Hochvolttechnik in Kraftfahrzeugen Bergung und Rettung · Inverter / Konverter . HV Komponenten Inverter / Konverter . ... wandelt der DC/DC-Wandler (wie ein Transformator) die Gleichspannung

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

2

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.





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.





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.





Gemeinsamkeiten der elektrischen Anlage

Egal in welcher Konstellation – besteht die HV Anlage aus Energiespeicher,

Steuerung, E-Motor / Generator und eventuell einer Ladeeinheit.





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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„Ready“, „GO“ oder „„-Lampe signalisiert "Hochvoltsystem ist eingeschaltet"

30

"Ready"-Lampe signalisiert

"Hochvoltsystem ist eingeschaltet"

READY


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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


• 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


• 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.

63

Umgang mit Hochvolt-(HV-)Systemen

im Einsatzfall

64

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.



Vorgehensweise bei Bergung und Rettung

Rettungskarte


../../../Elektromobilität_Schulungsunterlagen/Schulungsunterlagen Feuerwehr/Mitsubishi_iMiEV_2011-.pdf

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.


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.



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

http://www.sblimotive.com/en/products.html



http://www.focus.de/auto/news/technik-nickel-metallhydrid-batterien-bleiben-im-rennen_aid_433967.html














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





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.

100

Mitsubishi i-Miev - Besonderheiten

Batteriekühlung / Verhalten bei Wasserschaden

Bei Löscharbeiten bisherigem Ausbildungsplan folgen.


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!


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


Fahrersitz durch Crash blockiert: Unter dem Sitz liegt aber der HV-Trennstecker/Trennschalter


Converter im Kofferraum: Deckel mit

Elektrosymbol gekennzeichnet

HV – Kabel nach

Crash Sichtbar


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


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

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Hochvolttechnik in Kraftfahrzeugen Bergung und Rettung · Inverter / Konverter . HV Komponenten Inverter / Konverter . ... wandelt der DC/DC-Wandler (wie ein Transformator) die Gleichspannung