SILENCE AKKU: Unterschied zwischen den Versionen
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== Das Einheitsakku-System von Silence == | == Das Einheitsakku-System von Silence == | ||
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+ | [[Datei:Silence_Akku_Fahrgestell.jpg|300px|thumb|Herausgenommener Akku mit ausgefahrenem Fahrgestell]] | ||
Silence verwendet in allen seinen Fahrzeugen (inkl. der Neuvorstellungen 2024) ein einheitliches Akkusystem. Die Akkupacks werden in der Regel zusammen mit den Fahrzeugen erworben. Derzeit nur in Spanien können Fahrzeuge auch ohne Akku gekauft und die Akkus gemietet werden, wobei man sie wahlweise selbst aufladen oder in speziellen Batteriestationen einfach tauschen kann. Da dies im deutschsprachigen Raum nicht relevant ist, wird darauf nicht näher eingegangen. | Silence verwendet in allen seinen Fahrzeugen (inkl. der Neuvorstellungen 2024) ein einheitliches Akkusystem. Die Akkupacks werden in der Regel zusammen mit den Fahrzeugen erworben. Derzeit nur in Spanien können Fahrzeuge auch ohne Akku gekauft und die Akkus gemietet werden, wobei man sie wahlweise selbst aufladen oder in speziellen Batteriestationen einfach tauschen kann. Da dies im deutschsprachigen Raum nicht relevant ist, wird darauf nicht näher eingegangen. | ||
− | Die Akkupacks enthalten neben dem immer erforderlichen Akkuzellenmanagement auch ein Ladegerät, die im Verleihsystem kursierenden zudem ein Telemetriemodul inklusive Positionsbestimmung. Alle Fahrzeuge von Silence sind so konstruiert, dass die Akkupacks ohne Hebeaktionen waagerecht aus dem Fahrzeug entfernt und wieder eingesetzt werden können, bei diesem Vorgang wird ein Fahrgestell mit zwei Rollen und einer Standhilfe automatisch aus- und eingeklappt. Gleichzeitig werden auch selbsttätig Hochstrom- und Multiconnector-Verbindung getrennt und verbunden und beim Einschieben der Akku automatisch verriegelt und so vor unbefugter Entnahme geschützt. Zusätzlich kann der Akku über ein Steckschloss, welches in eine spezielle Radschraube des Fahrgestells greift, verriegelt werden. | + | Die Akkupacks enthalten neben dem immer erforderlichen '''Akkuzellenmanagement''' auch ein '''Ladegerät''', die im Verleihsystem kursierenden zudem ein '''Telemetriemodul''' inklusive Positionsbestimmung. Alle Fahrzeuge von Silence sind so konstruiert, dass die Akkupacks ohne Hebeaktionen waagerecht aus dem Fahrzeug entfernt und wieder eingesetzt werden können, bei diesem Vorgang wird ein '''Fahrgestell''' mit zwei Rollen und einer Standhilfe automatisch aus- und eingeklappt. Gleichzeitig werden auch selbsttätig Hochstrom- und Multiconnector-Verbindung getrennt und verbunden und beim Einschieben der Akku automatisch verriegelt und so vor unbefugter Entnahme geschützt. Zusätzlich kann der Akku über ein Steckschloss, welches in eine spezielle Radschraube des Fahrgestells greift, verriegelt werden. |
− | Das Akkupack ist aufgrund seines Gewichtes von 41 kg nicht mehr als tragbar zu bezeichnen und hat auch keine entsprechenden Griffe, es besitzt stattdessen das erwähnte Fahrgestell und einen ausziehbaren Griff (wie bei einem Trolley-Koffer), mit dem das Akkupack bequem und mit wenig Kraft auch über kleinere Strecken und sogar (nicht zu hohe) Treppenstufen etwa in ein Haus gebracht werden kann. Durch das integrierte Ladegerät wird | + | Das Akkupack ist aufgrund seines Gewichtes von 41 kg nicht mehr als tragbar zu bezeichnen und hat auch keine entsprechenden Griffe, es besitzt stattdessen das erwähnte Fahrgestell und einen ausziehbaren Griff (wie bei einem Trolley-Koffer), mit dem das Akkupack bequem und mit wenig Kraft auch über kleinere Strecken und sogar (nicht zu hohe) Treppenstufen etwa in ein Haus gebracht werden kann. Durch das integrierte Ladegerät mit dem Kaltgeräteanschluss wird zum Laden nur noch ein preiswertes standardisiertes Kabel benötigt (war und ist z.B. Standard bei PCs und Monitoren). Eine Leuchtring zeigt beim Laden eine Animation und den Ladezustand im Wechsel, letzterer kann auch jederzeit im und außerhalb des Rollers durch eine Berührung oder einen leichten Handflächenschlag auf die Sensorfläche abgefragt werden. |
Diese all-in-one-Lösung ist auf dem Markt bisher einzigartig. Auch dass das gesamte Pack über keinen Lüfter verfügt und somit ein geräuschloses Laden sogar in Wohnungen und Büros möglich ist, ist eine eher selten anzutreffende Eigenschaft. | Diese all-in-one-Lösung ist auf dem Markt bisher einzigartig. Auch dass das gesamte Pack über keinen Lüfter verfügt und somit ein geräuschloses Laden sogar in Wohnungen und Büros möglich ist, ist eine eher selten anzutreffende Eigenschaft. | ||
=== Externes Zubehör für den Akku === | === Externes Zubehör für den Akku === | ||
− | Silence hatte als Zubehör für den Akku anfangs eine Art Solarladebaum und einen Inverter zum Erzeugen von 230 Volt Wechselspannung angekündigt, nach langer Zeit aber nur den Inverter realisiert | + | Silence hatte als Zubehör für den Akku anfangs eine Art Solarladebaum und einen Inverter zum Erzeugen von 230 Volt Wechselspannung angekündigt, nach langer Zeit aber nur den Inverter realisiert, der maximal 3000 Watt Dauerleistung an zwei 230-V-Steckdosen und einen einfachen 5-V-USB-Ausgang bereitstellt. Näheres ist aus [https://www.elektroroller-forum.de/viewtopic.php?p=330601#p330601 diesem Forumbeitrag] (mit ein paar mehr Fotos als offiziell) sowie aus dem Wiki-Artikel [[Silence_NOMAD|→ '''Silence NOMAD'''"]] zu erfahren. |
