Uszkodzenia przewodów wysokiego napięcia w samochodach elektrycznych na przykładzie pojazdów Tesla.
Konsekwencje niefachowych napraw powypadkowych, to prawdziwa zmora, wśród tych, którzy chcą zaoszczędzić za wszelką cenę. Ale czy to rzeczywiście ma sens? A może nie warto szkodzić samemu sobie.
Wprowadzenie
Samochody elektryczne wykorzystują rozbudowane instalacje wysokiego napięcia (HV), które odpowiadają za przesył energii pomiędzy akumulatorem trakcyjnym, falownikiem, silnikiem oraz układami pomocniczymi. W pojazdach marki Tesla przewody HV są łatwo rozpoznawalne dzięki charakterystycznej pomarańczowej izolacji, będącej międzynarodowym standardem identyfikacji instalacji wysokiego napięcia w pojazdach elektrycznych. Przerwody te mają również odpowiednią grubość (przekrój), dzięki czemu można je od razu rozpoznać.
Uszkodzenia tych przewodów należą do najpoważniejszych problemów powypadkowych pojazdów elektrycznych. Szczególnie niebezpieczne są sytuacje, w których uszkodzenie powstałe w wyniku kolizji zostaje ukryte lub niewłaściwie naprawione, a przewód pozostaje mechanicznie zgnieciony lub ociera się o element konstrukcyjny pojazdu.
Mechanizm powstawania uszkodzenia przewodów HV
W przypadku kolizji drogowej w przedniej części pojazdu często dochodzi do:
• deformacji elementów strukturalnych,
• przesunięcia mocowań instalacji elektrycznej,
• zgniecenia lub przyciśnięcia wiązek przewodów.
Jeżeli po naprawie powypadkowej przewód HV pozostanie ściśnięty między elementami konstrukcyjnymi, dochodzi do powolnego procesu degradacji izolacji.
Proces ten przebiega zwykle w kilku etapach:
1. Zgniecenie przewodu – deformacja izolacji i ekranu.
2. Powstawanie mikropęknięć izolacji.
3. Stałe tarcie przewodu o element karoserii podczas jazdy.
4. Stopniowe przecieranie izolacji.
5. Odsłonięcie warstw ekranujących lub przewodnika.
6. Dostanie się do środka wilgoci.
Dokładnie taki obraz można zaobserwować na dostarczonym zdjęciu – izolacja została rozerwana, a pod nią widoczna jest warstwa ekranu oraz włókien wzmacniających.
Dlaczego takie uszkodzenie jest szczególnie niebezpieczne?
Instalacje HV w pojazdach elektrycznych pracują przy napięciach sięgających kilkuset woltów. W pojazdach marki Tesla typowe napięcie systemowe wynosi około 400 V DC. W innych autach stosuje się nawet instalacje 800, 900 a nawet 1000V.
Uszkodzenie izolacji przewodu może prowadzić do:
1. Ryzyka porażenia prądem
Uszkodzony przewód HV może w pewnych warunkach doprowadzić do pojawienia się napięcia na elementach metalowych nadwozia.
2. Zwarcia do masy pojazdu
Jeżeli przewód przetrze się całkowicie, może dojść do kontaktu z konstrukcją pojazdu.
3. Lokalnego przegrzewania
Uszkodzona izolacja i ekran mogą powodować wzrost oporu i lokalne nagrzewanie.
4. Ryzyka pożaru
W ekstremalnych przypadkach uszkodzenie instalacji HV może prowadzić do zapłonu materiałów izolacyjnych lub komponentów w pobliżu przewodu.
Stanowisko producenta dotyczące napraw przewodów HV
Dokumentacja serwisowa Tesla jest w tej kwestii jednoznaczna:
• przewody wysokiego napięcia nie mogą być naprawiane,
• w przypadku ich uszkodzenia należy wymienić cały fragment wiązki lub kompletny przewód.
Producent wskazuje również, że każda ingerencja w instalację HV powinna być wykonywana wyłącznie przez przeszkolonych techników, z użyciem odpowiednich środków ochrony osobistej oraz procedur izolacji napięcia.
Typowy scenariusz niefachowej naprawy powypadkowej
W praktyce rynku wtórnego często spotyka się pojazdy powypadkowe naprawiane poza autoryzowaną siecią producenta. W takich przypadkach pojawiają się typowe błędy:
• pozostawienie zdeformowanych uchwytów instalacji,
• niewłaściwe prowadzenie wiązek elektrycznych,
• brak wymiany przewodów po kolizji,
• prowizoryczne zabezpieczenie izolacji taśmą lub silikonem.
W efekcie przewód może być przez długi czas przyciskany do elementu konstrukcyjnego, co prowadzi do stopniowego przecierania izolacji – często przez tysiące kilometrów jazdy.
Takie uszkodzenia są szczególnie podstępne, ponieważ:
• nie są widoczne z zewnątrz,
• znajdują się pod elementami plastikowymi lub w komorze bagażnika przedniego (frunk),
• mogą ujawnić się dopiero po długim czasie.
Nawet niewielkie uszkodzenie może z czasem narobić mnóstwo problemów.
Może też przeobrazić się w miarę upływu czasu w dość duży problem, i nie chodzi
tylko o rozległość uszkodzonej izolacji, ale bardziej o to jakie objawy pokaże nam samochód.
A tych może być mnóstwo, łącznie z uniemożliwieniem dalszej jazdy naszym EV.
Lokalizacja problemu – komora przedniego bagażnika
W wielu modelach Tesla część przewodów HV przebiega w przedniej części pojazdu, w pobliżu:
• przetwornicy DC-DC,
• systemu klimatyzacji,
• rozdzielaczy wysokiego napięcia.
Po kolizjach czołowych właśnie ta strefa jest najbardziej narażona na deformację konstrukcji i uszkodzenia instalacji elektrycznej.
Objawy uszkodzenia przewodów HV
Uszkodzenie może przez długi czas nie dawać żadnych objawów. W późniejszym etapie mogą pojawić się:
• błędy systemu wysokiego napięcia,
• komunikaty o problemach z ładowaniem,
• wyłączanie napędu,
• błędy izolacji baterii,
• awaryjne odłączenie systemu HV
Wnioski
Uszkodzenie przewodów wysokiego napięcia w samochodach elektrycznych jest jednym z najpoważniejszych skutków nieprawidłowych napraw powypadkowych. Przykład z komory przedniego bagażnika pokazuje, jak pozornie niewielkie zgniecenie przewodu może doprowadzić do stopniowej degradacji izolacji i potencjalnie niebezpiecznej sytuacji eksploatacyjnej.
Zgodnie z wytycznymi producenta pojazdu Tesla każdy przypadek uszkodzenia przewodu HV powinien skutkować wymianą całej wiązki lub przewodu, a nie próbą jego naprawy.
Ignorowanie tych zaleceń lub prowizoryczne naprawy wykonywane poza autoryzowanym serwisem mogą prowadzić do poważnych zagrożeń technicznych i bezpieczeństwa.
