Bitte um Hilfe bei Fehlerdiagnose

[wiewennzefliechs]

Hallo,

seit einiger Zeit zickt das (Li-)Ladegerät meines Emco Novantic 'rum. Anstatt einen Ladevorgang ordnungsgemäß abzuschließen, bricht es kurz vor Ende ab und meldet einen Fehler (rot-grünes Blinken). Anfangs passierte das nur gelegentlich, inzwischen fast jedes Mal. Auffälliges Phänomen: schaltet man das Ladegerät dann aus, trennt es vom Akku und schaltet es gleich danach ohne angeschlossenen Akku wieder ein, blinkt es immer noch rot-grün (normal wäre rotes Dauerlicht für "Betriebsbereitschaft"). Lässt man den Akku jedoch angeschlossen und wartet mit dem Wieder-Einschalten ca. 15 Minuten, so wird der Ladevorgang normal fortgesetzt (rotes Blinken). Nach kurzer Zeit (< 1 Minute) meldet das Ladegerät dann, als wäre nichts gewesen, "alles ok, Akku voll" (grünes Dauerlicht). Bis vor kurzem war der Akku dann auch tatsächlich voll, es gab also keine Auffälligkeiten bei Reichweite und Endgeschwindigkeit. Ich habe einen Akku-Defekt daher bisher ausgeschlossen.

Rückfrage bei Emco ergab, dass rot-grünes Blinken tatsächlich einen Fehler signalisiert. Welchen genau, konnte man mir allerdings nicht sagen, denn angeblich kennt das Ladegerät keine unterschiedlichen Blink-Codes für unterschiedliche Fehler. Es könne sich auch um ein Akku-Problem handeln. Genau das hielt ich aber wegen o. g. Phänomens bisher für unwahrscheinlich. Das Ladegerät habe ich inzwischen beim Händler reklamiert, Ersatz ist bereits bei Emco bestellt. Da der Akku aber trotz der Fehlermeldung immer noch geladen wurde, wollte ich nach Absprache mit der Werkstatt das alte Ladegerät erst einmal weiter benutzen, bis das Ersatzgerät geliefert wird.

Auf den letzten 3-4 Fahrten hatte ich jedoch den Eindruck, als sei der Akku etwas schlapper als früher (Ladestandsanzeige fällt schneller als gewohnt). Dafür kann ich mir eigentlich nur 2 Ursachen vorstellen: entweder wird der Akku doch nicht ganz voll geladen, oder er ist tatsächlich defekt.

Um der Sache auf den Grund zu gehen, habe ich heute einen Ladevorgang genau beobachtet. Zuerst begann alles ganz normal: für eine gute Stunde zog das Ladegerät zwischen 850 und 950 Watt aus der Steckdose und meldete dabei "alles ok, Akku wird geladen" (rotes Blinken). Danach erwartete ich, dass nun die Ladeleistung wie beim CCCV-Ladeverfahren üblich langsam absinkt. Stattdessen brach das Ladegerät den Ladevorgang aber ab und meldete einen Fehler. Nun schaltete ich es wie oben beschrieben für 15 Minuten aus und danach wieder ein, worauf es ebenfalls wie beschrieben den Ladevorgang fortsetzte und kurz danach (ca. 20 Sek. später) ohne Fehlermeldung beendete.

Vor Beginn des Ladevorgangs hatte ich die voraussichtlich benötigte Energiemenge ab Steckdose geschätzt, und zwar anhand folgender Formel:

Gefahrene km / Akku-Praxisreichweite * Akku-Kapazität / Ladegeräte-Wirkungsgrad

Diese Formel haut üblicherweise recht gut hin. In der Regel weicht der so errechnete Wert um weniger als 10% von der später tatsächlich verbrauchten, während des Ladens gemessenen Energiemenge ab.