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+ | Den Multifunktionsstecker gibt es nicht offiziell zu kaufen. Ein findiger Forenuser [https://www.elektroroller-forum.de/viewtopic.php?p=253359#p253359 hat einen passenden Stecker in Kleinserie gebaut] und zum Selbstkostenpreis abgegeben. Mit diesem Stecker ist es möglich, den Akku nebst Hochstromausgang zu aktivieren und das Akkupack als Energiequelle für eigene Inverterlösungen zu verwenden oder mit ebenfalls selbst gebauten Schnellladegeräten zu befüllen. | ||
== Inhalt und Aufbau eines Silence-Akkupacks == | == Inhalt und Aufbau eines Silence-Akkupacks == | ||
− | Das Akkupackgehäuse besteht aus einem soliden Aluminiumkörper mit Kühlrippen und Plastikteilen. Auf der Vorderseite ist der kreisförmiger Leuchtring um eine als Sensor dienende Fläche, dahinter befinden sich das Griffsystem sowie das integrierte Ladegerät, das von sich aus witterungsgeschützt ist. Hinter einer wasserdichten Abdeckung befindet sich das eigentliche Akkupack | + | Das Akkupackgehäuse besteht aus einem soliden Aluminiumkörper mit Kühlrippen und Plastikteilen. Auf der Vorderseite ist der kreisförmiger Leuchtring um eine als Sensor dienende Fläche, dahinter befinden sich das Griffsystem sowie das integrierte Ladegerät, das von sich aus witterungsgeschützt ist. Hinter einer wasserdichten Abdeckung befindet sich das eigentliche Akkupack, das Akkuzellen-Management (battery management system, abgekürzt BMS) sowie zwei Relais, abgeschlossen von der ebenfalls mit Dichtung verschraubten rückseitigen Abdeckung mit dem rollerseitigen Anschlussystem (Multikontaktbuchse und Hochstromkontakte) und dem Kaltgeräteanschluss. Akkupack und BMS sind somit vor eindringender Nässe und Feuchtigkeit recht gut geschützt (auch auf der Vorderseite eindringende Nässe rund um die Öffnungen für den Griff ist für das Akkupack nicht schädlich). Das Akkupack ist nicht aktiv belüftet, Wärme wird ausschließlich über das Gehäuse abgeführt. |
Auf der Unterseite des Akkupacks befindet sich das klappbare Fahrgestell. | Auf der Unterseite des Akkupacks befindet sich das klappbare Fahrgestell. | ||
Auf der Rückseite befindet sich außerdem ein Typschild-Aufkleber mit der Teile- und Seriennummer des Akkupacks sowie des Herstellungsdatums. | Auf der Rückseite befindet sich außerdem ein Typschild-Aufkleber mit der Teile- und Seriennummer des Akkupacks sowie des Herstellungsdatums. | ||
− | === Akkupack und Batterie-Management-System === | + | === Akkupack und Batterie-Management-System, Brutto- und Nettokapazität === |
Das Akkupack besteht - anders als bei Elektro-Autos - aus hunderten einzelnen Rundzellen. Sie werden von einem Batteriemanagementsystem überwacht und vor Fehlbehandlung geschützt wie üblich. Zusätzlich stellt das BMS vier Ausgänge für verschiedene Stromversorgungen im Fahrzeug bereit (Details weiter unten). | Das Akkupack besteht - anders als bei Elektro-Autos - aus hunderten einzelnen Rundzellen. Sie werden von einem Batteriemanagementsystem überwacht und vor Fehlbehandlung geschützt wie üblich. Zusätzlich stellt das BMS vier Ausgänge für verschiedene Stromversorgungen im Fahrzeug bereit (Details weiter unten). | ||
− | Die Bruttokapazität des Packs wird mit 5,6 kWh angegeben (es gibt auch eine kleinere Akkuvariante mit 4,2 kWh, die aber wohl in Mitteleuropa nie präsent gewesen ist). Davon unterscheidet sich die Nettokapazität (nutzbare Energiemenge je Ladung), für die es keine offiziellen Angaben gibt, die aber durch zahlreiche Nutzer im Bereich 4,2-4,5 kWh ermittelt wurde. | + | '''Die Bruttokapazität des Packs wird mit 5,6 kWh angegeben''' (es gibt auch eine kleinere Akkuvariante mit 4,2 kWh, die aber wohl in Mitteleuropa nie präsent gewesen ist). Davon unterscheidet sich die '''Nettokapazität (nutzbare Energiemenge je Ladung)''', für die es keine offiziellen Angaben gibt, die aber durch zahlreiche Nutzer im Bereich '''4,2-4,5 kWh''' ermittelt wurde. '''Das Lademanagement hält die Zellen von ihren technischen Grenzwerten entfernt''', die Ladung wird in der Regel bei weniger als 4,2 Volt je Zelle beendet und eine Zelle kaum unter 3,3 Volt entladen. Das bedeutet zwar geringere Reichweite, aber dafür steigt die Lebensdauer der Zellen, eine sonst '''bei Lithium-Akkus schädliche Lagerung im vollen Zustand wird vermieden''' und auch bei 0% Ladestand gibt es noch eine Restmenge Energie, die sogar für wenige Kilometer in Schleichfahrt reicht. <br/ > |
+ | '''Praktisch bedeutet das, dass sich der Benutzer über sinnvolle Ladestände für die Aufbewahrung oder im laufenden Betrieb keine Gedanken zu machen braucht.''' Selbst bei einer pessimistischen Einschätzung von 500 Ladezyklen Lebensdauer sind 40.000 km Fahrstrecke ein Wert, den viele Roller im Privatgebrauch nur sehr selten erreichen werden. | ||
Limits und Grenzen des Akkus werden für den Benutzer auch sichtbar kommuniziert. Meldungen wie "WARN UV" oder "LIMIT UV" (bedenkliche bzw. kritische Unterspannung) im Display der Fahrzeuge ermahnen den Fahrer ggf. zu zurückhaltender Fahrweise, auch vor Übertemperaturen wird gewarnt. | Limits und Grenzen des Akkus werden für den Benutzer auch sichtbar kommuniziert. Meldungen wie "WARN UV" oder "LIMIT UV" (bedenkliche bzw. kritische Unterspannung) im Display der Fahrzeuge ermahnen den Fahrer ggf. zu zurückhaltender Fahrweise, auch vor Übertemperaturen wird gewarnt. | ||
=== Das integrierte Ladegerät und der Ladeanschluss === | === Das integrierte Ladegerät und der Ladeanschluss === | ||
