Kiedy zachodzi konieczność wymiany akumulatora trakcyjnego
Framestock/stock.adobe.comWymiana akumulatora trakcyjnego po drobnych kolizjach często okazuje się zbędna – choć specyfikacje niektórych producentów sugerują inaczej. Eksperci podkreślają, że obecne procedury są zbyt restrykcyjne i generują niepotrzebne koszty napraw.
- Analiza rzeczywistych zdarzeń pokazuje, że w 95% przypadków akumulatory trakcyjne pozostają nienaruszone.
- Spektakularne wypadki, w których samochody ulegają całkowitemu zniszczeniu, zdarzają się rzadko i są jedynie marginesem w statystykach.
- Nowa bateria – tak, ale nie po każdej stłuczce! Poznaj opinie specjalistów zajmujących się badeniem stanu części samochodowych-powypadkowych.
Statystyki Federalnego Urzędu Statystycznego Niemiec z 2024 r. są jednoznaczne: z ok. 2,5 mln wypadków aż 2,2 mln dotyczyło wyłącznie szkód w pojeździe. Większość z nich miała miejsce przy prędkości poniżej 20 km/h – typowych dla sytuacji parkingowych, korków czy manewrów na ciasnych placach.
Z tego powodu firmy ubezpieczeniowe przeprowadzają testy klasyfikacyjne przy prędkości zaledwie 15 km/h. Jak wyjaśnia Carsten Reinkemeyer, kierownik działu technologii pojazdów i badań nad bezpieczeństwem w AZT Automotive GmbH:
90% zgłaszanych szkód komunikacyjnych powstaje przy różnicy prędkości nieprzekraczającej 20 km/h. Testy przy 15 km/h mają więc odzwierciedlać średnie koszty napraw, a nie ocenę bezpieczeństwa pasażerów. W rzeczywistych kolizjach mamy do czynienia z dwiema strefami zgniotu, dlatego test przy jednej strefie i prędkości 15 km/h wyznacza górną granicę tego, co uznajemy za typową szkodę.
Średnia wartość szkód komunikacyjnych w ramach odpowiedzialności cywilnej (OC) w Niemczech w 2023 r. wyniosła ok. 4000 euro. Choć kwota ta rośnie wraz z kosztami części i robocizny, wciąż pozostaje daleko poniżej progu, od którego ubezpieczyciel kwalifikuje szkodę jako całkowitą.
Różnice w kosztach napraw pojazdów elektrycznych
Pozornie identyczne kolizje potrafią generować zupełnie różne koszty napraw. Dyrektor zarządzający AZT, dr Christian Sahr, podkreśla:
Badania AZT wykazują rozpiętość od 3500 do 14 000 euro przy identycznym zderzeniu czołowym z prędkością 15 km/h, nawet w przy-padku porównywalnych pojazdów.
Źródłem różnic jest przede wszystkim jakość konstrukcji nadwozia i rozmieszczenie kluczowych elementów. Gdy uszkodzeniu ulegną chłodnica, reflektory czy podłużnice, koszty naprawy rosną znacząco.
Coraz większe znaczenie mają jednak procedury dotyczące obsługi akumulatora wysokonapięciowego (high voltage – HV). Najpoważniejszy problem stanowią restrykcyjne zasady producentów dotyczące postępowania z bateriami po wypadkach.
Ze względów bezpieczeństwa wielu z nich wprowadziło wytyczne, które w praktyce prowadzą do niepotrzebnej wymiany nienaruszonych akumulatorów HV. Te wytyczne powstały jednak w początkowej fazie rozwoju elektromobilności, gdy wiedza o zachowaniu się baterii podczas kolizji była ograniczona – i mimo nowych badań oraz doświadczeń do dziś nie zostały w pełni zaktualizowane.
Systemy bezpieczeństwa a koszty napraw
Wszystkie współczesne samochody elektryczne są wyposażone w wielopoziomowe systemy automatycznego odłączania układu wysokonapięciowego w przypadku kolizji. Aktywacja następuje po przekroczeniu określonych wartości ujemnego przyspieszenia, które są mierzone przez czujniki rozmieszczone w różnych punktach pojazdu.
System analizuje nie tylko siłę uderzenia, ale także:
- kierunek,
- czas trwania
- i charakterystykę zderzenia.
Większość producentów nie ujawnia dokładnych parametrów aktywacji, traktując je jako tajemnicę handlową. Wiadomo jednak, że system najczęściej uruchamia się wraz z wyzwoleniem poduszek powietrznych lub napinaczy pasów.
