Donnerstag, 19. März 2015

Evnetics stellt den den Solition Controller ein

Es gingen ein paar Gerüchte in der "Elektro-Szene" um, dass Evnetics nicht mehr lange im Geschäft sein wird.
Vor ein paar Tagen hat Jeff Jenkins von Evnetics sich in einem amerikanischen Forum dazu geäußert und bestätigt, dass der Solion Junior bereits eingestellt ist und nur noch acht Soliton 1 hergestellt werden, dann gehen die Lichter aus.
Es wird noch ein Jahr lang die Garantie gewährt und weiterhin Support versprochen, aber ein Ende ist hier abzusehen.

Schade, denn der Soliton war/ist derzeit der beste bezahlbare DC-Motor Controller auf dem DIY Markt.

Hoffentlich wird unser Junior viele Jahre problemlos seinen Dienst verrichten.

Montag, 16. März 2015

Unsere Motoren Odyssee

2009 haben wir uns unsere Komponenten für unseren Elektroauto-Umbau zusammengestellt.
Zu der Zeit gab es nur eine überschaubare Zahl von bezahlbaren Motoren, die für unseren Umbau in Frage kamen.
Mit einem gebrauchten Thrige-Titan TTL 200B Doppelschlussmotor sind wir gestartet. Bevor der den Beetle antreiben konnte, hatten dir ihn allerdings verkauft und gegen den nächsten getauscht.

Ein D&D ES-31B Reihenschlussmotor ist es geworden, der zu der Zeit in ein paar vergleichbaren Umbauten in den U.S.A. zum Einsatz kam und vielversprechend klang.
Allerdings zeigte sich, dass der Motor zu klein war, für das schwere Auto.
Die Kohlebürstenhalter haben den hohen Strömen irgendwann nachgegeben und mehr als 80km/h war in Kombination mit dem damaligen Curtis 1221C nicht herauszuholen.

Im Januar 2011 haben wir den Curtis 1221C gegen einen gebrauchten Curtis 1231C getauscht, im Juli 2011 tauschten wir den D&D ES-31B gegen einen Netgain WarP9 Motor.

Leider fiel im April 2013 unser Motorcontroller mit einem Defekt aus und wir ersetzten ihn mit einem Evnetics Soliton Junior, der bis heute im E-Beetle arbeitet.

In den vergangenen Monaten haben wir immer wieder Geräusche aus dem Antriebsbereich gehört.
Zum Ende 2014 waren wir in der Werkstatt und dachten das Problem behoben zu haben.
Leider war das kratzende, mit andauernder Fahrt deutlicher werdendes Geräusch, weiterhin zu hören.
Außerdem ist von außen sichtbar der Kohlenstaub aus den Lüftungsauslässen zu sehen und das die Kohlenpaare unterschiedlich ablaufen.

In der letzten Woche habe ich den Motor ausgebaut und zum Motorenwerkstatt gebracht.

Neue Lager, Dichtungen, Kohlen, komplett gereinigt, Kollektor überarbeitet, Welle ausgerichtet.
Der Motor ist jetzt besser als nach der Lieferung aus den U.S.A.
Der Nachteil: 764,- Euro ! Dazu die Kosten für die Kohlen und Lager :-(

Es wäre schön, wenn der E-Beetle nun ein Jahr ohne Ausfälle oder Auffälligkeiten durchhält :-)

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Sonntag, 1. März 2015

e-Beetle auf Typ2 umgebaut

Nachdem ich unsere gebaute Typ2 Wallbox in unserem Carport montiert habe, war es Zeit sich um den Ladeanschluss des Beetle zu kümmern.
Vor einiger Zeit hatte ich bereits einen ersten Versuch mit einer CEE 230V/16A Campingbuchse unternommen.
Nachdem wir das TCCH Ladegerät mit über 16A nutzen, reichte der Anschluss nicht mehr aus, außerdem hielten die Pins nicht und verrutschten.
Zunächst baute ich den Tankstutzen aus. Das geht relativ einfach, direkt an der Tankklappe.
Mit einer Kunststoffklappe und ein paar Schrauben habe ich mit eine Platte montiert, in die ich die Typ2 Ladebuchse einbauen konnte.
Bitte nicht auf die Optik achten, hier geht es um die Funktion ;-)
Wenn die Rückwand erstmal schwarz ist, könnte das ganz OK aussehen
Der Stecker steht ziemlich nach oben raus.
Und so kam es zum ersten Laden an unserer eigenen Ladebox: Typ2 auf Typ2.