− | Im Akkupack dient ein Netzteil von Meanwell (HLG-600H-58-8BOL) als Stromversorgung für den Ladevorgang. Diese Marken-Netzteile in Industriequalität besitzen einen sehr hohen Wirkungsgrad von typisch 96%, sind lüfterlos und voll gekapselt und nach IP65 vor Witterungseinflüssen geschützt. Das Netzteil wird mit 230V Netzspannung wahlweise über einen Kaltgeräteeinbaustecker (für das Laden des Akkupacks außerhalb des Fahrzeugs) von der Akkupackrückseite oder über den Multiconnector des Akkupacks (s.u.) versorgt. In allen Silence-Rollern erfolgt die Stromversorgung über einen unter der Sitzbank befindlichen weiteren Kaltgeräteeinbaustecker, der mit dem Multiconnectoranschluss verbunden ist | + | Im Akkupack dient ein Netzteil von Meanwell (HLG-600H-58-8BOL) als Stromversorgung für den Ladevorgang. Diese Marken-Netzteile in Industriequalität besitzen einen sehr hohen Wirkungsgrad von typisch 96%, sind lüfterlos und voll gekapselt und nach IP65 vor Witterungseinflüssen geschützt. Das Netzteil wird mit 230V Netzspannung wahlweise über einen Kaltgeräteeinbaustecker (für das Laden des Akkupacks außerhalb des Fahrzeugs) von der Akkupackrückseite oder über den Multiconnector des Akkupacks (s.u.) versorgt. In allen Silence-Rollern erfolgt die Stromversorgung über einen unter der Sitzbank befindlichen weiteren Kaltgeräteeinbaustecker, der mit dem Multiconnectoranschluss verbunden ist - beim SEAT Mo hingegen erfolgt die Stromzufuhr über den Akku-Kaltgeräteeinbaustecker und eine mit einer Gummiabdeckung versehenen Öffnung in der Akkufachverkleidung. |
− | Die elektrische Verbindung des Netzteilausgangs zum Akkupack | + | Die elektrische Verbindung des Netzteilausgangs zum Akkupack wird über das vom BMS gesteuerte Laderelais nur bei Bedarf hergestellt und ist im Ruhezustand und im Fahrbetrieb somit immer getrennt. Das Netzteil wird zudem vom BMS ferngesteuert, so kann die Ausgangsspannung und damit indirekt der Ladestrom angepasst werden. |
− | Die Ladung erfolgt wie weit verbreitet im CC/CV-Verfahren (beginnend mit einer Konstantstromphase (constant current, | + | Die Ladung erfolgt wie weit verbreitet im CC/CV-Verfahren (beginnend mit einer Konstantstromphase (constant current, CC), endend mit einer Konstantspannungsphase (constant voltage, CV). Die Ladeleistung beträgt zu Beginn deutlich weniger als 100 Watt und erreicht erst nach einigen Minuten ihren Maximalwert (in Abhängigkeit vom Ladezustand des Akkupacks). Die maximale Ladeleistung von ca. 605 Watt (635 Watt auf 230V-Seite) wird bei etwa 95% Ladezustand (State of Charge, SoC) erreicht. Bei der nun folgenden Konstantspannungsladung sinkt die Ladeleistung kontinuierlich bis unter 25 Watt, dann wird die Ladestromzufuhr zunächst unterbrochen (die Leistungsaufnahme auf 230V-Seite liegt dann unter 3 Watt), nach etwa 45 Minuten wird der Ausgang aber wieder aktiviert und dann werden wieder knapp 15 Watt bezogen. Welche Vorgänge in dieser letzten Phase ablaufen, ist nicht final geklärt (es wird u.a. ein aktives Balancing der Zellstufen vermutet) ebenso ob sie irgendwann wieder endet (Tests über 30 Stunden ergaben keine Änderung). |
− | Zum Ladesystem gehört auch eine Akkuheizung. Da das Laden von Lithiumzellen bei Umgebungstemperaturen unter 0 °C die Zellen | + | === Laden bei niedrigen Temperaturen und die Akkuheizung === |
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+ | Zum Ladesystem gehört auch eine Akkuheizung. Da das Laden von Lithiumzellen bei Umgebungstemperaturen unter 0 °C die Zellen zu dauerhaften Schäden führen kann, wird bei einem Ladeversuch in diesem Temperaturbereich zunächst das Akkupack auf ca 10 °C erwärmt (unbestätigt: 55 Watt Heizleistung), bevor mit der eigentlichen Ladung begonnen wird. Ob diese Akkuheizung überhaupt eingebaut und aktiviert ist, ist bei jedem Akku zunächst unklar, authorisierte Silence-Werkstätten können das überprüfen und ggf. aktivieren, dem Fahrzeugnutzer ist dies nicht (oder zumindest nicht ohne Fachwissen und technische Hilfsmittel) möglich. Als gesichert gilt aber, dass ein Akku ohne aktive Heizung die Ladung unterhalb von 0 °C verweigert. | ||
=== Der Leuchtring === | === Der Leuchtring === | ||
− | Der von außen hinter einer milchweißen Abdeckung versteckte Leuchtring besteht aus einer Anzahl (?) RGB-Leuchtdioden (vermutlich | + | Der von außen hinter einer milchweißen Abdeckung versteckte Leuchtring besteht aus einer Anzahl (?) RGB-Leuchtdioden (vermutlich die weit verbreiteten WS2818), die vom BMS in allen Farben und Helligkeiten individuell angesteuert werden können. Der Ring zeigt beim Laden üblicherweise eine im Uhrzeigersinn drehende Animation eines Kreissegments, die dann zum Vollkreis schließt und sich anschließend auf einen zum aktuellen Ladezustand proportionalen Teilkreis reduziert. Die Abfrage des Akkuladestandes per "Handauflegen" oder leichtem Handflächenschlag (die optimale Bedienung ist tatsächlich nicht geklärt, mitunter aktiviert sogar ein angelegtes Bein den Leuchtring) ist ähnlich, endet aber ebenfalls mit dem Kreissegment. |
Die Farben des Leuchtrings haben sich im Laufe der Jahre geändert - während anfangs ein hellblauer Lichtpunkt grüne Kreissemente (passend zur damals vorherrschenden grünen Designfarbe der S01-Roller) anführte, so sind es seit 2021/2022 weiße Lichtpunkte mit roten Segmenten (etwa beginnend mit der Produktion des Schwestermodells SEAT Mo mit dessen roter Designfarbe). Inzwischen werden aber alle Akkus mit einheitlicher Lichtfarbe geliefert. | Die Farben des Leuchtrings haben sich im Laufe der Jahre geändert - während anfangs ein hellblauer Lichtpunkt grüne Kreissemente (passend zur damals vorherrschenden grünen Designfarbe der S01-Roller) anführte, so sind es seit 2021/2022 weiße Lichtpunkte mit roten Segmenten (etwa beginnend mit der Produktion des Schwestermodells SEAT Mo mit dessen roter Designfarbe). Inzwischen werden aber alle Akkus mit einheitlicher Lichtfarbe geliefert. | ||
