Kontrola jakości izolacji układu HV
w samochodach hybrydowych
i elektrycznych

27 Mar 2020

Na rynku pojawia się coraz więcej samochodów hybrydowych i elektrycznych. Część to pojazdy stosunkowo nowe, w których prawdopodobieństwo wystąpienia problemów z układem elektrycznym jest praktycznie zerowe. Część jednak to pojazdy używane, często importowane z USA, z dużym przebiegiem i niejednokrotnie z wypadkową przeszłością. Zwłaszcza w tych samochodach trzeba się liczyć z problemami w układzie HV (High Voltage – wysokiego napięcia).

Samochody hybrydowe czy elektryczne znane są z wyjątkowej bezawaryjności, jednak wraz z upływem czasu i zwiększaniu się przebiegu można spodziewać się wystąpienia problemów w układzie HV. Jednym z takich problemów jest pogarszająca się jakość izolacji w układzie HV – czy to w wyniku starzenia się, czy też z powodu usterki lub mechanicznego uszkodzenia.

W każdym samochodzie hybrydowym czy elektrycznym sieć HV (wysokiego napięcia) jest odizolowana od sieci 12 V i od masy (nadwozia). Jakość izolacji układu HV od masy nadwozia jest monitorowana przez układ sterowania – najczęściej przez sterownik układu hybrydowego lub sterownik zarządzający pracą akumulatora wysokowoltowego.

Jakość izolacji musi być monitorowana w celu zapewnienia bezpiecznego użytkowania takiego pojazdu. W przypadku wykrycia problemów z izolacją system dezaktywuje część układu lub cały system, w zależności od obszaru, gdzie stwierdzony został problem. Obszar usterki może być wskazany przez odpowiedni kod diagnostyczny lub ogólną informację o usterce izolacji układu HV.

Poniżej przykładowy rysunek sieci i komponentów układu HV. W zależności od przypadku sprawdzamy jeden komponent lub wszystkie komponenty w systemie.

Rysunek sieci i komponentów układu HV

Należy pamiętać, żeby do pracy przy pojazdach hybrydowych elektrycznych korzystać z aktualnych procedur serwisowych/diagnostycznych dostarczanych przez producenta samochodu oraz używać narzędzi spełniających jego wymagania. Trzeba również stosować się do wszelkich procedur związanych z bezpieczeństwem (osobiste i techniczne środki bezpieczeństwa opisane w dokumentacji serwisowej do pojazdu, na którym będą przeprowadzone prace). Jednocześnie osoba pracująca przy pojeździe z układem HV musi mieć odpowiednie kwalifikacje i przejść właściwe szkolenia.

Pomiar izolacji

Do pomiaru izolacji Bosch oferuje megaomomierz FSA 050. Jest to wysokiej klasy tester izolacji i wysokiego napięcia, który może być z powodzeniem używany do testowania jakości izolacji układu HV w pojazdach hybrydowych czy elektrycznych.
Należy pamiętać, że sposób wykorzystania testera (napięcie testowe, czas pomiaru) będzie opisany w dokumentacji serwisowej konkretnego pojazdu. Poniższe opisy są jedynie ogólnymi przykładami zastosowania megaomomierza FSA 050 przy pomiarach jakości izolacji.

Testowanie uzwojeń maszyny elektrycznej

Samochody hybrydowe/elektryczne są wyposażone w trójfazowe silniki prądu przemiennego z wirnikiem z magnesami trwałymi. Kontrolując silnik elektryczny, mierzymy jakość izolacji uzwojeń od obudowy wirnika. Napięcie testowe, czas pomiaru i rezystancja izolacji zależą od konkretnego pojazdu. Z reguły przykładamy napięcie minimum 500 V, pomiar trwa przynajmniej 5 sekund, a zmierzona minimalna rezystancja izolacji to kilkadziesiąt MΩ.

Kontrola rezystancji uzwojeń

Poza pomiarem jakości izolacji sprawdzamy, jaka jest rezystancja uzwojeń maszyny elektrycznej.
Ze względu na niewielką rezystancję uzwojeń, od kilkunastu do kilkudziesięciu mΩ, i niewielką tolerancję, do pomiaru używamy miliomomierza i wykonujemy go w temperaturze pokojowej lub korygujemy zmierzoną rezystancję w zależności od aktualnej temperatury uzwojeń według wzoru z dokumentacji producenta samochodu.

Testowanie przewodów układu HV

Przewody układu HV (pomarańczowy kolor izolacji) znajdują się pomiędzy takimi komponentami jak akumulator wysokowoltowy, inwerter, kompresor klimatyzacji, silnik/silniki elektryczne.
Co do zasady, przewody powinny być kontrolowane po odłączeniu od takich komponentów jak inwerter, chyba że w dokumentacji technicznej jest napisane inaczej.
Test przewodów układu HV polega na sprawdzeniu rezystancji izolacji od masy nadwozia (ekranu przewodu połączonego z masą nadwozia), sprawdzeniu, czy nie ma przebicia pomiędzy żyłami przewodu i ciągłości przewodu. Do testowania przewodów układu HV używamy megaomomierza. Napięcie testowe dobierane jest według danych z dokumentacji serwisowej pojazdu.

 

 

 

 

Opisane powyżej testy dotyczą niektórych czynności diagnostycznych wykonywanych przy diagnozie pojazdu wyposażonego w układ HV.

Jeszcze raz należy podkreślić, że bezpieczną pracę przy samochodach hybrydowych/elektrycznych zapewniają odpowiednie szkolenia i kwalifikacje, stosowanie procedur diagnostycznych/ bezpieczeństwa opisanych w dokumentacji technicznej producenta samochodu i używanie technicznych/osobistych środków ochrony.

Tomasz Miluski, Bosch Autospec nr 2/72

POWIĄZANE POSTY

Zostaw Komentarz