Hoe veilig werken aan hybride- en elektrische voertuigen

Speciale gereedschappen en beschermingsmiddelen zijn vitaal

Veilig werken aan hybride elektrische voertuigen (HEV) en elektrische voertuigen (EV) vereist het gebruik van beschermingsmiddelen en speciale gereedschappen, alsook het strikt volgen van veiligheidsrichtlijnen en -procedures. Gebeurt dit niet, dan kan dit resulteren in ernstige schade en levensbedreigende situaties.

Risico's bij het omgaan en werken met (H)EV's

Uitgelicht voorbeeld: thermal runaway

Elektrische voertuigen brengen bepaalde inherente risico's met zich mee voor de technici die ermee omgaan. Een voorbeeld is thermal runaway. Diverse mogelijke oorzaken (onder meer fysieke beschadiging) kunnen ertoe leiden dat een batterijcel oververhit raakt, wat kan leiden tot vrijkomende brandbare gassen, brand en zelfs een explosie, als dit niet onder controle wordt gehouden. Het fenomeen kan zich uitbreiden naar naburige batterijcellen, waardoor de gebeurtenis escaleert.

Het blussen van lithiumionbatterijen vereist gespecialiseerde brandbestrijdingsmethoden. Bij extreem hoge temperaturen kan het vuur na het blussen heroplaaien, als deze niet verder gekoeld worden met water.

Bovendien kunnen bij de brand chemicaliën in (H)EV-batterijen vrijkomen en brandwonden of ademhalingsproblemen veroorzaken.

Batterij verwijderen, repareren, vervangen

EV-batterijen werken met spanningen van 800 V of meer, afhankelijk van het voertuigtype en model. Omwille van deze hoge spanningen is een correcte omgang met deze voertuigen van vitaal belang.

Algemeen gelden voltages vanaf ca. 30 V wisselspanning als zijnde gevaarlijk, omdat de huidweerstand op dit punt aanzienlijk afneemt en er dus meer stroom door het lichaam vloeit. Het is de stroomsterkte (ampère) die de schade veroorzaakt. Meer dan 10 mA kan pijnlijke schokken veroorzaken, meer dan 100 mA kan dodelijk zijn.

Het zijn met name de hogere spanningen – boven 30 V wisselstroom of 60 V gelijkstroom – die stromen leveren boven de gevaarlijke drempelwaarde. Vooral in situaties waarin de huidweerstand laag is – dit is zeker het geval bij een natte of beschadigde huid – of wanneer er een langdurige blootstelling aan de stroom plaatsvindt. 

Algemeen gelden voltages vanaf ca. 30 V wisselspanning als zijnde gevaarlijk

Inspectie van hogespanningskabels en bedrading

Zelfs als een (H)EV uitgeschakeld is, kan de hogespanningsbedrading onder spanning staan en elektrische schokken toebrengen. Beschadigde kabels kunnen vonken of kortsluiting veroorzaken.

Diagnose en vervanging van omvormers

(H)EV's gebruiken omvormers om de spanning te regelen en wisselstroom om te zetten in gelijkstroom. Deze componenten slaan veelal elektrische lading op, zelfs nadat het voertuig is uitgeschakeld.

Onderhoud koelsysteem

Veel (H)EV's gebruiken elektrische koelvloeistofpompen en gespecialiseerde koelvloeistoffen die gevaarlijk zijn als ze worden ingeademd of ingeslikt. In sommige hogespanningscomponenten zijn koelcircuits geïntegreerd, wat een risico op elektrocutie met zich meebrengt als er verkeerd mee wordt omgegaan.

Verwijderen en isoleren van servicestekker

De servicestekker is het belangrijkste ontkoppelingspunt voor het hogespanningssysteem. Een incorrecte verwijdering kan leiden tot een onbedoeld contact met de hogespanningsklemmen.

Opsporen en herstellen van koelmiddellekkage

Sommige EV's gebruiken koelvloeistoffen voor het koelen van de batterij en elektronica. Als deze vloeistoffen door lekken in het batterijpakket terechtkomen, kan dit kortsluiting veroorzaken, wat op zijn beurt kan leiden tot brand.

Herstelling van boordlader en hulpsysteem

Boordladers en hulpsystemen kunnen onder hoge spanning staan, zelfs nadat het voertuig is uitgeschakeld, wat risico's op elektrische schokken en vlambogen met zich meebrengt.