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=== Aufbau und Eigenschaften des Akkupacks === | === Aufbau und Eigenschaften des Akkupacks === | ||
− | Der genaue Aufbau des Akkus wurde anfangs nur vermutet. Inzwischen kann davon ausgegangen werden, dass der Akku aus 420 Rundzellen (Typ 18650, z.B. Samsung INR18650-29E), jeweils 30 parallel in einer Stufe und davon 14 in | + | Der genaue Aufbau des Akkus wurde anfangs nur vermutet. Inzwischen kann davon ausgegangen werden, dass der Akku aus 420 Rundzellen (Typ 18650, z.B. Samsung INR18650-29E), jeweils 30 parallel in einer Stufe und davon 14 in Serie (14s30p) besteht. Der Spannungsbereich variiert somit zwischen 42 (kritische Untergrenze unter Belastung) und 58 Volt (3,0-4,2 Volt je Zelle). Die niedrige Spannungsebene "unterläuft" eine Reihe von Vorschriften und Regeln (bspw. den umgangssprachlich als "Hochvoltschein" bekannten Schulungsnachweis für alle Arbeiten an Anlagen mit über 60 Volt Nennspannung), ist aber für einen Betrieb mit hohen Leistungen wegen der höheren Ströme (im Rollermodell S01+ oder bei älteren Fahrzeugen mit SEVCON-Controller bis zu 280 Ampere) eher nachteilig, weswegen im elektrisch stärker motorisierten Zweiradsektor 72-114-Volt-Systeme verbreiteter sind. |
− | Für Überwachung und Balancing sorgt eine spezielle Batteriemanagement-Platine (BMS), die auch die Kommunikation mit dem Fahrzeugdatenbus (CAN) sowie die komplette Steuerung der Stromversorgung des Rollers übernimmt. Das BMS | + | Für Überwachung und Balancing sorgt eine spezielle Batteriemanagement-Platine (BMS), die auch die Kommunikation mit dem Fahrzeugdatenbus (CAN) sowie die komplette Steuerung der Stromversorgung des Rollers übernimmt. Das BMS besitzt '''drei schaltbare Ausgänge auf Akkuspannungslevel (42-58 Volt)''' und einen vierten dauerhaft aktiven für 12 Volt (bis auf Hochstromausgang alle am Multiconnector): |
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+ | * '''Hochstromausgang''': zum Motorcontroller (zweipolige Buchse), aktiviert über ein Leistungsrelais (Schütz, [https://www.elektroroller-forum.de/viewtopic.php?f=128&t=36880&p=338724&hilit=Albright#p338724 Albright SU80B-5221]). <br/>Relais schaltet (+), (-) über Mess-Shunt dauerhaft verbunden (dient auch als (-)-Verbindung für VBatE) | ||
+ | * '''VBatI''': aktiviert Motorcontroller (nicht aktiv beim Laden), elektronisch geschaltet/überwacht | ||
+ | * '''VBatE''': versorgt komplette Rollerelektrik (auch beim Laden aktiv), elektronisch geschaltet/überwacht. Spannungswandler im Fahrzeug (in den Rollern bspw. auf 12V 5A = 60 Watt maximal). Überlastung des Ausgangs führt zu temporärer Abschaltung. | ||
+ | * '''12VUI''': daueraktiv, typisch ca 12,3 Volt / 0,5 A Belastbarkeit, Wandlermodul ist dauerkurzschlussfest. Dient einzig der Versorgung eines Telemetriemoduls in den Fahrzeugen und darf und sollte niemals anderweitig belastet werden: zahlreiche Ausfälle dieses Ausgangs (Schätzungen im mindestens dreistelligen Bereich), siehe [[SILENCE_AKKU#Ausfall der Versorgung des Telemetriemoduls|→ '''12VUI-Fehler''']] | ||
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=== Multiconnector === | === Multiconnector === | ||
− | Der auf der Rückseite des Akkus neben der | + | [[Datei:Silence_Akku_Multiconnector_Pin_Named.jpg|thumb|400px|Multiconnector im Akkufach des Fahrzeugs]] |
+ | Der auf der Rückseite des Akkus neben der Hochstrombuchse befindliche Multiconnector (hier das Bild des Gegenstückes im Akkufach) besitzt 3 Spalten zu je 5 Kontakten (wobei die Kontakte 1, 6 und 15 nicht belegt sind). Die Kontakte 5, 8 und 11 sind im Akku elektrisch parallel geschaltet zum Einbaukaltgerätestecker und im Fahrzeug mit dem Ladeanschluss unter der Sitzbank, führen also beim Laden in bedenklich enger Nachbarschaft zu Sensorleitungen volle Netzspannung, aber diesbezüglich sind noch nie Probleme bekannt geworden. Das Foto zeigt die Lage folgender Kontakte: | ||
− | * (1) - nicht belegt | + | * (1),(6),(15) - nicht belegt |
− | * (2) GND - | + | * (2) GND - logische Verbindung und (-)Anschluss für das Telemetriemodul sowie Anschluss des "Zündungsschalters". Die gesamte Fahrzeugelektrik ist hingegen mit dem Hochstrom-Minuskontakt verbunden. → Ohne eingesteckten Akku hat das Telemetriemodul keine Verbindung zum Roller (wichtig für die RS232-Diagnoseschnittstelle) |
− | * (3) VBatI - 48V-Hilfsversorgung für den Motorcontroller. | + | * (3) VBatI - 48V-Hilfsversorgung für den Motorcontroller. Aktiv bei eingeschaltetem Roller, aber nicht beim Laden. |
− | * (4) MC IL- - eine Brücke im Fahrzeug verbindet diesen Anschluss mit Pin 10 (MC IL-), Funktion ist unklar | + | * (4) MC IL- - eine Brücke im Fahrzeug verbindet diesen Anschluss mit Pin 10 (MC IL-), Funktion ist unklar (möglicherweise kann der Akku so erkennen, ob er sich in einem Fahrzeug befindet) |
* (5) AC L - einer der beiden 230V-Anschlüsse für das Meanwell-Netzteil (Ladegerät) | * (5) AC L - einer der beiden 230V-Anschlüsse für das Meanwell-Netzteil (Ladegerät) | ||
− | + | * (7) CAN-L - CAN-low (Zweidraht-Fahrzeug-Datenbus mit (12), potentialgetrennt) | |
− | * (7) CAN-L - CAN-low (Zweidraht-Fahrzeug-Datenbus mit (12), potentialgetrennt | ||
* (8) AC TE/PE - Schutzleiteranschluss für das Meanwell-Netzteil (Ladegerät) | * (8) AC TE/PE - Schutzleiteranschluss für das Meanwell-Netzteil (Ladegerät) | ||
− | * (9) IgnitionKey - Diese Leitung wird vom Zündschloss des Fahrzeugs, dem Telemetriemodul oder dem NOMAD-Inverter mit Pin (2) verbunden und bewirkt | + | * (9) IgnitionKey - Diese Leitung wird vom Zündschloss des Fahrzeugs, dem Telemetriemodul oder dem NOMAD-Inverter mit Pin (2) verbunden und bewirkt das Einschalten der Akkuausgänge |