Im konkreten Fall lagen folgende Werte zugrunde:
Gefahrene Strecke: 30 km
Akku-Praxisreichweite: 50 km
Akku-Kapazität: 48 V * 28 Ah = 1,344 kWh
Ladegeräte-Wirkungsgrad: 80%

Daraus errechnet sich folgende Energiemenge:
30 km / 50 km * 1,344 kWh / 0,8 = 1,008 kWh

Tatsächlich nahm das Ladegerät bis zur "Akku voll"-Meldung 1,021 kWh ab Steckdose auf. Dieser Wert stimmt ziemlich genau mit der Schätzung überein und sagt mir, dass der Akku nun eigentlich voll geladen sein müsse.

Soviel zur Vorgeschichte. Nun meine Frage: sieht das beschriebene Verhalten eher nach einem kaputten Ladegerät oder nach einem kaputten Akku aus? Und kann ich das Ladegerät tatsächlich noch weiter benutzen, oder laufe ich Gefahr, dem Akku zu schaden?

Zur Info noch ein paar Daten zum Ladegerät: max. Ausgangsspannung lt. Typenschild 58,4 Volt bei 15 Ampere = 876 Watt. Maximale gemessene Leistungsaufnahme: ca. 950 Watt (Herstellerangabe: 1000 Watt). Zeit zum Laden eines komplett leeren Akkus: ca. 2 Stunden (ich habe den Akku aber nur ein einziges Mal so leergefahren, dass das BMS abgeschaltet hat. Danach dauerte das Laden tatsächlich ca. 2 Stunden. Ansonsten lag die Ladezeit unter 90 Minuten). Wie sieht üblicherweise der Ladeleistungs-Verlauf bei diesen Daten aus? Und wenn der Akku noch zu 40% geladen ist, wird er dann tatsächlich über eine Stunde lang mit voller Leistung geladen oder müsste die Ladeleistung schon früher reduziert werden?

Gruß

Michael

[stanislaus]

hallo,

aus dem Bauch raus würd ich sagen deine Berechnung stimmt so und das Ladegerät hat einen Defekt.

lg

Wolfgang

[Peter51]

1. Frage wieviele Gesamtkilometer sind denn in den letzten 9 Monaten zusammen gekommen?
2. 28Ah sind für einen 48V 45er Roller nun wirklich nicht so der Hit - besser wären sicher 40Ah oder mehr.
3. Lithium Ionen heißen sie alle. Sind bei dir 16Stück LiFePo4 28Ah Zellen verbaut?
4. Die meisten LiFePo4 Zellen haben eine Ladeendspannung von 3,65V. 58,4V : 3,65 spricht für 16 LifePo4 Zellen.
5. Ist der Ladestecker zum Akku 2-polig? (Nur über einen mehrpoligen Ladestecker könnte das BMS über ein 230V Halbleiterrelais das Ladegerät primärseitig abschalten).
6. Ein E.-Rollerfahrer sollte ein Vielfachmeßgerät sein eigen nennen. Plus einem DC-Zangenamperemeter.
7.Üblicher Ladevorgang von LiFePo4 Akkus:
a. Akku ist halbleer gefahren. Das LG lädt in der CC Phase mit seinem max. Nennstrom, in deinem Fall mit 15A und < 58,4V.
b. Akku hat 58,4V erreicht. LG lädt in der CV Phase mit 58,4V und kleiner werdenem Strom. Wird der Strom kleiner 0,5A ist der Ladevorgang beendet.
Über rote, grüne und blinkende LEDs gibt die Bedienungsanleitung Auskunft. LG haben wohl nicht nur intern 2..5 Potis sondern meist auch ein Relais am 48V Ausgang.
Mein Ladegerät schliesse ich zuerst am Akku an. Ladegerät mißt schon die Akkuspannung und wird auch schon vom Akku versorgt, sonst könnte ja keine LED leuchten. Dann stecke ich Netzstecker rein und schalte das Ladegerät ein. ( Das eingeschaltete Ladegerät hat ohne Akku übrigens keine Spannung am Ladestecker, ist wohl mehr bei den teueren Ladegeräten so).

[Joehannes]

Besorgte.....
viewtopic.php?f=45&t=2016&p=36192&hilit ... ter#p36192
und überwache den Lader und den Ladevorgang.

