Forum: Fahrzeugelektronik Spannungsspitzen begrenzen


von Markus H. (banana)


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Hallo,

ich habe an einem E-Auto die 12V Versorgerbatterie (war eine klassische 
Starterbatterie) durch einen 12.8V LiFePO4 Akku ersetzt (im aktuellen 
Modell derselben Reihen ist inzwischen auch ein LFP Akku verbaut, 
allerdings an anderer Stelle). Der Akku passt nominal auch (bloß, dass 
die Ladespannung des Fahrzeugs mit 13.8V etwas zu niedrig ist, doch ich 
will ihn ohnehin gelegentlich extern mit 14.4V laden). Soweit, so gut.

Nach Einbau: Starten, Fahren, Spannung - alles ok - Akku hält stabil 
Spannung. Bis auf: beim Ausschalten(!) des Fahrzeugs schaltet das BMS 
den Akku ab. Es kann kein grundsätzliches Problem sein, da schon mehrere 
Personen erfolgreich einen 12.8V LiFePO Akku eingebaut haben - 
allerdings ohne dieses Problem... allerdings jeweils andere 
Hersteller/Modelle.

Nun vermute ich, dass das BMS meines Akkus etwas sensibel reagiert: 
bzgl. Leistung verträgt er 100A Spitze auf 12.8V - also entweder bezieht 
eine Fahrzeugkomponente beim Abschalten tatsächlich einen Anlaufstrom 
über 1280W, oder eher es kommt zu einer geringfügigen Spannungsspitze 
(erscheint mir wahrscheinlicher).

Nun will ich das Projekt noch nicht aufgeben, da ich bereits einen 
passenden Träger zusammengeschweißt habe und deswegen den Akku nicht 
gleich zurückschicken und einen anderen versuchen will.

Bin aber bzgl. Elektrotechnik noch nicht so weit fortgeschritten, um zu 
wissen, welches Bauteil ich hier am sinnvollsten verwenden könnte, um 
mögliche Spannungsspitzen und/oder Leistungsspitzen zu glätten.

Ist mir ein Rätsel, warum das BMS IMMER nur beim Ausschalten des 
Fahrzeugs anschlägt - der DC/DC Wandler, der über die Hochvolt-Batterie 
gelegentlich die 12.8V Batterie nachlädt löst auch das BMS nicht aus, 
wenn es geparkt ist und sich ein- bzw. ausschaltet. Aber es kann 
natürlich jede elektronische Komponente sein, die nach Abschalten aktiv 
wird.

Herzlichen Dank für Tipps!
Markus

von Achim M. (minifloat)


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Markus H. schrieb:
> der DC/DC Wandler, der über die Hochvolt-Batterie gelegentlich die 12.8V
> Batterie nachlädt löst auch das BMS nicht aus, wenn es geparkt ist und
> sich ein- bzw. ausschaltet

Der DCDC läuft hauptsächlich, wenn das Fahrzeug "an" ist.

Vermutung 1
Karre ist an, DCDC schiebt schön Strom in die Niedervoltbatterie. Jetzt 
machst du die Karre aus und ein paar Niedervoltlasten fallen weg. Der 
DCDC bekommt das nicht so schnell mit und schiebt weiter. Die Spannung 
steigt.

Vermutung 2
Karre ist an, DCDC schiebt schön Strom in die Niedervoltbatterie. Jetzt 
machst du die Karre aus und der DCDC wird ebenfalls abgeschaltet. Das 
BMS muss von "Modus Erhaltungsladen" aus schnell alle Lasten aus der 
Karre tragen und nimmt dir das übel.

* Bei welchen Karren geht's?
* Im welchen Karren geht's bei dir?
* Ist es ein Hybrid oder Vollelektro?
* Was für ein BMS haste da?
* Wie viel Kapazität hat der LiFePo?
* Wie sieht die zusätzliche Verkabelung aus?
* Gibt es vom Umbau Bilder?
* Passiert es bei jedem Ausschalten?
* Kannst du mit Oszilloskop, Differenztastkopf und Stromzange messen?

mfg mf

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von Michael B. (laberkopp)


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Markus H. schrieb:
> Nun vermute ich

Nö.

Markus H. schrieb:
> Ist mir ein Rätsel, warum das BMS IMMER nur beim Ausschalten des
> Fahrzeugs anschlägt

Voller Akku, Last wird weggeschaltet, Ladeschaltung versucht aber noch 
nachzuladen, BMS trennt wegen Überladung ?

