Quasi im Endspurt beim Wiederaufbau meines ersten Citystromers, ereilte mich eine Email. Darin wurde mir ein Citystromer zum Ausschlachten angeboten. Ersatzteile wie z.B. die Hydraulikleitung für die Servolenkung oder die Klimabox sind rar, ein Spender also immer willkommen.

Beim Anruf erfuhr ich auf die Frage, was denn noch brauchbar sei, dass eigentlich - bis auf die Batterien - noch alles vorhanden sei. Naja dachte ich... dann wird er nicht gerade den Preis eines Fahrzeuges "zum Ausschlachten" haben! Vorsichtig erkundigte ich mich - was er den kosten soll? Der damalige Besitzer meinte: Na so um die €1.000 sollten es schon sein... Drei Tage später war ich mit dem Autoanhänger unterwegs nach Regensburg...

Da an diesem Citystromer weit weniger an Arbeitszeit bis zur Fertigstellung investiert werden musste, habe ich natürlich an diesem weitergebaut. Bis auf den Inverter, der defekt war und einige Teile der Innenverkleidung war er aber komplett. Die LiFePO4-Batterien aus meinem ersten Citystromer wanderten nun in diesen Citystromer A3...

100_1901.jpg
Die Batterien vorne...

100_1902.jpg
und hinten...


Ja - und gereinigt werden musste es auch: Die Fenster- und Schiebedachdichtungen waren mit Flechten bewachsen, an einigen versteckten Stellen wuchs das Moos... Eine Grundreinigung mit tatkräftiger Unterstützung meiner Tochter folgte...

Einige Bilder des Batteriemanagementsystems von [[http://liionbms.com/php/controllers.php|"Elithion"]] (mit freundlicher Genehmigung von D'de):


2cn0000b_sm.jpg2cn0000e.jpg

...das Controllerboard


Es handelt sich hierbei quasi um das Gehirn des Batteriemanagements. Hier laufen alle Drähte zusammen. Insgesamt 16 Batteriebänke mit insgesamt bis zu 63 Zellen pro Bank sind möglich. Damit sind auch Konfigurationen für höhere Spannungen problemlos möglich.
Weitere Anschlüsse für

  * CAN-Bus,
  * RS-232,
  * Schütze (Vorlade- und Hauptschütz),
  * Strommesswandler,
  * Lüfter (auch PWM),
  * div. Eingänge (z.B. für Rückmeldung der Schütze) und
  * diverse Ausgänge (Limit Über-/ Unterschreitungen) sind vorhanden.

Aus den Messwerten wird ermittelt das BMS in welchen Zustand sich die Zellen befinden (SOH - State of Health), wie der momentene Ladezustand ist (SOC - State of Charge), welche Temperatur (...muss gekühlt oder die Leistung reduziert werden,...) und welchen Innenwiderstand die Zellen haben.


...das HV-Frontend (hier noch ohne Gehäuse)

Damit der Batteriestromkreisvom Bordnetz getrennt bleibt, wird für die Spannungsüberwachung ein sogenannten HV-Frontend eingesetzt. Es mißt die Gesamtspannung und die Isolation zum Chassis.


1pr0083x_top.jpg
...das Cellboard

Jede Zelle wird mit einem eigenen Cellboard überwacht. Es mißt die Spannung, die Temperatur und balanciert, so notwendig, die Zellen. Leider wird hier noch das Shuntprinzip eingesetzt. Es gibt mittelerweile auch schon weniger verlustbehaftete Möglichkeiten die Zellen auszugleichen. Zum einen wäre ein (besseres) kapazitives Balancing möglich, am optimalsten wäre aber die induktive Variante. Beide transferieren die Energie zu den Zellen, die eine niedriegere Spannung haben, anstatt sie wie beim Shuntprinzip in Wärme umzusetzen. Das ist aber eigentlich der einzige Nachteil des Systems...

6ds000xk.jpg
... das Display

Für die Anzeige des Ladezustandes kann man, je nachdem wieviel man investieren möchte, unterschiedliche Displays an das System anschließen. Ich habe mich für die Low-Cost Variante  entschieden. Dieses Display liest die Daten über den CAN-Bus. Neben dem Ladezustand werden noch folgende Stati angezeigt:

  * Fehler,
  * Strombegrenzung,
  * Zündung ein,
  * Schütze geschlossen,
  * System eingeschaltet und Ladung

Natürlich können auch HID's (Human Interface Devices) mit Touchscreen angeschlossen werden. Diese sind mit CAN-Bus Interface aber erst ab einem vierstelligen Eurobereich zu bekommen. Alternativ dazu - als zukünftige Erweiterung bei mir angedacht, kann eine Anzeige über einen CAR-PC mit Touchscreen realisiert werden. Die Kosten dafür sind erträglich und als zusätzlichen Benfit gibt's dazu auch ein Entertainmentsystem...