[wiewennzefliechs]

1. Frage wieviele Gesamtkilometer sind denn in den letzten 9 Monaten zusammen gekommen?

Knapp 3.500.

2. 28Ah sind für einen 48V 45er Roller nun wirklich nicht so der Hit - besser wären sicher 40Ah oder mehr.

Mir reichen sie bisher (ich nutze selten mehr als die halbe Reichweite, die volle bis auf eine Ausnahme noch nie). Falls sich daran eines Tages etwas ändern sollte, kaufe ich einfach einen zweiten Akku und setze den zusätzlich zum ersten ein. Dann habe ich 56 Ah und 100 km Reichweite

3. Lithium Ionen heißen sie alle. Sind bei dir 16Stück LiFePo4 28Ah Zellen verbaut?
4. Die meisten LiFePo4 Zellen haben eine Ladeendspannung von 3,65V. 58,4V : 3,65 spricht für 16 LifePo4 Zellen.

Leider habe ich keine genaue Info über den Zellentyp, aber deine Rechnung klingt plausibel. Man sollte also von LiFePO4 ausgehen.

5. Ist der Ladestecker zum Akku 2-polig? (Nur über einen mehrpoligen Ladestecker könnte das BMS über ein 230V Halbleiterrelais das Ladegerät primärseitig abschalten).

Der Ladestecker ist zwar dreipolig, aber es werden nur 2 Pole genutzt. Es erfolgt auch keine primärseitige Abschaltung. Wenn der Fehler auftritt, klickt im Innern des Ladegeräts ein Relais und im gleichen Moment fällt die vom Ladegerät aufgenommene Leistung auf ca. 3 Watt. Das interpretiere ich als "der Ladevorgang wurde abgebrochen", und zwar mit sekundärseitiger Abschaltung. Ich nehme aber an, dass das durch die Ladegeräte-Elektronik selbst und nicht durch das BMS ausgelöst wird.

6. Ein E.-Rollerfahrer sollte ein Vielfachmeßgerät sein eigen nennen.

Ich habe sogar zwei Davon ist eines ein sehr hochwertiges von Fluke. Anschließen kann ich an meinem Ladegerät aber keines von beiden, denn dazu müsste ich Kabel oder Stecker öffnen. Das ist mit Garantieverlust verbunden.

Plus einem DC-Zangenamperemeter.

Das habe ich leider nicht. Aber es wäre vermutlich die einzige Möglichkeit, an meinem Ladegerät sekundärseitig etwas zu messen. Primärseitig messe ich ja schon, und aus den Ergebnissen kann man durchaus seine Schlüsse ziehen, denke ich.

7.Üblicher Ladevorgang von LiFePo4 Akkus:
a. Akku ist halbleer gefahren. Das LG lädt in der CC Phase mit seinem max. Nennstrom, in deinem Fall mit 15A und < 58,4V.
b. Akku hat 58,4V erreicht. LG lädt in der CV Phase mit 58,4V und kleiner werdenem Strom. Wird der Strom kleiner 0,5A ist der Ladevorgang beendet.

Schon klar, aber wie lang dauert jede dieser Phasen?

Über rote, grüne und blinkende LEDs gibt die Bedienungsanleitung Auskunft.

Leider gibt die Bedienungsanleitung nur über die Blinksignale eines korrekt arbeitenden Ladegeräts Auskunft. Über Fehlermeldungen steht leider nichts drin.

LG haben wohl nicht nur intern 2..5 Potis sondern meist auch ein Relais am 48V Ausgang.

Ein Relais ist sicher vorhanden, möglicherweise sogar zwei (es gibt Klicks mit unterschiedlicher "Klangfarbe"). Aufmachen und nachsehen verbietet sich wegen Garantieverlust.

Mein Ladegerät schliesse ich zuerst am Akku an. Ladegerät mißt schon die Akkuspannung und wird auch schon vom Akku versorgt, sonst könnte ja keine LED leuchten.

Bei meinem Ladegerät leuchtet nichts, wenn nur der Akku angeschlossen ist.

