Volvo Bus

Nederland

Een holistische benadering van elektrische veiligheid

De komst van elektrische bussen betekent een technologische verandering. Elektrische bussen en conventionele bussen hebben voornamelijk dezelfde kenmerken wat betreft de veiligheid. Maar er zitten belangrijke verschillen in de aandrijflijn en de energieopslag. Dit maakt integraal deel uit van Volvo’s veiligheidsarchitectuur en betreft alle aspecten van de elektrische systemen en componenten van het voertuig. 

Veiligheidsfuncties

In elke batterijcel zitten al preventieve en autonome functies die escalatie voorkomen in geval van beschadiging. En op voertuigniveau worden alle functies in de gaten gehouden zodat de chauffeur, en de verkeerscontrole, kunnen worden gewaarschuwd wanneer een risico wordt gedetecteerd. 

Communicatie met chauffeur

Het veiligheidssysteem in een elektrische Volvo bus stuurt meteen een melding of waarschuwing naar de chauffeur, maar enkel wanneer een directe tussenkomst van de chauffeur is vereist. Er wordt geen onnodige informatie getoond zodat de chauffeur gefocust kan blijven op de voornaamste taak: het veilig en op tijd vervoeren van passagiers naar hun bestemming.

Voorschriften en normen

Voor de veiligheid van voertuigen geldt een groot aantal voorschriften. Voor elektrische aandrijflijnen staat de R100-norm centraal. De norm beschrijft een groot aantal te testen parameters waarmee rekening moet worden gehouden. Alle elektrische voertuigen van Volvo Bus voldoen aan de R100-norm. 

Risicofactoren

Er zijn geen aanwijzingen dat elektrische bussen meer risico's opleveren dan conventionele bussen. Maar risico's zijn er altijd bij alle voertuigen, en voor elektrische voertuigen zijn ze anders dan voor bussen op diesel en gas. De risico's vallen voornamelijk in de categorieën operationeel, aanrijdingen en brand.

Operationele risico's

Li-ionbatterijen zijn gevoelig voor verkeerd gebruik, zoals overladen en overmatig ontladen. Overladen kan optreden als er defecte of ongeschikte laadapparatuur wordt gebruikt, als de veiligheidsprocedures niet worden gevolgd of veiligheidsfuncties aan boord worden genegeerd.

Botsingen

Bij een botsing kan aanzienlijke schade ontstaan aan hoogspanningskabels en op de vloer gemonteerde batterijen. Wanneer het voertuig kantelt kunnen op het dak gemonteerde batterijen beschadigd raken. En als de beschadiging ernstig genoeg is, kan er lekkage ontstaan en in het ergste geval brand door interne kortsluiting. 

Brand

Het is een feit dat een ernstig beschadigde batterij een risico op brand met zich meebrengt. Maar elektrische voertuigen zijn niet gevoeliger voor brand dan voertuigen met een verbrandingsmotor. Uit gerapporteerde gegevens* blijkt dat de frequentie van brandincidenten bij elektrische voertuigen over het algemeen 8 tot 20 keer lager ligt dan bij voertuigen met een verbrandingsmotor.

* Rapport van RISE: Elektrische vrachtwagens – Brandveiligheidsaspecten Jonna Hynynen, 2023-06-26.

Monitoringproces voor het energieopslagsysteem (ESS)

De conditie en prestaties van de batterij zijn cruciale factoren voor het veilig rijden met elektrische bussen. Het batterijbeheersysteem regelt de laad- en ontlaadstroom en de koeling en verwarming van de batterij-installaties, zodat de batterijen onder optimale omstandigheden kunnen werken.

Een reeks sensoren en actieve regeling

In een elektrische bus van Volvo worden alle relevante parameters continu in de gaten gehouden om een veilige werking te handhaven. Om de cel in optimale conditie te houden, en ruim binnen de veiligheidslimieten, moeten de centrale eenheid en het batterijbeheersysteem continu:

  • temperatuur en spanning monitoren 
  • koeling regelen
  • voltage/stroom regelen
  • waarschuwings- en controlefuncties activeren als parameters buiten het veiligheidskader vallen 
  • de batterij ontkoppelen bij gevaar

Veiligheidskader

Het veiligheidskader is een visualisatie van het gedefinieerde bereik voor temperatuur en voltage van de batterijcel waarbinnen de werking veilig is. Afwijkingen van deze waarden hebben invloed op zowel de prestaties als de levensduur.
 

Als de temperatuur boven de veiligheidslimiet blijft of deze regelmatig overschrijdt, kan er een interne kortsluiting in de cel ontstaan, wat kan leiden tot gasontsnapping of thermal runaway (metaalbrand in batterij). Bovendien zorgt voltage buiten het veiligheidskader ervoor dat de cel langzaam verslechtert en een veiligheidsrisico kan worden.