----

Was jetzt  immer noch fehlt ist das Batteriemanagement... Der Umrichter war übrigens nicht wirklich defekt! Lediglich eine Sicherung im Batterieanschlusskasten war zu tauschen. Dennoch - der Umrichter wird getauscht, er sieht einfach noch besser aus...

14.4.2009
Die erste Probefahrt am Abend war nicht gerade von Erfolg gekrönt: Ich hatte vergessen das alte Batteriemanagement anzuschließen. Dadurch war praktisch nur ein "Notbetrieb" möglich. Die Vmax lag bei nur 30-40 Km/h, die Beschleunigung eher dürftig.
Nachdem das BMaS anegsteckt war, hatte der Citystromer - wie erwartet - einige Pferdchen mehr unter der Haube. Die Beschleunigung war mehr als zufriedenstellend. Auch eine kurze Bergfahrt mit einer Steigung von etwa 15% war problemlos möglich. Während der etwa 5 Km langen Strecke erwärmte sich keine der Komponenten, die Zellen verloren gerade einmal 0,03V...

18.04.2009
Das BMS wurde bei Davide Andrea von Elithion bestellt. Um ehrlich zu sein, ich kann die Ankunft der Teile kaum erwarten...In der Zwischenzeit bekam der Citystromer eine richtige Bordnetzbatterie:

100_1920_2.jpg


17.06.2009
Die Teile sind angekommen - Heureka! D'de hatte mir die UPS-Trackingnummer zukommen lassen. So konnte ich praktisch in Echtzeit die Sendung verfolgen.

100_1921_2.jpg

Nachdem der Inhalt der Schachtel inspiziert war, begann ich mit dem Bestücken der Zellen. Jedes Cell-Board verfügt über eine LED. Diese zeigt durch blinken an, ob ein Problem vorliegt. Zweimal blinken beim Bestücken heißt soviel wie "alles in Ordnung".
Nach knapp einer Stunde war es dann geschafft, 28 Boards verschraubt...


100_1922_2.jpg100_1923_2.jpg


Jetzt gehts an den Einbau der restlichen Komponenten und die Verdrahtung!
Das neue BMS soll die meisten Funktionen des alten Gerätes im großen und Ganzen abdecken. Bei der Batterieklimatisierung ist das aber nicht ganz möglich. Hier wird ein eigener CAN-Controller eingesetzt, der den CAN-Bus belauscht und ggf. die Heizung/Kühlung steuert. Zusätzlich sollauch noch im Fahrbetrieb gekühlt werden können, aber diese Idee muss noch warten...

23.07.2009
Da für die Verbindung der Zellmodule nur maximal 50mm lange Kabel zulässig sind, wurden geschirmte Leitungen eingesetzt. Diese wurden mit Stecker versehen um die Module im Fehlerfall schnell - ohne Lötarbeiten - tauschen zu können. Das Anfertigen der Kabel hat einige Abende in Anspruch genommen. Aber - alles hat ein Ende. Die Cellboards wurden mit den geschirmten Leitungen bestückt und montiert:

100_1930_2.jpg100_1931_2.jpg

Heute habe ich bei [[http://www.brusa.biz/pcts/g_nlg511_sx316.htmrodu|Brusa]] (Schweiz) einen Charger bestellt. Dieser kann direkt vom Batteriemanager per CAN-Bus gesteuert werden. Dieses Ladesystem ist skalierbar: Es können bis zu drei Stück dieses Typs miteinander verschalten werden. Somit wäre in der (vielleicht zukünftigen) Ausbaustufe das Laden mit einer Leistung von 10kW (Drehstrom) möglich.

Die Zenec - Endstufe für das 5.1 Audiosystem ist heute geliefert worden. Es war ein Schnäppchen bei Eb**. Der Verstärker liefert 6 x 50W (das reicht) und hat zwei digitale (S/PDIF optisch und koaxial) Eingänge, Analoge Eingange, Video out (für die Anzeige der Einstellung),...