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Donnerstag, 26. Februar 2015

TC Charger Enable plug - Stecker für die Ladestromeinstellung WEIPU SP1310/P7I

Da ich gerade über den Stecker des TCCH / TCCharger gestolpert bin und der gar nicht so leicht zu finden war, möchte ich hier kurz niederschreiben, das es sich um einen 7poligen Stecker mit der Bezechnung WEIPU SP1310/P7I handelt, der z.B. bei Conrad für ca. 5,- Euro erhältlich ist.


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Mittwoch, 25. Februar 2015

OpenEVSE Test der Typ2 Ladekupplung

Vor dem Einbau der Typ2 Ladekupplung habe ich an unserer neuen Ladebox einen Trockentest durchgeführt.

Dafür habe ich mir eine kleine Platine gelötet und zwei Schalter in ein kleines Gehäuse eingebaut.
Die Diode ist eine N4003, der 2,7kΩ soll der Ladesäule signalisieren, dass ein Fahrzeug angeschlossen wurde, wird S2 geschlossen, wird durch den 1,3kΩ Widerstand parallel zum 2,7kΩ ein 880Ω Widerstand, der der Säule sagt, dass die Ladung starten kann.
Mit S1 kann abgebrochen und entriegelt werden.


Für den Test habe ich die noch nicht eingebaute Ladebuchse mit angeschlossenem Kabel mit dem fest angebauten Kabel der Ladesäule verbunden.
Meine OpenEVSE Wallbox meldet bei offenem S1 wie gewünscht:"Kein Fahrzeug".
Wird S1 geschlossen, wird der Ladebox ein ladebereites Fahrzeug gemeldet.
Wird zusätzlich S2 geschlossen, zieht das Schütz an und die Ladung beginnt.
Es funktioniert also alles wie geplant.
Das dort "32A" im Display steht, ist im Menü vorher eingestellt worden.

Mal sehen, wann ich die Typ2 Dose eingebaut bekomme.

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Montag, 23. Februar 2015

Typ2 Ladebox Workshop in Hamburg

Samstag haben wir uns zum Workshop in Hamburg getroffen.
Ausgehend aus dem Forum haben wir uns versammelt, um unsere eigenen Typ2 Ladeboxen herzustellen.
Ein paar für den mobilen Einsatz, einige kommen fest an die Wand.

Je nach Bedarf und eigener Auslegung gab es Boxen mit oder ohne Zähler, allstromsensitiver Fehlerstromschutzschalter (FI Typ B), Display etc.

Die meisten scheinen als Drehstromzähler den SDM 630 zu wählen, als FI wurdet der Doepke DFS 4B SK am häufigsten verbaut. Die 63A Schütze waren von ABB oder Moeller am häufigsten.

Es waren glaube ich zwei 63A/43kW Ladesäulen im Bau, der Rest meine ich waren 32A/22kW Boxen.

Hier mal ein paar Eindrücke in Bildern:



Roland beim Löten der Displayplatinen.


Nicht jede Box funktionierte auf Anhieb, so war zum Ende des Workshops auch Fehlersuche angesagt.
Hier schien der Fehler das 5V-Netzteil zu sein:

Für jeden wohl der spannendste Moment: Die Inbetriebnahme und Test- hoffentlich fehlerfrei :-)

So sah dann z.B. meine Box aus, die demnächst dann im Carport aufgehängt wird.
Bilder vom Einsatz folgen.

Alles in allem ein gelungener Workshop und ein schönes Treffen eines Teils von "E-Mobilisten" aus dem nördlichen Deutschland.
Von Flensburg über Hamburg, bis Berlin und Niedersachsen waren Teilnehmer zusammengekommen.

Vielen Dank noch einmal an die Firma Vollmund, die uns den Raum gestellt haben. An Carsten und Silke für die Beherbergung, das Essen und das Aufräumen, nach dem Workshop.
An Roland und Carsten für die Geduld und die Hilfe und an alle Teilnehmer, die für ein angenehmes Beisammensein gesorgt haben.

