Wymiana modułów akumulatora trakcyjnego – usługa z potencjałem
AdobeStock_xiaolianggeRosnąca liczba pojazdów elektrycznych i hybrydowych na drogach oznacza nowe wyzwanie dla warsztatów samochodowych. Jest nim naprawa i serwisowanie akumulatorów trakcyjnych. Wiąże się z tym pytanie, czy przy spadku wydajności lub awarii konieczna jest wymiana tego drogiego akumulatora. Okazuje się, że w większości przypadków wystarczy wymienić jedynie uszkodzone moduły. I właśnie to daje warsztatom szansę na rozwój usług, a przy tym znaczące obniżenie kosztów naprawy dla klientów.
- Elektromobilność w Polsce dynamicznie się rozwija, a liczba pojazdów elektrycznych i hybrydowych na drogach systematycznie rośnie. To oznacza, że warsztaty samochodowe muszą rozszerzyć zakres usług o serwisowanie układów wysokiego napięcia – w tym akumulatorów trakcyjnych, które z czasem ulegają zużyciu.
- Wszystko o akumulatorze trakcyjnym: co z jego wymianą – czy zawsze jest konieczna?
- Akumulatorowy biznes dla warsztatów – jak go rozkręcić?...
- Certyfikaty i dokumenty wystawiane przez Stowarzyszenie Elektryków Polskich (SEP).
Pierwsze hybrydy pojawiły się na rynku ponad 25 lat temu, a ich właściciele coraz częściej stają przed koniecznością naprawy akumulatorów. Podczas gdy autoryzowane serwisy koncentrują się głównie na naprawach gwarancyjnych, niezależne warsztaty mają szansę przyciągnąć klientów, którzy szukają ekonomiczniejszych rozwiązań. W wielu przypadkach, zamiast wymieniać cały, kosztowny akumulator wysokonapięciowy (high voltage – HV), wystarczy wymienić tylko uszkodzone moduły.
Akumulator trakcyjny – czy zawsze potrzebna jest wymiana?
Akumulator trakcyjny to jeden z najdroższych komponentów w pojazdach elektrycznych i hybrydowych (obecnie jego koszt może stanowić 35–40% wartości samochodu). Z czasem jego wydajność spada – im więcej cykli ładowania i rozładowania, tym szybciej się zużywa. A to prowadzi do zmniejszenia zasięgu pojazdu i rosnącego niezadowolenia kierowcy. W praktyce całkowite uszkodzenie akumulatora trakcyjnego zdarza się jednak rzadko.
Najczęściej problem dotyczy pojedynczych ogniw. Można to porównać do łańcucha, którego wytrzymałość zależy od najsłabszego ogniwa. W baterii trakcyjnej ogólna pojemność jest ograniczona przez stan najsłabszego ogniwa w module. To zjawisko przypomina problem znany użytkownikom smartfonów i laptopów – naładowana bateria początkowo pokazuje pełny stan, ale jej wydajność szybko spada. Oznacza to, że utrata pojemności przez pojedyncze ogniwa może obniżyć wydajność całego akumulatora.
Na szczęście w większości przypadków nie trzeba wymieniać całego, kosztownego akumulatora. Wystarczy zastąpić moduły z uszkodzonymi ogniwami. Dla właścicieli pojazdów po gwarancji to świetna wiadomość. Wymiana pojedynczych modułów to bowiem znacznie mniejszy wydatek niż zakup nowego akumulatora HV.
Modele serwisowe naprawy akumulatorów trakcyjnych
Producenci samochodów rozwijają różne koncepcje serwisowe i naprawcze dla akumulatorów trakcyjnych. Obecnie funkcjonuje ok. 5 modeli naprawy:
1. Naprawa bezpośrednio u producenta pojazdu – po wcześniejszej diagnozie w centrum serwisowym.
2. Serwis w autoryzowanym centrum naprawy akumulatorów producenta.
3. Naprawa w autoryzowanym serwisie producenta.
4. Serwis w niezależnym warsztacie, który ma odpowiednie przeszkolenie i wyposażenie.
5. Regeneracja w niezależnej firmie, która specjalizuje się w naprawie akumulatorów – po wcześniejszym wymontowaniu jednostki przez warsztat z odpowiednią wiedzą w zakresie HV.
Procedury wymiany modułu akumulatora litowo-jonowego
Naprawa akumulatorów HV to stosunkowo nowa dziedzina serwisowa, w której obecnie dominują metody zalecane przez producentów pojazdów. Wynika to z tego, że praca przy systemach wysokiego napięcia wiąże się z wieloma potencjalnymi zagrożeniami. Mechanicy, którzy zajmują się pojazdami elektrycznymi, muszą mieć odpowiednie uprawnienia do pracy z urządzeniami elektrycznymi.
W Polsce dokumenty te wydaje Stowarzyszenie Elektryków Polskich (SEP) – standardem są uprawnienia do 1 kV. Prace przy komponentach HV pod napięciem klasyfikowane są jako niebezpieczne i wymagają obecności drugiej osoby, przeszkolonej w zakresie udzielenia pierwszej pomocy. Każdy producent pojazdów opracował własne rygorystyczne procedury i specyfikacje techniczne, aby zapewnić maksymalne bezpieczeństwo mechanikom przeprowadzającym naprawy akumulatorów HV.
