Kfz-Hochvolttrainer

Das Stromnetz eines Elektrofahrzeugs ist ein Bordnetz der Spannungsklasse B und stellt im Fahrbetrieb ein isoliert aufgebautes Stromversorgungssystem dar (IT-Netz). An dem Kfz-Hochvolttrainer kann markenunabhängig der Umgang mit Hochvoltkomponenten von Hybrid-/Elektrofahrzeugen praxisnah geübt werden. Das Gerät ist sowohl für die Demonstration durch den Ausbilder/Lehrer als auch für die fachpraktische Übung durch den Auszubildenden/Schüler geeignet.

Das System ist so ausgelegt, dass Messungen spannungsfrei oder an unter Spannung stehenden Teilen durchgeführt werden können (DGUV Stufen 1 bis 3). Alle Messungen/Übungen sind für den Durchführenden auch ohne besondere Sicherheitsausrüstung ungefährlich durchführbar. So kann auch das Freischneiden von HV-Komponenten unter Last als Lernsituation für Rettungskräfte gefahrlos durchgeführt werden, wobei der Effekt der Lichtbogenbildung beim Durchtrennen der Hochvoltkabel sichtbar ist. Nach dem Durchtrennen eines Hochvoltkabels muss ein neues Kabel konfektioniert und montiert werden. Dazu bietet sich der Satz Hochvoltkabel mit Kabelschuhen 6890818 unter Zuhilfenahme des Werkzeugsatzes 6890817 an.

Folgende Ausbildungsinhalte können mit dem Trainer abgedeckt werden:

• Normen und Sicherheitsrichtlinien, Sicherheitsregeln
• Aufbau elektrischer Netze
• Zweispannungsbordnetz
• Verbindungssysteme für HV-Kabel
• Funktionsweise elektrischer Antriebe
• Die Asynchronmaschine als Traktionsmotor
• Unfallverhütungsvorschriften
• DGUV Lehrgänge Stufen 1 bis 3
• Arbeiten unter Spannung (AuS)
• Original Sicherheitstrennstecker und Sicherheitslinie
• HV-Spannung prüfen
• Überwachungseinrichtung Pilot-/Sicherheitslinie/Interlock
• Schaltbares Crash-Signal mit Auswertung
• Überwachung des Isolationswiderstandes nach ISO6469-3
• Isolationswiderstände prüfen
• Schutzmaßnahmen in Kraftfahrzeugen
• Festlegung „HV-eigensicheres Fahrzeug"
• Freischaltvorgang
• Schutz gegen Wiedereinschalten
• Freischneiden
• Gefährdung durch Einwirken des elektrischen Stroms
• Ladesysteme und Betriebsarten
• Logische Oder-Schaltungen (Wired-Or)
• Kriterien für den Einsatz von Prüfgeräten
• Hochvoltverbraucher DC/DC-Wandler
• Hochvoltverbraucher Klimakompressor
• Funktionsstörungen an HV-Systemen diagnostizieren
• Arbeiten mit Schaltplänen
• Benutzung der persönlichen Schutzausrüstung PSA
• Servicearbeiten
• • Prüfen von Prüfmitteln
  • Serviceinformationen
  • Servicearbeiten an Hochvoltsystemen durchführen
• Reparaturarbeiten
• • Reparatur von Potentialausgleichleitungen
  • Deaktivierung eines Hochvoltsystems
  • Reparaturarbeiten an Hochvoltkabeln durchführen
  • Wiederinbetriebsetzung von Hochvoltsystemen
• Diagnosearbeiten
• • Fehlersuche an Hochvoltsystemen
  • Fehlerbeseitigung an Leitungen
  • Diagnosearbeiten an Hochvoltsystemen durchführen
• Komponenten in Hochvoltsystemen
• • On-Board-Ladesystem
  • Hochvoltbatterie
  • Inverter
  • Drehstrommotor
  • HV-Klimakompressor

Es ist ein originaler Servicewartungsstecker verbaut, dem eine abschließbare Schutzabdeckung beiliegt um gegen Wiedereinschalten sichern zu können.

Um einheitliche Ausgangsbedingungen für die Experimente herzustellen, sind mechanische Fehlerschalter bereits integriert, mit denen sich 56 fehlerhafte Systemzustände auch bei ausgeschaltetem Gerät aktivieren lassen.