* (10) MC IL- - siehe Pin (4) | * (10) MC IL- - siehe Pin (4) | ||
* (11) AC N - einer der beiden 230V-Anschlüsse für das Meanwell-Netzteil (Ladegerät) | * (11) AC N - einer der beiden 230V-Anschlüsse für das Meanwell-Netzteil (Ladegerät) | ||
* (12) CAN-H - CAN-high (Zweidraht-Fahrzeug-Datenbus mit (7), potentialgetrennt) | * (12) CAN-H - CAN-high (Zweidraht-Fahrzeug-Datenbus mit (7), potentialgetrennt) | ||
− | * (13) VBatE - 48V-Versorgung für die Fahrzeugelektrik | + | * (13) VBatE - 48V-Versorgung für die Fahrzeugelektrik (nur wenn eingeschaltet oder beim Laden) |
* (14) 12VUI - 12V daueraktiver Ausgang für das Telemetriemodul (zusammen mit Pin (2)) | * (14) 12VUI - 12V daueraktiver Ausgang für das Telemetriemodul (zusammen mit Pin (2)) | ||
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=== Einschalten, Ausschalten - die Leistungsschaltzentrale des Rollers === | === Einschalten, Ausschalten - die Leistungsschaltzentrale des Rollers === | ||
− | In den Rollern von Silence (S01, S02, S03, Seat Mo 125 und Mo 50) dient der Akku auch als "Leistungsschalteinheit". Wie oben angedeutet werden Hochstromausgang, Motorcontroller-Hilfsspannung und Bordspannung je nach Zustand aktiviert. Das Zündschloss der Roller schaltet praktisch leistungsfrei (es fließen nur wenige mA Strom) Pin 9 ("IgnitionKey") und 2 (GND) des Multiconnectors zusammen, wodurch das BMS "geweckt" wird und zumindest den Ausgang '''VBatE''' aktiviert (und über nachgeschaltete Wandler im Fahrzeug dessen Elektrik). Ob und wiewiet die Komponenten tatsächlich aufwachen, wird | + | In den Rollern von Silence (S01, S02, S03, Seat Mo 125 und Mo 50) dient der Akku auch als "Leistungsschalteinheit". Wie oben angedeutet werden Hochstromausgang, Motorcontroller-Hilfsspannung und Bordspannung je nach Zustand aktiviert. Das Zündschloss der Roller schaltet praktisch leistungsfrei (es fließen nur wenige mA Strom) Pin 9 ("IgnitionKey") und 2 (GND) des Multiconnectors zusammen, wodurch das BMS "geweckt" wird und zumindest den Ausgang '''VBatE''' aktiviert (und über nachgeschaltete Wandler im Fahrzeug dessen Elektrik). Dies passiert auch bei Ferneinschaltung des Rollers über einen Ausgang des Telemetriemodul. Ob und wiewiet die Komponenten tatsächlich aufwachen, wird ggf. durch Datenbus-Befehle geregelt. Ohne jede Kommunikation wird auf jeden Fall auch der Hochstromausgang aktiviert. Dies macht sich der [[Silence_NOMAD|'''NOMAD''']]-Inverter zunutze (sein Anschlussstecker besitzt gar keine Pins für die Datenkommunikation), wurde im Forum aber auch schon zum Anschluss eines externen Schnellladegerätes über die Hochstromkontakte benutzt. |
Die Ausschaltung des Fahrzeugs passiert ebenfalls zunächst nur über die Trennung der Verbindung Pin 9-2. Das Akku-BMS koordiniert das Herunterfahren. | Die Ausschaltung des Fahrzeugs passiert ebenfalls zunächst nur über die Trennung der Verbindung Pin 9-2. Das Akku-BMS koordiniert das Herunterfahren. | ||
− | Bis auf den durch einen ensprechenden Wandler bauartbedingt (theoretisch) kurzschlussfesten 12VUI-Ausgang werden die Ausgang offenbar auch elektronisch überwacht und bei Überlastung abgeschaltet. Die Bordelektronik darf daher auch nicht kurzzeitig etwa durch zusätzliche Verbraucher überlastet werden ( | + | Bis auf den durch einen ensprechenden Wandler bauartbedingt (theoretisch) kurzschlussfesten 12VUI-Ausgang werden die Ausgang offenbar auch elektronisch überwacht und bei Überlastung abgeschaltet. Die Bordelektronik darf daher auch nicht kurzzeitig etwa durch zusätzliche Verbraucher überlastet werden (leistungshungrige Verbraucher wie einer Zusatzhupe benötigen immer eine zusätzliche Pufferbatterie). |
Beim Laden des Rollers über das eingebaute Netzteil wird nur die VBatE-Leitung aktiv (das Display eines Rollers zeigt dabei CHARGING und den Ladezustand) - Hochstromausgang und VBatI bleiben inaktiv. | Beim Laden des Rollers über das eingebaute Netzteil wird nur die VBatE-Leitung aktiv (das Display eines Rollers zeigt dabei CHARGING und den Ladezustand) - Hochstromausgang und VBatI bleiben inaktiv. | ||
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Aufgabe des BMS ist auch die Ermittlung des Akkuladezustandes. Der Akkuladestand wird in Prozent (0-100) kommuniziert. Ermittelt wird er in der Regel durch Strombilanzierung (Erfassung und Zählung der ein- und ausgehenden Ströme) und nur in Ausnahmefällen durch die Messung der Zellspannung. Als gesichert kann gelten, dass bei kritischer Abschaltung der Ladestand auf 0% und nach Volladung auf 100% gesetzt wird. Dazwischen kann der prognostizierte vom aktuellen Ladezustand durchaus deutlich abweichen. Es sind Fälle bekannt, wo trotz 40% SoC der Roller nach wenigen Metern mit Sicherheitsabschaltung stehengeblieben ist. | Aufgabe des BMS ist auch die Ermittlung des Akkuladezustandes. Der Akkuladestand wird in Prozent (0-100) kommuniziert. Ermittelt wird er in der Regel durch Strombilanzierung (Erfassung und Zählung der ein- und ausgehenden Ströme) und nur in Ausnahmefällen durch die Messung der Zellspannung. Als gesichert kann gelten, dass bei kritischer Abschaltung der Ladestand auf 0% und nach Volladung auf 100% gesetzt wird. Dazwischen kann der prognostizierte vom aktuellen Ladezustand durchaus deutlich abweichen. Es sind Fälle bekannt, wo trotz 40% SoC der Roller nach wenigen Metern mit Sicherheitsabschaltung stehengeblieben ist. | ||