Beschermingsmiddelen

Persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM)

Vlamboogbestendige gelaatsschermen bieden bescherming tegen potentiële vlamboogflitsen, vonken, rondvliegende gesmolten delen en thermische gevaren bij het werken met hogespanningssystemen. 

Vlamboogbestendige veiligheidsbrillen vervullen een gelijkaardige functie. Voor werkzaamheden met een hoog vlambooggevaar wordt de combinatie aangeraden voor een volledige bescherming van de ogen en het gezicht. Bij werkzaamheden met een lager risico op vlambogen maar met kans op rondvliegende gesmolten delen – onder meer bij diagnostiek en inspecties – kan een vlamboogbestendige veiligheidsbril voldoende zijn. Het gelaatsscherm wordt zelden gebruikt zonder veiligheidsbril met vlamboogcoating, behalve bij werken waarbij rondvliegende gesmolten delen de grootste zorg betekenen en er geen gevaar is voor vlamboogflitsen.

Vlamboogbestendige kleding wordt gebruikt bij risicovolle werkzaamheden aan elektrische voertuigen (EV's) waarbij er een aanzienlijk risico is op een vlamboog- of elektrische schok.

Elektrisch isolerende handschoenen (uit natuurlijk of synthetisch rubber) beschermen de drager bij hogespanningswerkzaamheden tegen schokken. Ze moeten daarbij beschermen tot zeker 1.000 V. Deze handschoenen moeten dan gecombineerd worden met leren overhandschoenen, om de isolerende handschoenen fysiek te beschermen. Immers, elke kleine perforatie of scheur van die laatste kan de technicus blootstellen aan hogespanningsgevaar. Een bijkomend voordeel van de leren overhandschoenen is dat ze een betere grip en bescherming bieden tegen hitte, en het feit dat ze door hun robuustere karakter langer meegaan bij het vaak uitvoeren van zwaarder werk. Ze bieden ook enige bescherming tegen vonken, maar zijn geen vervanging voor vlambooggecertificeerde handschoenen. Zowel de leren overhandschoenen als de rubberen handschoenen moeten regelmatig geïnspecteerd worden om ervoor te zorgen dat ze effectief bescherming blijven bieden. In elke situatie bepaalt de risicobeoordeling welke handschoenen aangewezen zijn – geïsoleerde en/of chemisch bestendige handschoenen.

Elektrisch isolerend schoeisel voorkomt aarding van de drager, wat deze beschermt tegen schokken.

Elektrohelmen worden gebruikt voor het werken met onderdelen onder spanning of in de buurt van onderdelen onder spanning. Ze beschermen de drager tegen elektrocutie.

Collectieve beschermingsmiddelen (CBM)

Elektrisch isolerende werkbanken of rubberen matten worden geplaatst in werkruimtes om aarding van het voertuig te voorkomen en zodoende technici te beschermen tegen onverwachte elektrische ontladingen.

Elektrisch isolerende folies vormen een barrière tussen werknemers en onder spanning staande elektrische apparatuur.

Signalisatie, zoals de afbakening van een specifieke ruimte door middel van waarschuwingslinten, vlaggen, bordjes e.d. maakt personen in de onmiddellijke omgeving duidelijk dat er voorzichtig omgegaan moet worden met het voertuig en dat niet-essentieel contact met het voertuig vermeden moet worden.

Lock-out/tag-out (LOTO)-systemen worden gebruikt om de stroomtoevoer naar specifieke onderdelen fysiek te blokkeren en te labelen, zodat ze bij werkzaamheden niet per ongeluk worden ingeschakeld.

Voor het veilig vervoer van HEV's met mogelijke beschadiging van de batterij bestaan er transportsets met brandwerende dekens, om de eventuele verspreiding van vuur in het voertuig te voorkomen. Garages die road assistance aanbieden en een beschadigd voertuig moeten weghalen van de plaats van het ongeval, dienen het voertuig bij het geringste vermoeden van batterijschade hiermee in te pakken. 

Daarnaast bestaan er ook brandwerende containers voor elektrische voertuigen, waarin het risicovoertuig kan worden geborgen, bijvoorbeeld in afwachting van herstel in de garage.

Speciale uitrusting

Isolerende handgereedschappen

Isolerende schroevendraaiers, moersleutels, tangen en andere gereedschappen helpen om elektrische schokken of het onbedoeld maken van kortsluitingen te voorkomen bij het uitvoeren van HV-werkzaamheden.