Jetzt noch schnell alle Ladepunkte eintragen und wieder ist die E-Mobilität einen Schritt voran gekommen :-)

Beim "Workshop II - Ladeboxerweiterung mit Raspberry Pi" bin ich gern wieder dabei ;-)
Michael

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Montag, 9. Februar 2015

Keine Lastmodule für LiFePO4 - Balancerplatinen

Ich bin gegen Balancer-Platinen auf LiFePO4 Zellen (LFP) und möchte euch erklären warum.
Grund ist eine Reihe von Fragen, die ich per E-Mail bekommen habe, warum die denn alle verwenden würden, wenn die sooooo schlimm sind, wie ich das sage.

Nun, der Grund ist vermutlich der, dass die meisten, die diese Lastmodule vertreiben nicht verstanden haben, wie die Zellen zu laden sind.
Oder vielleicht liegt es auch daran, dass man mit dem Verkauf mehr verdient als mit der Aufklärung über die Risiken :-)

Wenn ich hier von LiFePO4 Zellen spreche, dann von SkyEnergy/CALB SE/CA oder Thundersky/Winston Battery Zellen.
Ich habe zwar auch Erfahrungen mit den HighPower, GBS LFP, A123 Zellen und diversen 18650 gemacht, aber den Großteil eben mit den oben genannten.

Die meisten von denen, die LiFePO4 Batterien in ihrem Fahrzeug, der Solaranlage oder auf dem Boot einsetzen, möchten ihre Investition möglichst lange nutzen und genießen.
Das verstehe ich durchaus und so habe ich anfangs auch viel Zeit damit verbracht, ein passende BMS für meine damals 38 Zellen zu finden.

Nur waren sie entweder zu teuer oder aber so aufgebaut, dass es mir schwer fiel zu verstehen, was die eigentlich sollten.

So bestellte ich mir ein Goodrum/Fechter BMS (V2.7), welches damals bei endless-sphere.com in einer Art open-source Entwicklung entstand und anpassbar war.
Während ich auf die Lieferung wartete und auch während der Zeit des Lötens las ich viel über die Zellen und machte meine ersten eigenen Erfahrungen.
So langsam schwand der Drang, die Zellen zu balancieren.

Heute bin ich mir sicher, dass min. 80% der Zelltode von installierten LiFePO4-Zellen auf den falschen Umgang beim Laden zurückzuführen ist.
Der Rest stirbt wegen Produktionsfehlern, die später erst zum Tragen kommen oder weil die Zellen zu sehr entladen wurden.

Um das Problem zu verstehen, eine Wiederholung:

Bei einer voll geladenen LiFePO4 Zelle ohne Last und nach einer Ruhezeit von sagen wir mal 48 Stunden würde man eine Spannung an den Anschlüssen von 3,38V messen.
Die Zelle wäre voll.
Würde mann nun eine Spannungsquelle größer als 3,38V an die Zelle anlegen, würde weiter Strom in die Zelle fließen und sie würde überladen, letztendlich irgendwann auch messbaren Schaden nehmen.

Um genau diesen Punkt zu erreichen (voll, ohne zu überladen), geben die Hersteller der Zellen ein Datenblatt zur Hand, in dem steht, wie man die Zellen laden sollte, um die angegebenen Zyklen zu erreichen.

CALB (China Aviation Battery Company) hat hier, wie viele andere Hersteller, über die Jahre ihre Datenblätter angepasst. So dass hier zusätzliche Unsicherheit bei den Verbrauchern entstand.

Generell lässt sich für LiFePO4 / LFP Zellen sagen:

Empfohlener Ladestrom: 0.3C
Ladeendspannung: 3,6V
Ladeendpunkt: 3,6V bei 0.05C

Für unser Beispiel hier nehmen wir eine CALB SE100Ah Zelle.
Empfohlener Ladestrom: 0.3C * 100Ah = 30A
Ladeendspannung: 3,6V
Ladeendpunkt: 3,6V bei 0.05C * 100Ah = 5A

Mit diesen Werten kann ich nun eine Zelle laden.
Ich starten mit 30A Ladestrom, bis die Zelle 3,6V an den Anschlüssen zeigt, dann halte ich die Spannung auf 3,6V.
Dadurch sinkt der Strom und bei 5A Ladestrom beende ich den Ladevorgang.
Gratuliere! Die Zelle ist schadlos geladen worden :-)

Das ist für eine einzelne Zelle sehr leicht, verbindet man aber mehrere Zellen in Reihe, um eine höhere Spannung zu erreichen, fangen die Probleme an.