Kläre erst die Ursache. Die wirkliche Ursache. Bewiesen, nicht vermutet. 
Es gibt an Akkus keine Spannungsspitzen, dazu sind sie viel zu 
niederohmig.

Es gibt aber haufenweise Schrott LiIon 12V Bleiakkuersatzakkus auf dem 
Markt.

von Thomas R. (thomasr)


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Tatsächlich unmittelbar beim Ausschalten?

Sonst würde ich auf eine "intelligente" Ladeschaltung für den vorherigen 
Bleiakku tippen. Da kommen Spannungen bis über 15 Volt vor. Je nach BMS 
ist das dann ein Grund zum Abschalten.

von Markus H. (banana)


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Thomas R. schrieb:
> Tatsächlich unmittelbar beim Ausschalten?

Ja - sofort, exakt wenn ich ausschalte.

> Sonst würde ich auf eine "intelligente" Ladeschaltung für den vorherigen
> Bleiakku tippen. Da kommen Spannungen bis über 15 Volt vor. Je nach BMS
> ist das dann ein Grund zum Abschalten.

Gemessen habe ich zuvor folgendes: wenn der Wagen an ist, liefert er 
konstant 13.8V, ab den Ausschalten fällt diese Ladespannung weg und ich 
messe die Spannung der Batterie (gemessen allerdings mit handelsüblichen 
Multimeter, der kurze Spannungsspitzen vermutlich nicht erfassen wird 
können).

Achim M. schrieb:
> * Bei welchen Karren geht's?
> * Im welchen Karren geht's bei dir?
> * Ist es ein Hybrid oder Vollelektro?

Vollelektro BYD Atto 3. Ich habe zwei Einbauten gesehen, wo es geht, mit 
folgenden Akkus:
- Green Cell LiFePO4 Akku 12.8V 60Ah
- Kings 12V 60Ah Deep Cycle Lithium LiFePO4 Battery

> * Was für ein BMS haste da?
> * Wie viel Kapazität hat der LiFePo?

Ich habe die LiTime 12V 50Ah LiFePo. 50Ah schien mir ausreichend (der 
originale Bleiakku hatte nur 36Ah), und die LiTime war von den Maßen 
passend. Beim Support Antwortet ein KI-Bot (recht ausführlich binnen 
weniger Sekunden - konnte dem noch nicht entlocken, welches BMS verbaut 
ist).

> * Wie sieht die zusätzliche Verkabelung aus?
> * Gibt es vom Umbau Bilder?

Ja, anbei.

> * Passiert es bei jedem Ausschalten?

Kann ich nicht 100%ig sagen - während des Einbaus habe ich 2x den Wagen 
ein- bzw. ausgeschalten, um zu prüfen, ob alles läuft. Da ist mir nichts 
aufgefallen (allerdings war es da taghell und ein Ausfall der Elektronik 
wäre mir nicht aufgefallen - ja, ich hätte messen sollen, doch ich 
dachte eher, dass das Einschalten der kritische Moment ist). Nach dem 
Einbau bin ich von meinem Schraubplatz zurück in die Stadt in die 
Tiefgarage, da ist es bei 2 Versuchen 2x aufgetreten (1x nach längerer 
Fahrt - ein zweites Mal danach ohne Fahrt). Öfters wollte ich es nicht 
provozieren, da ich hier nicht sinnvoll schrauben kann. Werde am 
Wochenende wieder zu meinem Schraubplatz fahren und es dort weiter 
versuchen.

> * Kannst du mit Oszilloskop, Differenztastkopf und Stromzange messen?

Oszilloskop leider keines vorhanden - Voltmeter, Stromzange schon - kann 
am WE weitere Messwerte sammeln.

PS.: Welche Möglichkeiten habe ich?
- Könnte ein Bauteil zwischengeschalten werden, um Spannungsspitzen zu 
vermeiden, falls ja, welches?
- Akku aufmachen und höherwertiges/passenderes BMS einbauen (erscheint 
mir am sinnvollsten)?
- Oder im worst-case: das Projekt fallen lassen, den LiTime 
zurückschicken oder für anderes verwenden. :-(

: Bearbeitet durch User
von Nemopuk (nemopuk)


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Markus H. schrieb:
> Welche Möglichkeiten habe ich?