Może jednak działać także niezależnie – na podstawie danych z czujników przyspieszenia. Problem pojawia się już przy stosunkowo lekkich kolizjach. Jak relacjonuje Carsten Reinkemeyer:
W naszym teście przy 15 km/h poduszki powietrzne nie powinny się jeszcze aktywować. Nie jest to konieczne dla bezpieczeństwa pasażera przy tej prędkości. Napinacze pasów jednak już działają, co oznacza odłączenie układu wysokonapięciowego.
To automatyczne odłączenie, choć niezbędne z punktu widzenia bezpieczeństwa, generuje nowe problemy logistyczne i finansowe. Po kolizji pojazd elektryczny jest całkowicie unieruchomiony – nie można go uruchomić ani przemieścić dzięki jego napędowi, co wymaga specjalistycznego transportu.
Dodatkowo przywrócenie zasilania często wymaga interwencji autoryzowanego serwisu, co wiąże się z kolejnymi kosztami. Sposób przywracania układu HV wprost przekłada się na wysokość rachunku za naprawę.
W przypadku wyłączeń czysto elektronicznych ponowne uruchomienie systemu jest stosunkowo proste i tanie – zwykle sprowadza się do procedury diagnostycznej i potwierdzenia braku uszkodzeń. Znacznie droższe są rozwiązania z pirotechnicznymi bezpiecznikami (pyrofuse).
Pyrofuse – drobny element, wysokie koszty
Pyrofuse to urządzenie bezpieczeństwa, które za pomocą małego ładunku wybuchowego mechanicznie odłącza akumulator od układu napędowego. Jego przewagą nad rozłącznikami elektronicznymi jest niezawodność.
Działa bowiem zawsze, nawet przy całkowitym zaniku zasilania. Wadą pozostaje konieczność wymiany po każdej aktywacji – niezależnie od tego, czy rzeczywiście wystąpiło zagrożenie.
Lokalizacja bezpiecznika bezpieczeństwa w pojeździe elektrycznym ma kluczowe znaczenie dla kosztów naprawy. W modelach BMW czy Tesli element ten znajduje się we wnętrzu pojazdu i jest łatwo dostępny, co pozwala na jego wymianę za mniej niż 100 euro.
Znacznie gorzej wygląda sytuacja w autach Volkswagena czy Renault, gdzie pyrofuse umieszczono w obudowie akumulatora. W takich przypadkach konieczne jest wyjęcie i otwarcie całej baterii. Dla przykładu, Volkswagen pobiera ok. 1400 euro za zestaw naprawczy do jednostek sterujących systemem zarządzania akumulatorem.
Czy każda kolizja musi oznaczać nową baterię?
Niektórzy producenci, jak Renault, nadal wymagają wymiany akumulatora HV po każdym wypadku, w którym zadziałały poduszki powietrzne – nawet jeśli nie ma widocznych uszkodzeń mechanicznych. Saad Salah, kierownik działu technologii w grupie Renault w Niemczech, tłumaczy:
W takich przypadkach siły opóźnienia są na tyle duże, że nie można wykluczyć uszkodzeń wewnętrznych, takich jak mikropęknięcia w ogniwach czy przemieszczenia modułów wewnątrz obudowy.
Argumentacja ww. reprezentującego Renault opiera się na założeniu, że przeciążenia działające podczas kolizji mogą spowodować niewidoczne uszkodzenia akumulatora. A to w konsekwencji prowadziłoby do degradacji ogniw, wzrostu ich rezystancji wewnętrznej, natomiast w skrajnych przypadkach – do niestabilności termicznej i pożaru.
Eksperci branżowi coraz ostrzej krytykują takie podejście. Christian Sahr stwierdza:
Musimy odejść od ogólnej zasady, że wyzwolenie poduszki powietrznej automatycznie oznacza wymianę akumulatora trakcyjnego. Uszkodzenie baterii w tym zakresie prędkości zdarza się niezwykle rzadko.
Carsten Reinkemeyer dodaje:
Żadne laboratorium zderzeniowe nigdy nie zgłosiło problemów z akumulatorem HV, nawet przy prędkościach do 64 km/h w testach Euro NCAP. To najtrudniejszy test, w którym całkowitemu zniszczeniu ulegają pojazdy, ale nie bateria.