Dann stecke ich Netzstecker rein und schalte das Ladegerät ein.

In der Bedienungsanleitung meines Rollers wird es andersrum beschrieben. Nichtsdestotrotz funktioniert es auch in der Reihenfolge erst Akku, dann 230 Volt. Seit die neuen Stecker dran sind, mache ich das immer in dieser Reihenfolge, weil der Anschlussstecker am Ladegerät jetzt männlich ist (früher war er weiblich) und die Pins daher offen liegen. Ich möchte keinen Kurzschluss produzieren, wenn ich versehentlich mit 2 Pins irgend etwas metallisches berühre (z. B. den Rand der Buchse am Akku).

( Das eingeschaltete Ladegerät hat ohne Akku übrigens keine Spannung am Ladestecker, ist wohl mehr bei den teueren Ladegeräten so).

Wenn man mein Ladegerät einschaltet und danach den Akku anschließt, passiert zunächst gar nichts (Anzeigeleuchte leuchtet weiter dauer-rot und auch die zu diesem Zeitpunkt sehr geringe Leistungsaufnahme ändert sich nicht). Erst nach ein paar Sekunden macht es "klick", die Kontrollleuchte fängt an, rot zu blinken ("Akku wird geladen") und die Leistungsaufnahme steigt auf ca. 900 Watt (später wird sie noch etwas höher, der höchste von mir bisher gemessene Wert lag bei ca. 950 Watt). Daraus schließe ich, dass die Ladespannung erst nach Anschluss des Akkus eingeschaltet wird, und zwar mit ein paar Sekunden Verzögerung. Mein Ladegerät ist also vermutlich ein teures Messen kann ich das allerdings nicht, denn wie erwähnt verbietet sich das Öffnen von Steckern oder Kabeln wegen Garantieverlust.

@Joehannes: funktioniert das WattsUp-Gerät mit einer 3x2,5mm²-Mantelleitung? Oder kann man da nur einzelne Adern durchführen? Wenn letzteres, müsste ich das Kabel aufschneiden -> Garantieverlust.

Gruß

Michael

[Joehannes]

Einen Adapter konfektionierten oder gleich die richtigen Stecker anfertigen und dann nur zwischen
Ladegerät und Ladebuchse zwischen schalten.
Er zeigt Spannung, Strom, Ladezeit und geladene mAh an.

[Peter51]

1. Den Zellentyp LiFePo4 bzw. Lithium Polymer oder (Sanyo bzw. Pannasonic Zellen = Fahrradakkus) sollte man bei Emco erfragen.
2. Ich würde mir einen Zwischenstecker bestehend aus Ladebuchse und Ladestecker bauen - XLR Stecker?. Diesen Adapter zwischen Ladestecker und Ladebuchse einschleifen. Dann kannst du die Spannung messen und mit einer DC-Stromzange, kostet ca. 59,-, berührungslos den Strom messen. ( Eine Strommessung mittels shunt wäre auch möglich, aber eben nicht mehr berührungslos).
Das Relais am Ausgang schaltet den Ladestrom, also max. 15A. Am LG Ausgang werden noch 2 kleine Drähte zum Prozessor gehen. Wird z. B. falsche Polarität gemessen, wird verhindert, daß das LG Relais zuschaltet.
3. Wie gesagt bei einem Strom < 0,5A sollte das LG Relais wegschalten. Vielleicht hat sich der Akku nach 3.500km bezügl. Innenwiderstand verändert und im Akkugehäuse ist noch ein BMS eingebaut und das LG wird verwirrt oder das LG hat schlichtweg eine Macke.......

[dominik]

@Joehannes: funktioniert das WattsUp-Gerät mit einer 3x2,5mm²-Mantelleitung? Oder kann man da nur einzelne Adern durchführen? Wenn letzteres, müsste ich das Kabel aufschneiden -> Garantieverlust.

Handelt es sich um ein externes Ladegerät, dann einfach passenden Stecker und Kupplung für die DC-Seite besorgen und das Messgerät darüber einschleifen.

