Nociones básicas sobre la seguridad en la medición de vehículos híbridos: tomar lecturas de alta tensión

06-18-2013 | Automotriz

Es posible que la tecnología de los vehículos híbridos esté en su primera etapa pero el sector está creciendo rápidamente. Todos los fabricantes principales de vehículos y camiones están desarrollando híbridos y la tecnología híbrida es un importante salto hacia los componentes de accionamiento eléctrico de avanzada que se usarán tanto con vehículos de celda de combustible de hidrógeno como vehículos puramente eléctricos. La complejidad y sofisticación de los híbridos de hoy en día superan ampliamente las de un vehículo o camión normal.

En ningún otro lugar es más evidente que en la comparación de los circuitos eléctricos híbridos y no híbridos. Mientras que un sistema eléctrico de un vehículo convencional se acciona casi en su totalidad mediante tensiones de doce o catorce voltios, el vehículo híbrido actual puede producir cinco o más tensiones de circuito diferentes que van desde los 12 a los 650 voltios. Se usan tanto corrientes alternas como continuas y las tensiones variables son comunes.

Los híbridos están diseñados para minimizar la necesidad de medir directamente los circuitos vivos de alta tensión. Sin embargo, algunas veces el técnico de vehículos híbridos experimentado simplemente necesitará hacerlo. A pesar de que los artículos como este solo pueden complementar la información del servicio del OEM, existen algunas precauciones generales que un técnico profesional debe tomar al abordar un circuito de alta tensión.

Para el caso de este artículo, la alta tensión se define como la tensión de un circuito de más de 50 voltios. A pesar de que los sistemas de alta tensión (HV) de la mayoría de los híbridos normalmente no necesitan que se los desactive cuando se realiza el mantenimiento de rutina, los sistemas de HV se deben apagar antes de desconectar o quitar los cables o componentes de alta tensión. Por ejemplo, puede ser útil desconectar los componentes de HV cuando se realiza el diagnóstico de falla de la puesta a tierra de un vehículo híbrido. Tal trabajo requiere del uso de un miliohmímetro o probador de aislación sobre el que se tratará más adelante en otro artículo.

Las corrientes eléctricas potencialmente peligrosas se pueden producir o trasladar por uno de los cuatro tipos diferentes de componentes híbridos: (1) el conjunto de baterías de alta tensión, (2) los capacitores que se encuentran dentro del conjunto del rectificador-inversor del vehículo, (3) el motor o los motores eléctricos, también conocidos como motogeneradores y (4) los cables de alta tensión normalmente de color anaranjado que interconectan estos elementos esenciales.

Una de las mediciones más comunes del sistema de alta tensión de un vehículo híbrido es la lectura de tensión que se toma después de deshabilitar el sistema para verificar que se ha apagado de manera adecuada. Ahora analizaremos los pasos genéricos que se requieren normalmente para establecer que el sistema de HV de un híbrido se ha desactivado de forma segura.

Cómo empezar

Las mediciones directas de circuitos vivos de alta tensión y alta corriente requieren que se planificación y concentración. A pesar de que se espera encontrar poca tensión o ninguna, durante el siguiente procedimiento si el sistema se ha apagado de forma adecuada y no tiene fallas siempre asuma que el circuito es el vivo. Avísele a otras personas que va a trabajar con circuitos de alta tensión. Quítese todas las alhajas y cualquier objeto metálico que pueda caérsele de un bolsillo.

Coloque la llave de encendido del vehículo en la posición "OFF" (apagado) y quite la llave. Si el vehículo cuenta con la función de "arranque sin llave" desactívela y asegúrese de que el llavero con transmisor esté fuera del alcance del vehículo. Desconecte la batería convencional de plomo-ácido de 12 V. Antes de avanzar, espere durante el tiempo prescripto que puede ser de hasta diez minutos en función de los requisitos del OEM para permitir que los capacitores de alta tensión del sistema se descarguen.

Para desactivar o aislar los circuitos de alta tensión de un híbrido de forma segura necesitará tener:

  1. conocimiento de los procedimientos de apagado del sistema de alta tensión específicos para el vehículo que se mantiene, aprobado por el fabricante del vehículo
  2. un par de guantes aislantes de goma sintéticos o de goma para al menos 1000 voltios de CA (clase 0) que no tengan fallas;
  3. un multímetro digital de al menos 1000 voltios, CAT III o CAT IV y
  4. cables eléctricos de al menos 1000 voltios, CAT III o CAT IV y que estén equipados con al menos una pinza cocodrilo aislada.

Los medidores para automotores Fluke 88 y 1587 y los cables de prueba están clasificados para al menos 1000 voltios, CAT III y CAT IV. Los guantes, el medidor y los cables todos deben soportar una tensión que sea mayor a la mayor tensión posible que tiene planificado medir. Los guantes de goma aislados se deben inspeccionar antes de cada uso de acuerdo con las especificaciones del fabricante de los guantes y se deben probar periódicamente. La mayoría de los fabricantes de guantes también recomiendan o requieren que sobre los guantes aislantes se usen sobreprotecciones de cuero para protegerlos.

Como todos los mecanismos de apagado están directamente conectados a cables de alta tensión, los guantes aislantes se deben usar cuando se quite el enchufe para servicio de HV de un vehículo híbrido (Ford, Toyota, Lexus) o al apagar el interruptor de seguridad de HV (Honda).

Después de verificar que la llave de encendido del vehículo se ha quitado, que se ha desactivado la función de arranque sin llave (si cuenta con ella) y que la batería de 12 V está desconectada, normalmente se pondrá el par de guantes aislantes de goma, luego desconectará el sistema HV del vehículo al quitar un enchufe de servicio o cambiar un interruptor de seguridad a la posición OFF, de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Al desconectar la batería de 12 V del vehículo se está asegurando de que el sistema un sistema que funciona correctamente aislará de forma mecánica el conjunto de baterías de HV hasta que se vuelva a conectar la batería de 12 V.