BMS widzi więcej niż mechanik
Nowoczesne systemy zarządzania baterią (battery management system – BMS) oferują niezwykle precyzyjne narzędzia diagnostyczne, które pozwalają obiektywnie ocenić stan akumulatora trakcyjnego po kolizji. Monitorują w czasie rzeczywistym setki parametrów – od napięcia każdego ogniwa, przez temperaturę w różnych punktach, po rezystancję wewnętrzną ogniw oraz prądy ładowania i rozładowania.
Po kolizji BMS automatycznie przeprowadza pełną diagnostykę, sprawdzając integralność wszystkich ogniw i modułów. Jeśli któreś z nich wykazuje odchylenia – np. różne wartości napięć, podwyższoną rezystancję czy nieprawidłową temperaturę – system natychmiast je wykrywa i izoluje.
Tak dokładna diagnostyka potrafi zidentyfikować nawet minimalne uszkodzenia niewidoczne dla tradycyjnych metod. Jeżeli system nie stwierdzi żadnych anomalii w napięciach, temperaturach lub rezystancji, można z dużym prawdopodobieństwem uznać akumulator HV za w pełni sprawny.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Akumulatory wiele wytrzymują
Badania niezależnych firm eksperckich m.in. Dekry, potwierdzają wysoką odporność akumulatorów wysokonapięciowych na uszkodzenia mechaniczne. Eksperci z Instytutu Techniki Samochodowej i Warsztatu Blacharskiego (KTI – Kraftfahrzeugtechnisches Institut und Karosseriewerkstätte GmbH & Co.), Philipp Fuchs i Rainer Kühl, uznają stosowanie stanu poduszek powietrznych za kryterium oceny akumulatora za „zbyt daleko idące i technicznie nieuzasadnione”.
Praktyka pokazuje, że w 95% wypadków akumulator trakcyjny – najlepiej chroniony element e-pojazdu – nie doznaje żadnych uszkodzeń. Dotyczy to zarówno drobnych kolizji, jak i poważniejszych wypadków.
Nawet w rzadkich przypadkach mechanicznych uszkodzeń baterii niemal nigdy nie dochodzi do „ucieczki termicznej” czy pożaru. Dobrym przykładem jest badanie Mini Coopera przeprowadzone w maju przez CTI we współpracy z niemieckim Centrum Rozwoju Technologii Rentgenowskich Fraunhofer-Gesellschaft.
Pojazd został uszkodzony w wyniku pożaru, który objął kabinę pasażerską i część układu napędowego. Ogień jednak nie rozpoczął się od akumulatora HV ani się na niego nie rozprzestrzenił.
Zarówno diagnostyka elektroniczna, jak i szczegółowe badanie rentgenowskie wykazały, że bateria pozostała w pełni sprawna i bezpieczna. Wszystkie ogniwa utrzymały prawidłowe parametry elektryczne i termiczne, a struktura mechaniczna modułów nie została naruszona.
Volkwagen daje przykład, inni milczą
Rainer Kühl z CTI zwraca uwagę na duże różnice w jakości wytycznych dotyczących oceny akumulatorów po wypadkach:
W zależności od producenta istnieją rzetelne i szczegółowe wytyczne dotyczące oceny akumulatorów HV lub nie ma żadnych i decyzje podejmuje autoryzowany serwis. Punktem odniesienia pod względem jakości informacji jest Volkswagen.
Dodaje też, że:
Instytut wspierają także stowarzyszenia branżowe, ubezpieczyciele, dostawcy danych oraz organizacja Dekra.
Volkswagen rzeczywiście wyróżnia się kompleksowością dokumentacji technicznej. Producent opracował szczegółowe procedury oceny uszkodzeń, które uwzględniają m.in.
- lokalizację i głębokość penetracji płyty ochronnej,
- kąt uderzenia
- czy prędkość, przy której miała miejsce kolizja.
Wytyczne są regularnie aktualizowane na podstawie informacji serwisowych i wyników badań. Na przeciwnym biegunie znajdują się niektóre marki – szczególnie nowe firmy chińskie czy start-upy – które w ogóle nie publikują szczegółowych instrukcji.
W takich przypadkach decyzje o dalszym postępowaniu z akumulatorem wysokiego napięcia podejmowane są ad hoc przez serwisy, co prowadzi do nieprzewidywalnych kosztów i czasu napraw. Taka różnorodność podejścia, choć częściowo zrozumiała w początkowej fazie rozwoju technologii, znacząco utrudnia pracę mechanikom. Branża warsztatowa oczekuje więc ujednolicenia specyfikacji między producentami, co uprościłoby codzienną praktykę serwisową.