Hat der Roller ein BMS? Welches erkennt das eine Zelle zu voll ist?
Dann wird, zumindest bei meinem Roller, die Batterie per Relais im Roller vom Ladegerät "abgeklemmt".
Somit sieht da Ladegerät keinen Akku mehr und geht in den Standbymodus, dabei kann kurzeitig noch eine kleine Überspannung entstehen welches das Ladegerät als Fehler interpretieren kann.
Bei meinem Ladegerät, baut sich diese "Über"-Spannung dann langsam ab, den einen Entladewiderstand hat , zumindest mein Lader nicht, danach geht der Lader so lange in den Standby, bis das BMS die zu volle Zelle etwas entladen hat, dann beginnt der Ladevorgang von neuem.
Dies passiert bei mir wenn der Akku ziemlich leer gefahren wurde ein bis zweimal, danach ist alle ausgeglichen und der Ladevorgang beendet.
Wenn der Akku nur halb leer gefahren wurde passiert das bislang nicht.

[wiewennzefliechs]

Handelt es sich um ein externes Ladegerät, dann einfach passenden Stecker und Kupplung für die DC-Seite besorgen und das Messgerät darüber einschleifen.

Dazu bräuchte ich einen Stecker und eine Kupplung vom Typ WY28 von dieser Seite, jeweils in 3-poliger Ausführung. Ich habe bisher aber keine Bezugsquelle für einzelne Exemplare dieser Stecker gefunden. Weipu-Stecker gibt es sogar bei Völkner und Conrad, aber leider nicht die richtigen.

Hat der Roller ein BMS? Welches erkennt das eine Zelle zu voll ist?

Vermutlich ja. Es ist im Akku eingebaut.

Dann wird, zumindest bei meinem Roller, die Batterie per Relais im Roller vom Ladegerät "abgeklemmt".
Somit sieht da Ladegerät keinen Akku mehr und geht in den Standbymodus, dabei kann kurzeitig noch eine kleine Überspannung entstehen welches das Ladegerät als Fehler interpretieren kann.

Ein solches Relais müsste bei meinem Roller in der Batterie sitzen. Ich denke aber nicht, dass es dort ein Relais gibt, jedenfalls habe ich in der Batterie noch nichts klicken hören. Es klickt nur im Ladegerät. Außerdem gibt es keine Steuerleitungen zwischen Akku und Ladegerät, sondern nur eine 2-polige Verbindung für den Ladestrom. Das BMS könnte demnach zwar die Batterie abklemmen, aber nicht dem Ladegerät irgendwelche Befehle übermitteln.

Ein Abklemmen der Batterie könnte ich auch simulieren, indem ich einfach während des Ladens den Ladestecker am Akku abziehe. Ich werde das mal probieren und sehen, was dann passiert.

Bei meinem Ladegerät, baut sich diese "Über"-Spannung dann langsam ab, den einen Entladewiderstand hat , zumindest mein Lader nicht, danach geht der Lader so lange in den Standby, bis das BMS die zu volle Zelle etwas entladen hat, dann beginnt der Ladevorgang von neuem.
Dies passiert bei mir wenn der Akku ziemlich leer gefahren wurde ein bis zweimal, danach ist alle ausgeglichen und der Ladevorgang beendet.
Wenn der Akku nur halb leer gefahren wurde passiert das bislang nicht.

Danke für die Erklärung. Vielleicht ist das eine brauchbare Spur. Ich werde mal beobachten, unter welchen Bedingungen das Ladegerät am häufigsten einen Fehler meldet. Bei den letzten 3 Ladungen meldete es bei der ersten Ladung (nach ca. 18km) und bei der letzten (nach ca. 30 km) einen Fehler, während die zweite Ladung (nach ca. 23km) fehlerfrei zu Ende geführt wurde.

Gruß

Michael

[STW]

Meine Meinung: eine Zelle ist defekt, das BMS registriert beim Laden Überspannung an einer Zelle und wirft das Ladegerät ab (nix Relais, Transistorschaltung). Für Diagnose muß jede Zelle einzeln gemessen werden.