TÜV2

Der erste Termin fand statt. Es lief sehr konstruktiv und angenehm. Danke an der Stelle schon mal an den TÜV. Eine Liste mit kleineren Verbesserungen wurde erstellt. So soll das Kabel, welches Netzspannung zum Ladegerät führt in orange ausgeführt werden. Ich hatte gelb gewählt, um es von den Gleichspannungsleitungen unterscheiden zu können. Einige Lüsterklemmen müssen noch durch KFZ-gerechte Steckverbinder ersetzt werden. Und ein oranges, geschirmtes, doppelt isoliertes  35mm² Kable muss an einer Stelle noch besser gegen mechanische Beschädigung geschützt werden.

Dann wurden natürlich technische Unterlagen und CE/EMV-Zertifikate verlangt, die ich schon fast alle habe. Wenn es gut läuft, lässt sich im Februar/März eine Abnahme durchführen.

Dann beginnt die Suche nach einer Versicherung und die Frage nach der Steuerbefreiung muss gestellt werden. Die Bundesregierung hat hier ja einiges angekündigt.

TÜV

Nächsten Dienstag ist der erste TÜV-Termin. Ich bin gespannt, wie der Tag verläuft.

Entwicklung des BMS

Heute soll eine Beschreibung des BMS erfolgen, dass ich entwickelt habe. Warum selbst entwickelt? Ich wollte gerne 100% Kontrolle über das System haben und es flexibel anpassen können. Was macht es? Auf jedem Akku ist ein Zellmodul installiert, das ständig die Spannung des Akku misst und einen Blinkcode mittels einer roten LED ausgibt. Alle Schwellen lassen sich individuell programmieren.

Die Blinkcodes:

alle 3 sec blitzen für 50ms: alles OK, Vbat zwischen 2,5 und 3,6V, Schleife geschlossen

alle 1 sec blitzen: Vbat größer 3,6V, Schleife geschlossen, Bypass öffnen

alle 100ms blitzen: Vbat größer 4V, Schleife unterbrochen

alle 500ms blitzen: vbat kleiner 2,5v, Schleife unterbrochen

Wenn während des Ladevorgangs eine Zelle eine Spannung größer 3,6V erreicht wird ein Bypass aktiviert und es fließt ein Balancierstrom von 1,5A. Damit lassen sich alle Zellen in der Ladeschlussphase angleichen. Alle BMS-Module sind über eine Sicherheitsschleife miteinander verbunden und melden eine Fehlfunktion an das EVµC-Modul, das eine Alarmmeldung auf dem Display ausgibt. Das EVµC-Modul ist wiederum mit dem Ladegerät verbunden und kann den Ladestrom in Abhängigkeit des BMS-Status einstellen. Die Sicherheitsschleife ist 'normally closed', d.h. eine Unterbrechung der Verkabelung wird detektiert. Insgesamt stand das Motto: "so einfach wie möglich, so aufwändig wie nötig" im Vordergrund.

BMS-Modul auf einer 100Ah-Zelle

Hier folgt noch eine Foto der eingebauten Akkus in die Ente:

Das System hat schon einen Sommer testweise in einem Schrottauto gezeigt, dass es hohe Temperaturen verträgt. Derzeit muss es gerade seinen Dienst bei Eis und Schnee in der Ente absolvieren. Bisher gab es noch keine Ausfälle, abgesehen von einem Wasserschaden durch einen undichten Kofferraumdeckel und nicht vorhandenem, geschlossenen Batteriekasten. Etwas Ethanol und eine Zahnbürste konnten das Modul jedoch wieder zum Leben erwecken.
Ich werde demnächst noch eine neue Version der Platinen auflegen mit einigen Verbesserungen. So soll z.B. eine grüne LED den OK-Zustand signalisieren und einige Leiterbahnen stärker ausgeführt werden. Auch ist denkbar, mittels einer Referenzspannungsquelle die Messgenauigkeit weiter zu erhöhen.

Heizungsschaltertest

In diesem Video teste ich den elektronischen Heizungsschalter. Am Wochenende will ich ihn dann in die Ente einbauen.

