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 avanzados que se utilizarán 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 la 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 las 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 tendrá que hacerlo. A pesar de que los artículos como este solo pueden complementar la información del servicio OEM, existen algunas precauciones generales que un técnico profesional debe adoptar al abordar un circuito de alta tensión.
En 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 realizan el mantenimiento de rutina, los sistemas de HV se deben cerrar 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 del fallo de la puesta a tierra de un vehículo híbrido. Tal trabajo requiere del uso de un miliohmetro o comprobador de aislamiento 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 condensadores 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 conectan estos puntos 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 cerrado 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, alta corriente requieren atención y planificación. A pesar de que se espera encontrar poca tensión o ninguna, durante el siguiente procedimiento si el sistema se ha cerrado de forma adecuada y no tiene fallos siempre asuma que el circuito es el vivo. Avise a otras personas de que va a trabajar con circuitos de alta tensión. Quítese todas las joyas y cualquier cosa metálica que pudiera 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 esté fuera del rango del vehículo. Desconecte la batería de plomo-ácido de 12 V convencional. Antes de avanzar, espere durante el tiempo prescrito que puede ser de hasta diez minutos en función de los requisitos del OEM para permitir que los condensadores de alta tensión del sistema se descarguen.
Para desactivar o aislar los circuitos de alta tensión de un híbrido de forma segura necesitará:
- conocimiento de los procedimientos de apagado del sistema de alta tensión específicos para el vehículo que se mantiene, aprobado por el fabricante del vehículo
- un par de guantes aislantes de goma sintéticos o de goma para al menos 1.000 voltios de CA (clase 0) que no tengan fallos;
- un multímetro digital de al menos 1.000 voltios, CAT III o CAT IV, y
- cables eléctricos de al menos 1.000 voltios, CAT III o CAT IV y que estén equipados con al menos una pinza de contacto aislada.
Los medidores de automoción Fluke 88 y 1587 de al menos 1.000 voltios, CAT III y CAT IV. Los guantes, el medidor y los cables 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 cierre están directamente conectados a cables de alta tensión, los guantes aislantes se deben utilizar 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 un sistema operativo adecuado 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 fallos presentes en su sistema eléctrico:
- los motogeneradores no producirán corriente ya que no se encenderán de forma mecánica y no tendrán acceso a fuentes de corriente externas;
- los condensadores no tendrán corriente disponible, ya que esta se habrá descargado durante el intervalo prescrito;
- 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 adoptadas todas las precauciones de seguridad oportunas, es probable que la información de mantenimiento del fabricante lo oriente a tomar una lectura de la tensión con un medidor adecuado para verificar que todas las fuentes de alta tensión se hayan aislado o descargado.
Tomar una lectura
Suponiendo que el sistema de alta tensión del vehículo se haya apagado de forma adecuada y que esté usando los guantes aislantes, se puede tomar la lectura de tensión. Antes de hacerlo, encienda el medidor, seleccione "tensión de CC" y verifique que el medidor funcione 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".
Dado que los circuitos de alta tensión de vehículos híbridos se encuentran aislados de la puesta a 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 apagados" 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 hay 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 de la puesta a 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 utilizar 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 una descarga eléctrica (que puede ocasionar un paro cardíaco) de 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 adherirse a "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 de contacto aislada. Con una sola mano, conecte el cable con la pinza de contacto a uno de los terminales del circuito luego, para hacer la lectura, coloque el otro cable en contacto con otro terminal. En ningún momento debe haber más de una mano sosteniendo el cable o tocando la puesta a tierra del vehículo.
No explore los conectores de alta tensión ya que los dañaría. No use rociadores alrededor de los circuitos de alta tensión ya que pueden estimular el aire que rodea el circuito y hacerlo conductor. Recuerde que un circuito de 600 voltios tiene más capacidad de producir un arco eléctrico que un circuito de 12 voltios. Use cinta aislante eléctrica para aislar de inmediato cualquier terminal de alta tensión expuesto que se haya desconectado.
Volver a montar
Cualquier conexión de alta tensión que esté asegurada con un perno roscado o una tuerca se debe apretar con arreglo a las especificaciones de par 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 instrumento en el área en que ha estado 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 esta conectada, arránquelo y controle los códigos o el estado READY. Algunos sistemas híbridos configurarán códigos siempre que el sistema se haya perturbado o cerrado de modo que es posible que haya que borrar los códigos y luego ver si vuelven. Inicie los sistemas eléctricos como las lunas eléctricas si lo necesita. Pruebe la conducción del vehículo para verificar el funcionamiento normal. Finalmente compruebe que los guantes aislantes no tengan defectos antes de quitárselos.
Cosas para recordar
La medición segura de los circuitos de alta tensión, alta corriente requiere de disciplina y consciencia. No hay cortocircuitos: 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 prácticas de medición de alta tensión seguras antes de que la tecnología híbrida se generalice y estará sentando las bases para un conjunto de habilidades competitivo y rentable que le será muy útil en el futuro.