Meetinstrumenten

Met digitale multimeters gecategoriseerd als CAT III of IV (tot 1.000 V of meer) meet je veilig DC- en AC-spanning, stroom, weerstand en continuïteit in de hogespanningscircuits van elektrische voertuigen. Technici gebruiken deze meters voor het controleren van spanning op batterijpolen, het controleren van de ingangen en uitgangen van omvormers, en of hogespanningssystemen veilig kunnen worden losgekoppeld vooraleer aan de slag te gaan.

Een isolatietester meet de isolatieweerstand van hogespanningskabels, batterijpakketten en wikkelingen van elektromotoren om mogelijke isolatiedegradatie of kortsluiting op te sporen. Dit toestel is essentieel voor het diagnosticeren van de integriteit van de isolatie in kabels. Het testen gebeurt door een hoge gelijkspanning (bv. 500 V of 1.000 V) toe te passen.

Een stroomtang (CAT III of CAT IV) meet stroom in hogespanningskabels zonder dat de technicus tijdens het meten rechtstreeks contact moet maken, wat het werken aan HV-systemen veiliger en sneller maakt. Veelal is de tang ontworpen om zowel AC als DC stroom te meten. De stroom wordt gecontroleerd in hogespanningskabels van en naar de batterij, omvormer en elektromotor om laad- en ontlaadstromen te diagnosticeren of onverwachte stroomafname te identificeren.

Door middel van warmtebeeldcamera's zijn temperatuurverschillen in EV-onderdelen en -systemen te detecteren die potentieel wijzen op problemen zoals oververhitting of slechte verbindingen. Concreet kan dit worden ingezet voor het inspecteren van HV-componenten, batterijpakketten, en van aansluitingen en bedrading – om potentiële problemen zoals falende isolatie, losse aansluitingen of andere thermische problemen te identificeren.

Een oscilloscoop (met HV-sondes) meet en visualiseert de golfvorm van spanning en stroom, wat vooral handig is bij het diagnosticeren van problemen in complexe elektronische componenten zoals omvormers en motorbesturingen. Dit toestel vereist een hogespanningsprobe om veilig om te gaan met de HV-signalen van EV-systemen. Het is een essentieel instrument voor het analyseren van signaalintegriteit en prestaties in hogespanningscircuits zoals motorbesturingssystemen, om signaalvervorming of andere storingen te identificeren.

HV-ontladingsgereedschap ontlaadt volledig en op een veilige manier de restspanning van condensatoren in het omvormer- of accusysteem, wat nodig is vooraleer de technicus begint met HV-onderhoudswerkzaamheden.

Belangrijke veiligheidspraktijken

Regelmatige inspectie

Zowel voor de PBM als speciale gereedschappen geldt natuurlijk dat een regelmatige inspectie aan de orde is om de vooropgestelde veiligheid effectief te kunnen garanderen. 

Handschoenen, bijvoorbeeld, dienen vóór en na gebruik goed gecontroleerd te worden op scheurtjes (tussen de vingers is een zwak punt).

Training

Het is de verantwoordelijkheid van de werkgever om ervoor te zorgen dat de technici die hij tewerkstelt opgeleid zijn om te kunnen omgaan met de risico's tijdens het werken aan (H)EV's (o.m. veiligheidsprotocollen bij activiteiten met hogespanning ...).

"Van vitaal belang blijft het strikt volgen van alle veiligheidsrichtlijnen" 

Volgen van de voorschriften

Van vitaal belang is in elk geval dat de uitvoerende technicus de voorgeschreven richtlijnen volgt: zowel deze van de betrokken fabrikanten (speciale gereedschappen, beschermingsmateriaal, voertuigconstructeur), als deze van de werkgever.

Felice La Rizza, technisch consultent bij Educam: "Werken met HV-systemen in relatie tot H(EV)’s vereist altijd een zorgvuldige afweging van de mogelijke gevaren. Het is cruciaal om niet in een routine te vervallen, aangezien dit levensgevaarlijk kan zijn. De reparatiehandleiding van de constructeur, die een gedetailleerd stappenplan biedt om ervoor te zorgen dat alles veilig en volgens de richtlijnen verloopt, beschouw ik als de sleutel tot succes."

In samenwerking met Educam, het kennis- en opleidingscentrum van de autosector en aanverwante sectoren (www.educam.be)