Diagnostyka akumulatora HV i bezpieczny demontaż
Proces naprawy rozpoczyna się od wstępnej diagnostyki. Specjalista HV, korzystając z urządzenia diagnostycznego, odczytuje dane z pamięci błędów i systemu zarządzania akumulatorem (battery management system – BMS). Do tej wstępnej analizy nie jest konieczne narzędzie dedykowane konkretnemu producentowi – wiele uniwersalnych urządzeń diagnostycznych dostępnych na rynku może wykonać to zadanie, często w połączeniu ze specjalnym modułem pomiarowym HV.
Jeśli diagnostyka wykaże konieczność wymiany modułu, specjalista HV dezaktywuje system wysokiego napięcia, wyjmując wtyczkę odłącznika serwisowego lub aktywując główny wyłącznik akumulatora. Następnie przystępuje do demontażu akumulatora trakcyjnego. Ze względu na jego znaczną wagę (300–600 kg) niezbędne jest użycie stołu do obsługi akumulatorów pojazdów elektrycznych i podnośnika samochodowego z ramionami lub uchwytami, które umożliwiają bezpieczne zamocowanie pojazdu w punktach określonych przez producenta. Przed demontażem akumulatora trakcyjnego należy opróżnić układ chłodzenia systemu HV (jeśli występuje), aby zapobiec wyciekowi płynu chłodzącego podczas prac.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Identyfikacja i wymiana uszkodzonych modułów
Po demontażu akumulatora specjalista HV przeprowadza serię precyzyjnych pomiarów diagnostycznych, które pozwalają na dokładne określenie stanu poszczególnych modułów. Jednym z kluczowych testów jest pomiar rezystancji wewnętrznej każdego modułu, który wskazuje stopień jego zużycia oraz efektywność w magazynowaniu i oddawaniu energii. Równocześnie sprawdzany jest opór styków połączeń między modułami, ponieważ nawet niewielkie zwiększenie wartości rezystancji może prowadzić do nadmiernego nagrzewania się połączeń i pogorszenia wydajności całego układu.
Dzięki tym pomiarom możliwe jest precyzyjne określenie, które moduły wymagają wymiany. Aby uzyskać dostęp do modułów, specjalista musi ostrożnie otworzyć obudowę akumulatora. Po zdjęciu pokrywy i odłączeniu połączeń elektrycznych można przeprowadzić szczegółową diagnostykę ogniw. Podczas tego procesu wciąż występuje pełne napięcie akumulatora. Standardowo wynosi ono 300–400 V, a w przypadku nowoczesnych aut – nawet 800 V.
Moduły są skręcone i dodatkowo przyklejone do obudowy za pomocą pasty termoprzewodzącej, której zadaniem jest odprowadzanie ciepła. Przy montażu nowego modułu konieczne jest precyzyjne nałożenie takiej samej ilości pasty. Jej nadmiar może bowiem spowodować niedokładne przyleganie modułu, a niedobór – pogorszyć odprowadzanie ciepła.
Wyrównanie napięcia i montaż nowego modułu akumulatora
Przed montażem nowe moduły należy poddać procesowi kondycjonowania, czyli wyrównywaniu napięcia. Na tym etapie poziom napięcia nowego modułu jest precyzyjnie dopasowywany do napięcia pozostałych, nieuszkodzonych modułów w pakiecie za pomocą urządzenia elektronicznego – balansera modułów. Prawidłowe wyrównanie zapewnia optymalną wydajność całego akumulatora po naprawie. Po wyrównaniu napięcia można zamontować nowy moduł, używając odpowiednią ilość pasty termoprzewodzącej.
Zanim obudowa zostanie zamknięta, specjalista HV dokonuje niezbędnych ustawień i parametryzacji wszystkich modułów oraz ich jednostek sterujących. Cały proces jest czasochłonny, ale kluczowy dla prawidłowego funkcjonowania akumulatora. Po zamknięciu oraz uszczelnieniu obudowy akumulatora przeprowadza się test szczelności i test wytrzymałości dielektrycznej, by zapewnić bezpieczeństwo elektryczne. Cała naprawa może trwać kilka dni – w zależności od producenta pojazdu.
Wymiana modułów akumulatora – perspektywy biznesowe dla warsztatów
Uszkodzenia akumulatorów trakcyjnych są obecnie rzadkie (dotyczy to ok. 1% akumulatorów, wliczając w to wady systemów peryferyjnych, takich jak jednostki sterujące, czujniki, okablowanie i układy chłodzenia). W dłuższej perspektywie serwisowanie akumulatorów wysokiego napięcia stanie się jednak standardową usługą warsztatów samochodowych. Właściciele warsztatów muszą zdecydować, czy inwestować w urządzenia i szkolenia mechaników już teraz, czy poczekać na większą liczbę pojazdów elektrycznych.
Biorąc jednak pod uwagę rosnącą liczbę pojazdów elektrycznych i hybrydowych, a także to, że akumulatory będą wymagały serwisowania po gwarancji, inwestycja w naprawy akumulatorów trakcyjnych może okazać się strategicznym krokiem w przyszłość. Dzięki możliwości wymiany pojedynczych modułów zamiast całych akumulatorów trakcyjnych odpowiednio przygotowane warsztaty mogą zaoferować klientom rozwiązania serwisowe nawet o 60–70% tańsze niż pełna wymiana akumulatora. To korzyść nie tylko dla klientów, ale także istotna przewaga konkurencyjna dla warsztatów w dynamicznie rozwijającym się sektorze elektromobilności i usług, które wiążą się z pojazdami elektrycznymi.
Źródło: Materiały redakcyjne