Denn jede Zelle ist unterschiedlich zur nächsten. Jede wird zu einem anderen Zeitpunkt voll sein oder auch leer.
Daher werden sie "angeglichen". Das geschieht durch einzelnes Vollladen oder Entladen auf einen bestimmten Punkt.

Für unser Beispiel nehmen wir 4 x 100Ah Zellen, um eine herkömmliche "12V"Blei-Batterie zu ersetzen.

Wir laden nun alle wie oben beschrieben einzeln auf und verkabeln sie danach in Reihe.

Wir nutzen die neue "4S"-Zelle (vier Einzelakkus in Serie) nun über länge Zeit. Entladen sie bis max. 20% der Kapazität und laden sie wieder bis max. 14,4V (4*3,6V) und mit einem Strom von 30A, in der Konstantstromphase bis der Strom auf 5A gesunken ist.

Sind die Zellen alle ohne Fertigungsfehler geliefert worden, wird diese Art der Nutzung nach 2.000 Vollzyklen noch 80% ihrer Kapazität, also 80Ah besitzen.


Nun kommen die "Lastmodule" oder "Balancer" ins Spiel.
Deren Einsatz liegt die These zugrunde, dass Lithiumzellen mit der Zeit in der Spannung "auseinanderdriften" und tatsächlich tun das einige Lithiumzellen.
Lithium-Polymer Zellen, wie sie bei Modellbaufliegern sehr verbreitet sin, sind durch ihre Zellchemie deutlich "nervöser" als LiFePO4 Zellen und fangen mit der Zeit an, unterschiedliche Spannungen zu zeigen.
Hier wird in der Regel jede Ladung mit angeschlossenem Balancer durchgeführt.
Der Vorteil der LiPo's ist, dass sie eine hohe Entladerate (bis 90C, also der 90fachen Stromstärke der aufgedruckten Kapazität) eine höhere Spannungslage (3,6V/3,7V), eine höhere Energiedichte und damit ein geringeres Leistungsgewicht haben, was für Modellflieger sehr wichtig ist.

LiFePO4 verhält sich so nicht. Sie geben ihre Leistung langsamer ab (gern mit 3C), benötigen etwas mehr Platz, haben ein höheres Gewicht pro Wh und deren Normalspannung wird mit 3,2V angegeben.
Dafür weisen sie deutlich höhere Zyklenzahlen auf und fangen nicht Feuer bei einem Kurzschluss.

Trotzdem gibt es unzählige Arten von Balancermodulen, die für sich in Anspruch nehmen, die Zelle vor der Überladung zu schützen.
Das erledigen sie meist durch Widerstände, die ab einer Spannung von meist 3,6/3,65V die Zelle überbrücken sollen.
Die Energie, die durch die restlichen Zellen laufen soll, damit diese weiter geladen werden, wird über den Widerstand in Wärme umgewandelt.

Das Problem ist, dass sie in einer Phase zum Tragen kommen müssen, in der der Ladestrom noch ein vielfaches von dem beträgt, das sie selbst verarbeiten können.
Balancermodule sind zwischen 500mA und 3A üblich.

Bei unserem Beispiel (30A bis 3,6V, danach 3,6V bis 5A) könnten sie die anfallenden 30A nicht vollständig an der schon vollen Zelle vorbeileiten. 27A - 29,5A würden weiter in die Zelle fließen.
Zudem wird der Balancer heiß, da er über 100W Wärme produziert.
Klingt nicht viel, aber bei einem Pack von bei uns 54 Zellen wird das kuschelig warm bis brütend heiß.

Gehen wir davon aus, dass die Zellen ähnlich in der Spannung sind.
Ganz davon abgesehen, dass ich sie dann nicht bräuchte, würde selbst bei 5A Ladeendstrom das Balancermodul 2A noch in den Akku schieben, der bereits voll ist.

Es gibt nach meinen Erfahrungen keine sinnvollen Einsatz dieser Boards, weshalb ich dringend empfehle sie nicht zu benutzen!

Viel sinnvoller ist es, allgemein nur bis 3,5V / 0.03C zu laden und bei der Entladung darauf zu achten, dass die unteren 10-20% nicht genutzt werden.


Wer unsicher ist und genau wissen möchte, wie der Zustand seiner Zellen ist, sollte sich einen Batteriemonitor-BMS zulegen, welches flexibel in der Anpassung ist.

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