Beispielsweise können folgende Fehler geschaltet werden:

• Sicherheitslinie (Control Pilot-Signal) defekt
• Isolationswiderstand Stufe I (Warnung)
• HV-Batteriepoloxidation
• Isolationswiderstand Stufe II (Abschaltung)
• Marderverbiss an HV-Kabeln
• Übergangswiderstand Potentialausgleich zu hoch
• Fehlerhafte Restenergieentladung
• Körperschluss zwischen Plus und Bauteilgehäuse
• Körperschluss zwischen Minus und Bauteilgehäuse
• Körperschluss von Plus und Minus an unterschiedlichen Bauteilen
• Körperschluss von Plus und Minus an unterschiedlichen Bauteilen und defekte Potentialausgleichleitung
• Defekt im On-Board-Charger (OBC)

Eine weithin sichtbare dreifarbige Signalleuchte zeigt der Aufsichtsperson den Betriebszustand an. Das Gerät ist durch einen gut erreichbaren Notaus-Schalter auf der Oberseite abgesichert ebenso wie die Zugriffsebenen über Schlüsselschalter freizuschalten sind. Die Bedienelemente und Schalter sind seitlich angeordnet und durch eine abschließbare Tür gesichert. Die Klemmkästen zum Anschluss der 3 Hochvolt-Drehstromleitungen sind durch überwachte und abnehmbare Plexiglasscheiben abgedeckt und geschützt.

Folgende Messungen bzw. Prüfungen können durchgeführt werden:

• Messen der HV-Spannung von 200 VDC
• Messen der Batterieblockspannung von 50 VDC
• Messung an der Sicherheitslinie
• Prüfung der Abschirmung
• Messung des Isolationswiderstandes
• Überprüfung der Arbeitsweise des Isolationswächters
• Spannungs- und Strommessung am Antriebsmotor
• Messung der Inverter-Zwischenkreisspannung
• Potentialausgleichsmessungen
• Messung des (PWM-) CP-Signals der Ladesteckdose bei angeschlossener Ladeinfrastruktur
• Messung am PP-Kontakt der Ladesteckdose
• Messung am 12-V-Bordnetz

Drei Warnlampen an der Gerätefront zeigen Isolationsfehler, Fehler der Hochvoltversorgung sowie Fehler in der Sicherheitslinie an. Die Messbuchsen sind komplett als 4-mm-Sicherheitsbuchsen ausgeführt.

Diverse Baugruppen sind zum besseren Verständnis anschließbar oder integriert:

• Nachbildung eines Dreiphasenantriebsmotors
• Isolationswächter mit Warn- und Abschaltstufe inkl. Anzeige
• Crashauslösesimulation
• Ladefreigabeschalter
• Sicherheitslinie mit 12 über 4-mm-Sicherheitsbuchsen zugänglichen Messpunkten
• Fehlerschaltung
• Ladesteckdose Typ 2
• Aktives Ladekabel

Die Simulation des Aufladens der Fahrzeugbatterie im Mode 2 von Plug-In-Fahrzeugen über die 230-V-Wechselspannung aus der Steckdose kann mit Hilfe eines entsprechenden Ladekabels, z. B. 739950, durchgeführt werden. Dazu ist an der Seite eine Ladesteckdose sowie eine On-Board-Ladeeinrichtung vorhanden, die die von der Infrastrukturseite nach DIN IEC 61581-1 geforderte Kommunikation übernimmt. Bei aktiver Ladung ist der Stecker in der Steckdose verriegelt und ein Start des Fahrzeugs nicht möglich! Ebenso können die didaktische Ladesäule 739948 oder eine original Wallbox angeschlossen werden.

Zum besseren didaktischen Verständnis ist die Trainingstafel vollflächig fotorealistisch farbig bedruckt und mit einschlägigen Warnhinweisen gestaltet. Alle Funktionsbaugruppen sowie die Spannungsebenen sind dadurch grafisch hervorgehoben und klar erkennbar.

Das Gerät steht auf rutschhemmenden Gummifüßen und ist zum Transport mit zwei massiven Tragegriffen ausgestattet.