Een reeks beschermende voorzieningen

Energieopslag moet altijd worden beschermd tegen alle vormen van misbruik. Schade aan een batterij kan leiden tot verschillende risicoscenario's en escalatie van gebeurtenissen. Dit kan uiteindelijk leiden tot een thermal runaway, die brand tot gevolg kan hebben. Daarom zijn de elektrische bussen van Volvo voorzien van verschillende lagen van veiligheidsfuncties die de escalatie van problemen kunnen voorkomen.

Mechanische bescherming

In batterijen van Volvo worden de cellen gemonteerd in modules, wat zorgt voor mechanische bescherming, trillingsdemping en warmte-isolatie. De modules zijn geclusterd in het batterijpakket en de robuuste stalen behuizing van het batterijpakket is een integraal onderdeel van de mechanische bescherming. 
 

Robuuste behuizing voorkomt fysieke impact en vervorming
Gesealde modules voorkomen onderdompeling in water
Barrières tussen modules verminderen en verdelen de kracht van mechanische impact

 

Elektrische bescherming

De batterijen en alle elektrische componenten worden continu bewaakt door het batterijbeheersysteem en de centrale eenheid. Als er een afwijking wordt gedetecteerd, kunnen cellen, pakketten en het hele tractiesysteem worden losgekoppeld. De hoogspanningskabels worden bewaakt door het HVIL-circuit (Hazardous Voltage Interlock Loop). Als het circuit wordt onderbroken, wordt de batterij bij de bron afgesloten. 
 

Alle elektrische parameters worden voortdurend gecontroleerd
De HVIL schakelt de tractiespanning uit bij gedetecteerd risico.
Zekeringen ontkoppelen gedeelten van of het gehele tractiespanningscircuit.
Ventilatieopeningen verlagen de opgelopen interne druk.

 

Thermische bescherming

De temperatuur van het gehele energieopslagsysteem wordt geregeld door een apart koel-/verwarmingssysteem op basis van vloeistof. Als de temperatuur stijgt, worden aangrenzende cellen en modules beschermd door hittebestendige materialen.  
 

Hittebarrières voorkomen dat de temperatuur stijgt in aangrenzende cellen en modules.
Actieve verwarming en koeling houden de batterijtemperatuur binnen de veiligheidslimieten
Ventilatie verlaagt de opbouw van interne warmte

 

Actieve maatregelen

De temperatuurregeling van de batterijen vermindert actief het risico op storingen en zorgt dat de batterijen worden losgekoppeld om verdere schadelijke omstandigheden te voorkomen. Het systeem detecteert ook actief tekenen van thermal runaway (metaalbrand in batterij) en waarschuwt de chauffeur.
 

Temperatuurregeling
Batterij loskoppelen
Detectie van thermal runaway
Waarschuwingen voor de chauffeur

 

Veiligheid in depot en werkplaats

Het onderhouden en repareren van een elektrische bus komt grotendeels overeen met het werken aan conventionele bussen. Het verschil zit in de aandrijflijn, de batterijen en het interne energiebeheer. Voor het werken met hoogspanningskabels zijn een speciale opleiding en certificering vereist.

Goed gedefinieerde veiligheidsprocedures

Diverse onderdelen van het elektrische tractiesysteem kunnen niet worden gerepareerd, maar moeten worden vervangen en naar Volvo worden teruggestuurd. Alle werkzaamheden aan het tractiesysteem vereisen het volgen van een buitenbedrijfstellingsprocedure. Na voltooiing van de werkzaamheden wordt het voertuig middels een inbedrijfstellingsprocedure weer in operationele staat gebracht.

Autorisatie en verantwoordelijkheden

De strikte procedures zorgen ervoor dat de onderhoudsmonteur niet wordt blootgesteld aan gevaarlijke spanning. Alleen bevoegde personen, dat wil zeggen de technicus die verantwoordelijk is voor de werkzaamheden, mogen de buitenbedrijfstelling en inbedrijfstelling uitvoeren. Deze persoon moet ook de verantwoordelijkheid hebben gekregen om het werk te mogen uitvoeren. 

Downloads

Lees verder over Volvo’s holistische inzet op elektrische veiligheid.

Wilt u meer weten?

Stuur ons een vraag

Wilt u verder praten? Vul dan ons contactformulier in zodat we contact met u kunnen opnemen.

Privacybeleid *

Als u dit formulier instuurt en daarbij het selectievakje voor het privacybeleid aanvinkt, geeft u Volvo Group toestemming uw persoonlijke gegevens op te slaan en te gebruiken voor doeleinden die verband houden met uw vraag.

Kennisgeving over privacy en andere informatie

Praat met Volvo

Zoek een Volvo-verkoper die alles in het werk stelt om u te ondersteunen, zodat u uw dagelijkse taken zo efficiënt en winstgevend mogelijk kunt uitvoeren.

Plaatselijke verkoopcontacten

Een dealer zoeken

Volvo heeft een van de meest uitgebreide servicenetwerken van de sector, met meer dan 1500 dealers en servicecentra over de hele wereld.

Onze dealers