Si el vehículo se ha apagado correctamente y si no hay fallas presentes en su sistema eléctrico:

  • los motogeneradores no producirán corriente ya que no girarán mecánicamente y no tendrán acceso a fuentes de corriente externas;
  • los capacitores no tendrán corriente disponible, la cual se habrá descargado durante el intervalo prescripto;
  • no habrá corriente presente en los cables de alta tensión del vehículo, PERO:
  • la batería de HV del vehículo PERMANECERÁ cargada y es por lo tanto, una fuente de corriente potencial aunque se la aislará del resto del sistema

Una vez que haya tomado todas las precauciones de seguridad que se requieren, es probable que la información de mantenimiento del fabricante le indique tomar una lectura de la tensión con un medidor adecuado para verificar que todas las fuentes de alta tensión se han aislado o descargado.

Tomar una lectura

Si suponemos que el sistema de alta tensión del vehículo se ha apagado de forma adecuada y que está usando los guantes aislantes, se puede tomar la lectura de tensión. Antes de hacerlo, encienda el medidor, seleccione "volts DC" (voltios de CC) y verifique que el medidor funciona al medir una fuente de corriente de baja tensión tal como la batería de 12 V del vehículo. Los medidores o cables defectuosos pueden producir una lectura falsa de "tensión cero".

Debido a que los circuitos de alta tensión de vehículos híbridos se encuentran aislados de la tierra del chasis, las lecturas se pueden tomar directamente de las conexiones de HV. La información de servicio del OEM brindará instrucciones sobre qué y dónde medir. Esta lectura normalmente se toma en los relés de seguridad de HV normalmente desactivados" que enlazan el conjunto de baterías con el resto del sistema. Sin embargo, si el trabajo de servicio requiere que los cables de alta tensión estén expuestos o se desconecten, será necesario verificar que no haya tensión presente mediante la lectura entre los extremos de los cables de HV, así como también de los extremos de cada cable de HV y la tierra del vehículo.

Los veteranos en el trabajo de alta tensión tradicionalmente usan "la regla de una sola mano" cuando trabajan con un circuito de alta tensión. Esto significa que solamente se puede usar una mano a la vez para trabajar en un circuito de alta tensión. El propósito de esta regla es el de reducir el riesgo de descarga eléctrica (la cual tiene potencial para causar un paro cardíaco), debido a la corriente que pase a través del técnico. Tal disciplina agrega una capa de seguridad más a la que ya proporcionan los guantes aislantes de goma.

Para cumplir "la regla de una sola mano" al tomar la lectura directa de un circuito de alta tensión, es esencial que al menos tenga un cable eléctrico que esté equipado con una pinza cocodrilo aislada. Con una sola mano, conecte el cable con la pinza cocodrilo a uno de los pines del circuito, luego, para hacer la lectura, coloque el otro cable de prueba en contacto con otro pin. En ningún momento debe haber más de una mano sosteniendo el cable o tocando la tierra del vehículo.

No compruebe a la inversa los conectores de alta tensión ya que los dañaría. No use rociadores, incluso los rociadores de limpieza alrededor de los circuitos de alta tensión, ya que pueden energizar el aire que rodea el circuito y hacerlo conductivo. Recuerde que un circuito de 600 voltios tiene más capacidad de producir un arco eléctrico que un circuito de 12 voltios. Use cinta aisladora eléctrica para aislar de inmediato cualquier terminal de alta tensión expuesto que se haya desconectado.

Volver a armar

Cualquier conexión de alta tensión que esté asegurada con un perno roscado o una tuerca se debe apretar con un par de apriete de acuerdo a las especificaciones del fabricante. La calidad de la conexión eléctrica así como su resistencia a la corrosión dependen del par de apriete adecuado.

Verifique para asegurarse de que no ha dejado una pieza o herramienta en el área en que estuvo trabajando. Si el sistema HV del vehículo tiene un enchufe de mantenimiento que se extrae, asegúrese de que se ha colocado con firmeza y de forma correcta al volver a instalarlo. No vuelva a conectar la batería de 12 voltios hasta que el enchufe o interruptor de servicio de HV del vehículo haya sido devuelto a su posición original y que cualquier cubierta de acceso que se haya quitado se haya vuelto a colocar.

Una vez que el vehículo se ha vuelto a montar y que la batería de 12 V está conectada, arránquelo y controle los códigos o el estado READY. Algunos sistemas híbridos emitirán códigos siempre que el sistema se haya perturbado o apagado de modo que es posible que haya que borrar los códigos y luego ver si vuelven. Inicialice los sistemas eléctricos como los levantavidrios eléctricos si lo necesita. Realice una prueba de conducción del vehículo para verificar el funcionamiento normal. Finalmente, controle que los guantes aislantes no tengan defectos antes de quitárselos.

Para recordar

La medición segura de los circuitos de alta tensión y alta corriente requiere disciplina y concentración. No hay atajos: los procedimientos y el equipo adecuados son esenciales. Recuerde que en un procedimiento de medición de alta tensión una vez que el vehículo se ha apagado, el primer paso es desconectar la batería de 12 V y el último es volver a conectarla antes de volver a encender el vehículo.

Tómese el tiempo necesario para desarrollar las prácticas de medición de alta tensión seguras antes de que la tecnología híbrida se vuelva acostumbrado y estará sentando las bases para un conjunto de habilidades competitivo y rentable que le será muy útil en el futuro.