− | In solchen und anderen Fällen kann der "Schlüsselreset" helfen. Ein zügiges siebenmaliges Ein- und Ausschalten des Rollers (jeweils für etwa eine Sekunde, mit einer nur kurzen Wartezeit von 1-2 Sekunden) veranlasst den Akku, den "Zählerstand" zu vergessen und den SoC anhand der Spannungskurve grob zu schätzen. | + | In solchen und anderen Fällen kann der "Schlüsselreset" helfen. Ein zügiges siebenmaliges Ein- und Ausschalten des Rollers (jeweils für etwa eine Sekunde, mit einer nur kurzen Wartezeit von 1-2 Sekunden) veranlasst den Akku, den "Zählerstand" zu vergessen und den SoC anhand der Spannungskurve grob zu schätzen. Diese Prozedur wurde "inoffiziell" gefunden und findet sich in keinem Handbuch. |
== Bekannte Fehler und ihre Lösungsmöglichkeiten == | == Bekannte Fehler und ihre Lösungsmöglichkeiten == | ||
− | Zum Sicherheitskonzept des Akku-BMS gehört auch das Deaktivieren bestimmter Ausgänge bei Fehlfunktionen. Bei allen leistungsrelevanten Fehlern etwa wird der Hochstromausgang und teilweise auch die Motorcontrollerspannung nicht mehr aktiviert. | + | Zum Sicherheitskonzept des Akku-BMS gehört auch das Deaktivieren bestimmter Ausgänge bei Fehlfunktionen. Bei allen leistungsrelevanten Fehlern etwa wird der Hochstromausgang und teilweise auch die Motorcontrollerspannung nicht mehr aktiviert. Charakteristisch dafür ist, dass der Roller beim Versuch des Freischaltens zum Fahren etwa im Sekundentakt piepst, die Tagfahrlichter kurz blitzen (nicht bei allen) und die Motor- und Invertertemperatur stets mit "0 °C" im Display angezeigt wird, wobei beide Werte vom dann inaktiven Motorcontroller gar nicht geliefert werden können. Ältere Roller melden hingegen sogar dennoch Fahrbereitschaft, "nehmen aber kein Gas an", was die Diagnose erschwert. |
− | Es ist sehr empfehlenswert, sich die Geräuschkulisse beim Ein- und Ausschalten durch die Relais anzuhören und einzuprägen. Sowohl das lautstarke Klacken des Hochstrom-Schützes unmittelbar beim Ein- und Ausschalten wie auch das um etwa eine Sekunde verzögerte Klacken des Motorschützes (bei der Rollern nahe der Hinterachse in der den Motorcontoller beherbergenden Schwinge) wie auch das | + | '''Es ist sehr empfehlenswert, sich die Geräuschkulisse beim Ein- und Ausschalten durch die Relais anzuhören und einzuprägen'''. Sowohl das '''lautstarke Klacken des Hochstrom-Schützes unmittelbar beim Ein- und Ausschalten''' wie auch das um etwa eine Sekunde verzögerte '''Einschalt-Klacken des Motorschützes''' (bei der Rollern nahe der Hinterachse in der auch den Motorcontoller beherbergenden Schwinge) wie auch das etwas leisere '''Klicken des Laderelais''' beim Beginn des Ladevorgangs sind charakteristisch, und das Fehlen einzelner Geräusche hilft im Fehlerfall bei der Suche nach möglichen Ursachen. Bei für den Akku sicherheitsrelavanten Fehlern wird beispielsweise auch das Laden unterbunden, was entsprechend (nicht) gehört werden kann. Leider zeigt der Leuchtring dann trotzdem die Animation an, Klarheit verschafft nur ein Leistungsmessgerät (z.B. ein Powermeter als Steckdosen-Zwischenstecker), das in solchen Fällen nur ca 3 Watt anzeigt. |
Während der Fahrt auftretende Fehler werden auch im Display des Fahrzeugs angezeigt. Neben den konkreten Fehlernummern in hexadezimaler Schreibweise (z.B. 0xABCD) sind auch klarschriftliche Warnungen zu sehen. | Während der Fahrt auftretende Fehler werden auch im Display des Fahrzeugs angezeigt. Neben den konkreten Fehlernummern in hexadezimaler Schreibweise (z.B. 0xABCD) sind auch klarschriftliche Warnungen zu sehen. | ||
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Folgende Displayanzeigen können im regulären Betrieb auftreten: | Folgende Displayanzeigen können im regulären Betrieb auftreten: | ||
− | * '''WARN UV''' | + | * '''WARN UV''' (Warnung: Unterspannung (undervoltage, uv): häufig bei niedrigem Akkustund und/oder niedrigen Akkutemperaturen und hoher Leistung (z.B. Beschleunigen nahe der Höchstgeschwindigkeit) |
− | * '''LIMIT UV''': | + | * '''LIMIT UV''': kritische Unterspannung. Bei fortgesetzer Unterschreitung reagiert der Akku mit Abschaltung |
− | * '''WARN OV''' und '''LIMIT OV''' | + | * '''WARN OV''' und '''LIMIT OV''': entsprechende Hinweise bei Überspannung. WARN OV wird, ohne dass es für den Benutzer sichtbar ist, oft während eines Ladevorgangs ausgelöst, kann aber auch Folge eines starken Rekuperierens sein. |
− | * '''KPLUS OFF''': | + | * '''KPLUS OFF''': Abschaltung des Hochstromausgangs. Passiert ohne weiteren Fehler zunächst nur bei kritischer Unterspannung des Akkus und unterbindet damit sofort die Weiterfahrt, möglich auch bei unerwartet hohen oder unterschiedlichen Temperaturen im Akku oder einem starken Erschütterungsereignis. Während bei leerem Akku ein Nachladen hilft, bleibt bei anderen Ereignissen der Hochstromausgang bis zum Rücksetzen des Fehlers deaktiviert, dies kann nur eine Werkstatt (nach Fehlerbehebung) erledigen. |
=== Ausfall der Versorgung des Telemetriemoduls === | === Ausfall der Versorgung des Telemetriemoduls === | ||
− | + | Ein häufig auftretender Fehler beim Umgang mit den Fahrzeugen ist der plötzliche Verlust der App-Funktion (Fernsteuerbarkeit), während das Fahrzeug sonst voll benutzbar bleibt. Die häufigste Ursache dafür liegt nicht etwa in der Datenverarbeitung oder dem Telemetriemodul, sondern in der Versorgung desselben mit Energie, wenn der daueraktive 12-Volt-Ausgang (12VUI) des Akkus defekt wird. Betroffen sind vornehmlich Akkus aus den Baujahren 2021 und 2022. Den Details dieses Fehlers widmet sich die Seite [[Silence-Akku:_12VUI-Defekt|→ '''Silence-Akku: 12VUI-Defekt''']]. | |
− | === HighG | + | === HighG Event, Thermal Event === |