OBD-II i BMS: pełny obraz stanu akulmulatora
Wbrew powszechnemu przekonaniu dane z akumulatora można odczytać za pomocą standardowej diagnostyki OBD-II (on-board diagnostics). Odpowiednie oprzyrządowanie pozwala monitorować m.in.
- wartość napięcia i temperatury poszczególnych ogniw,
- stan naładowania (state of charge – SOC),
- stan zdrowia (state of health – SOH),
- rezystancję wewnętrzną ogniw
- czy historię błędów.
Jeśli wszystkie parametry mieszczą się w normie, istnieje duże prawdopodobieństwo, że akumulator przetrwał kolizję bez uszkodzeń. Współczesne systemy BMS są na tyle zaawansowane, że wykrywają nawet minimalne odchylenia od wartości nominalnych.
A w przypadku, gdy port OBD-II jest uszkodzony lub niedostępny, większość akumulatorów wysokonapięciowych ma własny port diagnostyczny, do którego można się podłączyć przez specjalny adapter. Konstrukcja modułowa akumulatorów HV teoretycznie umożliwia naprawę poprzez wymianę wybranych elementów – płyty ochronnej, obudowy, modułów ogniw czy jednostek sterujących.
W praktyce jednak kluczowe znaczenie ma polityka producentów. Europejskie marki zazwyczaj dopuszczają naprawy w sieci autoryzowanych warsztatów i zapewniają dostęp do części zamiennych.
Tesla i Mercedes-Benz realizują naprawy baterii wyłącznie we własnych wyspecjalizowanych centrach, natomiast wielu chińskich producentów wciąż wymienia całe systemy. Część niezależnych warsztatów opracowała własne procedury naprawcze, jednak w takich przypadkach trzeba się liczyć z utratą gwarancji.
Porażenie prądem? Fakty kontra strachy
Wokół bezpieczeństwa samochodów elektrycznych po wypadkach narosło wiele mitów. Najpopularniejszy z nich dotyczy rzekomego zagrożenia porażeniem prądem o wysokim napięciu w rozbitych pojazdach.
W rzeczywistości automatyczne systemy bezpieczeństwa natychmiast po osiągnięciu określonego progu przeciążenia odłączają akumulator trakcyjny od układu wysokiego napięcia. Nawet gdyby system zawiódł, realne zagrożenie pojawiłoby się dopiero w sytuacji jednoczesnego dotknięcia biegunów dodatniego i ujemnego.
Sam fakt udziału samochodu elektrycznego w wypadku nie powinien więc powstrzymywać nikogo przed udzieleniem pomocy poszkodowanym. Kwarantanna pojazdu po kolizji jest konieczna tylko wtedy, gdy akumulator uległ rzeczywistym uszkodzeniom mechanicznym lub diagnostyka elektroniczna wykaże nieprawidłowości (takie jak nadmierna temperatura ogniw czy duże różnice wartości napięć między nimi).
Niepotrzebne wymiany sprawnych akumulatorów wynikające z nadmiernej ostrożności znacząco podnoszą koszty napraw, a to bezpośrednio przekłada się na wysokość składek ubezpieczeniowych. W efekcie samochody elektryczne stają się mniej atrakcyjne ekonomicznie, co może spowalniać rozwój elektromobilności.
Eksperci są zgodni, że obecne procedury wymagają rewizji. Zbyt skomplikowane procesy naprawcze – jak konieczność wyjmowania i otwierania akumulatora w celu wymiany bezpiecznika – generują nieuzasadnione koszty.
Branża potrzebuje więc prostszych i racjonalniejszych rozwiązań. Analiza problematyki jednoznacznie pokazuje, że wielu producentów stosuje nadmiernie restrykcyjne procedury, oparte a przestarzałych założeniach dotyczących wytrzymałości baterii HV.
Tymczasem w 95% przypadków akumulatory pozostają nienaruszone po drobnych kolizjach, a ich obligatoryjna wymiana po zadziałaniu poduszek powietrznych jest technicznie nieuzasadniona.
Artykuł opracowano na podstawie publikacji Jana Rosenowa: „Airbag raus = Hochvoltbatterie raus?”, „Die zehn hartnäckigsten Mythen zu verunfallten E-Autos”, „kfz-betrieb”.
