeschaltet sein und die orangenen Kabel sollten keine Spannung führen.
Bei ausgeschalteter Zündung bzw. bei abgeklemmter 12V Batterie sollte die
Hochvoltbatterie abgeschaltet sein und die orangenen Kabel sollten keine
Spannung führen.
Wer auf Nummer Sicher gehen will, kann nach einem Unfall zusätzlich den
Trennstecker der Hochvoltbatterie ziehen, sofern dieser erreichbar ist. Das
dürfte allerdings nicht notwendig und zudem gefährlicher sein, als es einfach
bleiben zu lassen.
Auf jeden Fall ist die vorgeschriebene Schutzausrüstung zu verwenden!
Vorgehensweise bei Bergung und Rettung
Froncrash 64 km/h, 40% Überdeckung
gegen deformierbare Barriere
Passive Sicherheit Mitsubishi I-Miev
• Passive Sicherheit gut, Verletzungsrisiko
gering
• Automatische HV-Deaktivierung hat
sicher funktioniert
• Messung direkt nach Crash an
Übergabepunkt Converter
Sicherheit Mitsubishi I-Miev
Akku Befestigung sicher. Keine Zerstörung der Akku Packs. Gute Anbindung.
HV Batterie Mitsubishi I-Miev
Rettungsversuch Mitsubishi I-Miev
Rettungsversuch Mitsubishi I-Miev
Fahrersitz durch Crash blockiert: Unter dem Sitz liegt aber der HV-Trennstecker/Trennschalter
Rettungsversuch Mitsubishi I-Miev
Converter im Kofferraum: Deckel mit
Elektrosymbol gekennzeichnet
HV – Kabel nach
Crash Sichtbar
Rettungsversuch Mitsubishi I-Miev
Befreiung kann fast problemlos durchgeführt werden:
Fahrzeug nach Crash (Hoch-) Spannungsfrei
Strukturen lassen „klassische“ Rettungsmethoden zu
Festigkeit der Karosseriestruktur ist beherrschbar
Keine Besonderheiten an der Karosserie
ABER: Spannungsfreiheit von außen nicht erkennbar!
HV – führende Teile sichtbar – Unsicherheit?!
Mehrere undefinierte Gehäuse mit Elektroblitz-Symbol
„Service – Disconnect“ nicht erreichbar
Rettungsversuch Mitsubishi I-Miev
Schlussbemerkung
Vor allem in der Situation einer starken Beschädigung eines Elektro- und Hybridfahrzeuges, eines Fahrzeugbrandes, einer akuten Personenbergung und dies dann auch noch unter einem extremen Zeitdruck kann die Hochvoltsicherheit eines Fahrzeuges von außen nicht festgestellt werden.
Es gibt daher auch keinen „Standardablauf“ zur Vorgehensweise in Extremsituationen.
Eine Haftung für den Inhalt dieser Präsentation und die Eignung der Hinweise im Einzelfall kann trotz sorgfältigster Recherche nicht übernommen werden.
Eine eigene sorgfältige Erkundung und Beurteilung der im Falle eines konkreten Einsatzes zu beachtenden Umstände bleibt daher immer unverzichtbar.
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Praktische Unterweisung am Fahrzeug