− | + | Zu den Sensoren im BMS gehört auch ein G-Sensor (Beschleunigung). Registriert dieser eine außergewöhnlich hohe Stoßbelastung des Akkus, so wird vermutlich ein Unfall mit einer möglichen strukturellen Schädigung des Akkus angenommen. Ebenso wird bei einer abnormen Temperatur einer der drei Temperatursensoren eine kritische Erwärmung eines Bereiches unter Last angenommen. Der Akku reagiert darauf mit einer Sicherheitsabschaltung, bei der der Hochstromausgang deaktiviert bleibt und auch kein Laden mehr möglich ist. | |
+ | |||
+ | Leider gibt es bei beiden Events Fehlalarme. So ist ein Fall bekannt, wo ein Akku dieses Ereignis in einer halben Stunde Standzeit auf einem Parkplatz ohne jede äußere Einwirkung wahrgenommen haben will - und weil die von Silence offiziell an die Werkstätten herausgegebene [https://www.elektroroller-forum.de/viewtopic.php?p=378238#p378238 Reparaturprozedur nicht funktionierte], musste der Akku eine mehr als sechswöchige Reise nach Spanien zum Hersteller antreten. | ||
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+ | In der Praxis hingegen ist noch kein Fall eines HighG-Events nach Unfall bekannt geworden, selbst gestürzte oder beim einem Auffahrunfall beschädigte Roller haben nicht zu einem solchen Ereignis geführt. | ||
=== Tiefentladung === | === Tiefentladung === | ||
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+ | Silence empfiehlt ausdrücklich, den Akku einmal im Monat vollzuladen. Damit soll verhindert werden, dass der Akku bei längerer Standzeit Schäden nimmt. Theoretisch - dem anzeigten Ladestand (SoC) zufolge - beträgt der Verlust an Ladung weniger als 2% im Monat. | ||
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+ | Dennoch wurden einige Fälle bekannt, wo ein noch eher halbvoller Akku praktisch leer war. Steht er darüberhinaus länger, kann es sogar sein, dass keine Ladung mehr möglich ist. | ||
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+ | [https://www.elektroroller-forum.de/viewtopic.php?p=379706#p379706 Im Forum wurde so ein Fall bekannt] - das Laderelais klickte nur kurz und die Ladung wurde sofort wieder beendet. Hier hat das sture -zigfache Wiederholen glücklicherweise so viel Energie in den Akku geschaufelt, dass letztlich wieder eine normale Ladung möglich war. Allerdings kann ein so tiefentladener Akku dennoch Schäden erlitten haben und sollte mit äußerster Vorsicht behandelt und streng beobachtet werden. |
Aktuelle Version vom 12. April 2025, 11:33 Uhr
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Inhaltsverzeichnis
Das Einheitsakku-System von Silence
Silence verwendet in allen seinen Fahrzeugen (inkl. der Neuvorstellungen 2024) ein einheitliches Akkusystem. Die Akkupacks werden in der Regel zusammen mit den Fahrzeugen erworben. Derzeit nur in Spanien können Fahrzeuge auch ohne Akku gekauft und die Akkus gemietet werden, wobei man sie wahlweise selbst aufladen oder in speziellen Batteriestationen einfach tauschen kann. Da dies im deutschsprachigen Raum nicht relevant ist, wird darauf nicht näher eingegangen. Die Akkupacks enthalten neben dem immer erforderlichen Akkuzellenmanagement auch ein Ladegerät, die im Verleihsystem kursierenden zudem ein Telemetriemodul inklusive Positionsbestimmung. Alle Fahrzeuge von Silence sind so konstruiert, dass die Akkupacks ohne Hebeaktionen waagerecht aus dem Fahrzeug entfernt und wieder eingesetzt werden können, bei diesem Vorgang wird ein Fahrgestell mit zwei Rollen und einer Standhilfe automatisch aus- und eingeklappt. Gleichzeitig werden auch selbsttätig Hochstrom- und Multiconnector-Verbindung getrennt und verbunden und beim Einschieben der Akku automatisch verriegelt und so vor unbefugter Entnahme geschützt. Zusätzlich kann der Akku über ein Steckschloss, welches in eine spezielle Radschraube des Fahrgestells greift, verriegelt werden.
Das Akkupack ist aufgrund seines Gewichtes von 41 kg nicht mehr als tragbar zu bezeichnen und hat auch keine entsprechenden Griffe, es besitzt stattdessen das erwähnte Fahrgestell und einen ausziehbaren Griff (wie bei einem Trolley-Koffer), mit dem das Akkupack bequem und mit wenig Kraft auch über kleinere Strecken und sogar (nicht zu hohe) Treppenstufen etwa in ein Haus gebracht werden kann. Durch das integrierte Ladegerät mit dem Kaltgeräteanschluss wird zum Laden nur noch ein preiswertes standardisiertes Kabel benötigt (war und ist z.B. Standard bei PCs und Monitoren). Eine Leuchtring zeigt beim Laden eine Animation und den Ladezustand im Wechsel, letzterer kann auch jederzeit im und außerhalb des Rollers durch eine Berührung oder einen leichten Handflächenschlag auf die Sensorfläche abgefragt werden. Diese all-in-one-Lösung ist auf dem Markt bisher einzigartig. Auch dass das gesamte Pack über keinen Lüfter verfügt und somit ein geräuschloses Laden sogar in Wohnungen und Büros möglich ist, ist eine eher selten anzutreffende Eigenschaft.
Externes Zubehör für den Akku
Silence hatte als Zubehör für den Akku anfangs eine Art Solarladebaum und einen Inverter zum Erzeugen von 230 Volt Wechselspannung angekündigt, nach langer Zeit aber nur den Inverter realisiert, der maximal 3000 Watt Dauerleistung an zwei 230-V-Steckdosen und einen einfachen 5-V-USB-Ausgang bereitstellt. Näheres ist aus diesem Forumbeitrag (mit ein paar mehr Fotos als offiziell) sowie aus dem Wiki-Artikel → Silence NOMAD" zu erfahren.
Den Multifunktionsstecker gibt es nicht offiziell zu kaufen. Ein findiger Forenuser hat einen passenden Stecker in Kleinserie gebaut und zum Selbstkostenpreis abgegeben. Mit diesem Stecker ist es möglich, den Akku nebst Hochstromausgang zu aktivieren und das Akkupack als Energiequelle für eigene Inverterlösungen zu verwenden oder mit ebenfalls selbst gebauten Schnellladegeräten zu befüllen.