Messen, und zwar mit einem Oszilloskop.

> Könnte ein Bauteil zwischengeschalten werden, um Spannungsspitzen
> zu vermeiden, falls ja, welches?

Solange die wahre Ursache unklar ist: nein.

> Akku aufmachen und höherwertiges/passenderes BMS einbauen (erscheint
> mir am sinnvollsten)?

Ist der Akku für diese Operation vorgesehen? Wenn nicht, lass das lieber 
bleiben. Da ist eine Menge gefährliche Energie drin und du hast dort 
keinen Not-Aus Schalter.

: Bearbeitet durch User
von Thomas R. (thomasr)


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Die LiTime sind eigentlich recht verträglich, nutze ich selbst im Schiff 
an einer 120A Lima mit 14,2 Volt Regler und zwei 300Ah. Allerdings hatte 
ich anfangs das Problem, daß die Ladeelektronik (die sich nicht auf LFP 
umstellen läßt) die oben erwähnten Spitzen verursachte und damit das BMS 
zum Abschalten brachte.

Du kannst eine "CrowBar" bauen die jedwede Überspannung kurzschließt. Ob 
das aber deine Ladeelektronik mag? Ich habe ein anderes Ladegerät 
genommen.

Eine Möglichkeit wäre noch daß bei nur 13,8Volt noch nicht alle Zellen 
balanciert sind und deshalb das BMS ausschaltet.

Meine LiTime haben keinerlei Bluetooth Firlefanz (was in diesem Fall 
vielleicht sinnvoll wäre). Haben die "anderen" das evtl. und wurden da 
Werte angepaßt?

von Markus H. (banana)


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Thomas R. schrieb:
> Du kannst eine "CrowBar" bauen die jedwede Überspannung kurzschließt. Ob
> das aber deine Ladeelektronik mag? Ich habe ein anderes Ladegerät
> genommen.

Ja, das ist mir tatsächlich zu heikel.

> Eine Möglichkeit wäre noch daß bei nur 13,8Volt noch nicht alle Zellen
> balanciert sind und deshalb das BMS ausschaltet.

Aber dann müsste das BMS ja nicht exakt immer dann ausschalten, wenn ich 
den Wagen abschalte. Jetzt steht er seit 20 Stunden in der Garage - 
mind. 2x wurde auch der DC/DC Wandler aktiviert zum Nachladen (auch 
ungewöhnlich - recht häufig) - und hier hat das BMS keine Probleme 
bereitet.

> Meine LiTime haben keinerlei Bluetooth Firlefanz (was in diesem Fall
> vielleicht sinnvoll wäre). Haben die "anderen" das evtl. und wurden da
> Werte angepaßt?

Hat meine LiTime (und auch die beiden anderen Modelle, die keine 
Probleme lt. Berichten bereiten) auch nicht.

Also ja - da ich die Ursache nicht zweifelsfrei feststellen kann, wird 
sie wohl zurückgehen. Ich kann ja nicht einmal ausschließen, ob nicht 
das BMS einen Defekt hat - da macht es wenig Sinn, jetzt irgendwie auf 
Verdacht drum-herum zu basteln.

Werde schauen, wo ich ein Modell der beiden anderen beziehen kann... die 
zumindest lt. Bericht der User einwandfrei funktionieren.

von Michael B. (laberkopp)


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Markus H. schrieb:
> Könnte ein Bauteil zwischengeschalten werden, um Spannungsspitzen zu
> vermeiden, falls

Es gibt keine Spannungsspitze an einem Akku. Ein Akku puffert die 
Spannung besser als jedes andere Bauteil.

Thomas R. schrieb:
> Du kannst eine "CrowBar" bauen die jedwede Überspannung kurzschließt.

Es gibt keine Überspannung am Akku.

Und ein per Crowbar kurzgeschlossener Akku gibt ein prächtiges 
Feuerwehk.

Thomas R. schrieb:
> Eine Möglichkeit wäre noch daß bei nur 13,8Volt noch nicht alle Zellen
> balanciert sind und deshalb das BMS ausschaltet.

Das wäre aber ein schlechter Ersatz für einen Bleiakku.

Aber ich vermutete ja auch, dass das BMS den Akku abkoppelt, denn nur 
dann können Spannungsspitzen entstehen.

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