 

Heizungsschalter V2

Nach etwas überlegen und weiteren Hinweisen von Franz (Danke!) bin ich zu dieser Version eines elektronischen Heizungsschalters gekommen.

 Der Plan:

Da der Optokoppler nur 70V zwischen Kollektor und Emitter verträgt, wird die Spannung mittels Zenerdiode begrenzt. Eine LED im Ansteuerkreis zeiugt den aktuellen Schaltzustand an. Der Optokoppler ist vom Typ SFH610. Die 100k Widerstände sind Metallschichtwiderstände und bis 0,6W und 250V belastbar. Die Belastung liegt bei (80-15)²/100k=42mW. Also sollte alles im grünen Bereich sein.




Version 1: der Igel!

Der Igel ist, wie so oft, mal eben schnell unter Laborbedingungen zusammengelötet und zeigt, dass die Schaltung funktioniert. Zum Einsatz kommt ein MOSFET mit 100V/180A (STE180N10), damit ist noch ein bischen Luft nach oben. Die rote und schwarze Strippe sind die schraubbaren Drain und Source Anschlüsse.






Version 2: mit kleiner Trägerplatine

Version 2 lässt sich womöglich schon in die Ente einbauen. Eventuell lässt sich das ganze auch eingießen und vor Umwelteinflüssen schützen.

Heizungsschalter

Nach dem das vorgesehene Heizungsrelais (FRC3 A 12, von Reichelt, Kenndaten 70A/75V) nur wenige Schaltzyklen mitmachte (wie übrigens während meines Test zeitgleich von Franz vorhergesagt ;-) ) ist nun eine Schaltlösung ohne mechanische Kontakte gefragt. Hier mal meine skizzierte Idee zur isolierten Ansteuerung von Leistungsmosfets. Das ganze in ein kleines Gehäuse gebaut sollte einen verschleißfreien, langlebigen Schalter ergeben. Die Diode zwische Gate und Source begrenzt die Spannung auf 12V, da viele Mosfets bei Gate-Source-Spannungen über 20V schaden nehmen. Der Mosfet könnte z.B. vom Typ IRFP 4310Z sein und wäre damit stark überdimensioniert und für 1,85 bei Reichelt erhältlich. Rds on liegt bei 5mOhm, so dass bei 10A Laststrom mit einer Verlustleistung von 500mW gerechnet werden muss. Die kann der Transistor ohne weiteren Kühlkörper abführen.

Es wird kalt...

Die Ente braucht eine Heizung. Dies ist auch vom TÜV vorgeschrieben, damit die Scheiben im Winter frei bleiben. Die Heizung in der Ente wird elektrisch betrieben und hat eine Leistung von 2x ca. 600W. Damit wird die Reichweite nicht zu sehr reduziert (bei 8 kWh Akkukapazität). Werde mich morgen an den Einbau machen und dann berichten.

Jetzt muss ich aber los, denn heute ist Entenstammtisch im Ort.

Testlauf des Motors am Entengetriebe

Die Mechanik war schon letztes Jahr fertig, so dass der Motor an das Getriebe gebracht werden konnte. Alles dreht sich!

Hier die Steckerbelegung der sogenannten EVµC Platine, die ich für die Elektrente entwickelt habe. Eine Beschreibung folgt vielleicht noch später, so ist es erst mal eine Gedankenstütze für mich.

Ein wenig lerne ich noch das bloggen, ist ja Neuland für mich. Werde in Kürze versuchen, ein Video einzufügen!

26 Akkus (100Ah LiFePO4) werden initialgeladen. Dazu sind alle Zellen parallel geschaltet und werden mit einem Labornetz geladen. Ladeschlussspannung liegt bei 3,8V. Dann werden die Zellen in die Ente eingebaut und das BMS montiert.

Weiter gehts

Nach einem Jahr Arbeit ist die Ente nun restauriert und die Elektrotechnik eingebaut. Noch einige Kabel sauber verlegen und ein wenig Feinschliff am Mikrocontroller (ATMega16, mit Bascom programmiert) und dann kann das Projekt TÜV starten.