100_1940_2.jpg

Ad Entertainmentsystem:
Für die Überwachung der Onboardsysteme (Charger, Batterien, Antrieb,...) wollte ich ein visuelles Interface fix im Fahrzeug installiert haben. Da HID's (Human Interface Devices) seeeehr teurer sind, hatte ich mich entschlossen einen CarPC einzubauen. Dieser verfügt über eine Intel D945GCLF Mainboard mit einem Dualcore Intel Atom Prozessor und wird passiv gekühlt. Ein intelligentes Netzteil bootet das System automatisch bzw. fährt es auch wieder herunter. Die Ruhestromaufnahme beträgt um die 100 µA - vernachlässigbar gering also. Für die Datenerfassung werden ein (selbstgebautes) CAN-Bus Interface und ein OBD2-Interface verwendet. Zum Steuern des PC's wird ein Touchscreen [[http://www.xenarc.com/product/MDT-X7000.html"|(Xenarc MDT-X7000)]] verwendet. Der Bildschirm kann eingefahren werden, das Laufwerk wird per USB an den CarPC angeschlossen. Der Xenarc würde natürlich auch autark DVD's abspielen - das ist laut StVO verboten und aber dafür ist er eigentlich ja auch nicht gedacht. Als Software wird [[http://www.car-pc.info/wiki/CPOS|CPOS]] eingesetzt. CPOS ist ein Open Source Projekt und bietet Funktionen wie z.B. Mediacenter (Radio, DVD, Video), Freisprechen beim Telefonieren (per Bluetooth), die Anzeige von OBD- und CAN-Bus Daten, usw...


100_1927_2.jpg100_1928_2.jpg
Derzeit herrscht noch das Chaos im Auto ;-)


17.08.2009
Das Ladegerät von Brusa ist da!  

Die Bilder dazu:

100_2129_2.jpg100_2130_2.jpg

14.09.2009
In der Zwischenzeit hatte ich mich erkundigt, was die Prüfstelle der Landesregierung in Gerasdorf für eine Zulassung benötigen würde: Abgesehen von den Fahrzeugpapieren und dem Besitznachweis wäre ein Gutachten gemäß ECE-Nr. 100 erforderlich. Eine Anfrage beim TÜV, ob ein solches Gutachten erstellt werden könne, wurde postitiv beantwortet.
Einziger Wermutstropfen ist der Preis: Für die Prüfung und der Erstellung eines Prüfberichts muss ich mit Kosten in der Höhe von etwa € 2.000.- rechnen.
Die ersten Tests des BMS verliefen erfolgreich! Der Controller des BMS arbeitet einwandfrei: Beim Laden steigt die Spannung über den Zellen auf 3,65V an. Dann schaltet das Cellboard den Shunt dazu. Das Board erwärmt mit der Zeit sich etwas. Sobald alle Zellen diese Spannung erreicht haben oder eine der Zellen eine Spannung von mehr als 3,65 Volt hat, gibt der Controller das Signal HLIM (High - Limit) aus - dem Zeichen zum Unterbrechen der Ladung.


2010... wegen familiärer Problemchen fehlte die Zeit für weitere Tätigkeiten...


Winter 2010
Es ist vollbracht - Nach dem zweiten Anlauf bei der zuständigen Prüfstelle der Landesregierung halte ich nun meine Einzelgenehmigung in der Hand! Beim ersten Prüftermin war der Siedepunkt der Bremsflüssigkeit zu niedrig, die Leuchtweitenregulierung funktionierte auch nicht. Diese Mängel wurden natürlich umgehend behoben. Beim zweiten Termin ging dann alles glatt!
Der Citystromer wird über den Winter geschont und erst im Frühjahr angemeldet.

01.04.2010
die Suche nach einer entsprechenden Versicherung gestaltet sich wesentlich schwieriger als gedacht. Wir befinden uns für eine Vollkaskoversicherung bei einem monatlichen Betrag von etwa €210.-! Würde ich diese Summe ansparen könnte ich mir in 4 - 5 Jahren einen neuen Batteriesatz kaufen!!!
Die Haftpflichtversicherung wäre hingegen recht günstig: etwas über €12.- im Monat...

Trotzdem - Die Batterien und die hinzugekommene Technik müssen versichert werden. Der Verlust wäre im Falle eines Diebstahls oder bei einem Unfall einfach zu groß...