Inhalt und Aufbau eines Silence-Akkupacks
Das Akkupackgehäuse besteht aus einem soliden Aluminiumkörper mit Kühlrippen und Plastikteilen. Auf der Vorderseite ist der kreisförmiger Leuchtring um eine als Sensor dienende Fläche, dahinter befinden sich das Griffsystem sowie das integrierte Ladegerät, das von sich aus witterungsgeschützt ist. Hinter einer wasserdichten Abdeckung befindet sich das eigentliche Akkupack, das Akkuzellen-Management (battery management system, abgekürzt BMS) sowie zwei Relais, abgeschlossen von der ebenfalls mit Dichtung verschraubten rückseitigen Abdeckung mit dem rollerseitigen Anschlussystem (Multikontaktbuchse und Hochstromkontakte) und dem Kaltgeräteanschluss. Akkupack und BMS sind somit vor eindringender Nässe und Feuchtigkeit recht gut geschützt (auch auf der Vorderseite eindringende Nässe rund um die Öffnungen für den Griff ist für das Akkupack nicht schädlich). Das Akkupack ist nicht aktiv belüftet, Wärme wird ausschließlich über das Gehäuse abgeführt. Auf der Unterseite des Akkupacks befindet sich das klappbare Fahrgestell. Auf der Rückseite befindet sich außerdem ein Typschild-Aufkleber mit der Teile- und Seriennummer des Akkupacks sowie des Herstellungsdatums.
Akkupack und Batterie-Management-System, Brutto- und Nettokapazität
Das Akkupack besteht - anders als bei Elektro-Autos - aus hunderten einzelnen Rundzellen. Sie werden von einem Batteriemanagementsystem überwacht und vor Fehlbehandlung geschützt wie üblich. Zusätzlich stellt das BMS vier Ausgänge für verschiedene Stromversorgungen im Fahrzeug bereit (Details weiter unten).
Die Bruttokapazität des Packs wird mit 5,6 kWh angegeben (es gibt auch eine kleinere Akkuvariante mit 4,2 kWh, die aber wohl in Mitteleuropa nie präsent gewesen ist). Davon unterscheidet sich die Nettokapazität (nutzbare Energiemenge je Ladung), für die es keine offiziellen Angaben gibt, die aber durch zahlreiche Nutzer im Bereich 4,2-4,5 kWh ermittelt wurde. Das Lademanagement hält die Zellen von ihren technischen Grenzwerten entfernt, die Ladung wird in der Regel bei weniger als 4,2 Volt je Zelle beendet und eine Zelle kaum unter 3,3 Volt entladen. Das bedeutet zwar geringere Reichweite, aber dafür steigt die Lebensdauer der Zellen, eine sonst bei Lithium-Akkus schädliche Lagerung im vollen Zustand wird vermieden und auch bei 0% Ladestand gibt es noch eine Restmenge Energie, die sogar für wenige Kilometer in Schleichfahrt reicht.
Praktisch bedeutet das, dass sich der Benutzer über sinnvolle Ladestände für die Aufbewahrung oder im laufenden Betrieb keine Gedanken zu machen braucht. Selbst bei einer pessimistischen Einschätzung von 500 Ladezyklen Lebensdauer sind 40.000 km Fahrstrecke ein Wert, den viele Roller im Privatgebrauch nur sehr selten erreichen werden.
Limits und Grenzen des Akkus werden für den Benutzer auch sichtbar kommuniziert. Meldungen wie "WARN UV" oder "LIMIT UV" (bedenkliche bzw. kritische Unterspannung) im Display der Fahrzeuge ermahnen den Fahrer ggf. zu zurückhaltender Fahrweise, auch vor Übertemperaturen wird gewarnt.
Das integrierte Ladegerät und der Ladeanschluss
Im Akkupack dient ein Netzteil von Meanwell (HLG-600H-58-8BOL) als Stromversorgung für den Ladevorgang. Diese Marken-Netzteile in Industriequalität besitzen einen sehr hohen Wirkungsgrad von typisch 96%, sind lüfterlos und voll gekapselt und nach IP65 vor Witterungseinflüssen geschützt. Das Netzteil wird mit 230V Netzspannung wahlweise über einen Kaltgeräteeinbaustecker (für das Laden des Akkupacks außerhalb des Fahrzeugs) von der Akkupackrückseite oder über den Multiconnector des Akkupacks (s.u.) versorgt. In allen Silence-Rollern erfolgt die Stromversorgung über einen unter der Sitzbank befindlichen weiteren Kaltgeräteeinbaustecker, der mit dem Multiconnectoranschluss verbunden ist - beim SEAT Mo hingegen erfolgt die Stromzufuhr über den Akku-Kaltgeräteeinbaustecker und eine mit einer Gummiabdeckung versehenen Öffnung in der Akkufachverkleidung.
Die elektrische Verbindung des Netzteilausgangs zum Akkupack wird über das vom BMS gesteuerte Laderelais nur bei Bedarf hergestellt und ist im Ruhezustand und im Fahrbetrieb somit immer getrennt. Das Netzteil wird zudem vom BMS ferngesteuert, so kann die Ausgangsspannung und damit indirekt der Ladestrom angepasst werden.
Die Ladung erfolgt wie weit verbreitet im CC/CV-Verfahren (beginnend mit einer Konstantstromphase (constant current, CC), endend mit einer Konstantspannungsphase (constant voltage, CV). Die Ladeleistung beträgt zu Beginn deutlich weniger als 100 Watt und erreicht erst nach einigen Minuten ihren Maximalwert (in Abhängigkeit vom Ladezustand des Akkupacks). Die maximale Ladeleistung von ca. 605 Watt (635 Watt auf 230V-Seite) wird bei etwa 95% Ladezustand (State of Charge, SoC) erreicht. Bei der nun folgenden Konstantspannungsladung sinkt die Ladeleistung kontinuierlich bis unter 25 Watt, dann wird die Ladestromzufuhr zunächst unterbrochen (die Leistungsaufnahme auf 230V-Seite liegt dann unter 3 Watt), nach etwa 45 Minuten wird der Ausgang aber wieder aktiviert und dann werden wieder knapp 15 Watt bezogen. Welche Vorgänge in dieser letzten Phase ablaufen, ist nicht final geklärt (es wird u.a. ein aktives Balancing der Zellstufen vermutet) ebenso ob sie irgendwann wieder endet (Tests über 30 Stunden ergaben keine Änderung).
Laden bei niedrigen Temperaturen und die Akkuheizung
Zum Ladesystem gehört auch eine Akkuheizung. Da das Laden von Lithiumzellen bei Umgebungstemperaturen unter 0 °C die Zellen zu dauerhaften Schäden führen kann, wird bei einem Ladeversuch in diesem Temperaturbereich zunächst das Akkupack auf ca 10 °C erwärmt (unbestätigt: 55 Watt Heizleistung), bevor mit der eigentlichen Ladung begonnen wird. Ob diese Akkuheizung überhaupt eingebaut und aktiviert ist, ist bei jedem Akku zunächst unklar, authorisierte Silence-Werkstätten können das überprüfen und ggf. aktivieren, dem Fahrzeugnutzer ist dies nicht (oder zumindest nicht ohne Fachwissen und technische Hilfsmittel) möglich. Als gesichert gilt aber, dass ein Akku ohne aktive Heizung die Ladung unterhalb von 0 °C verweigert.
Der Leuchtring
Der von außen hinter einer milchweißen Abdeckung versteckte Leuchtring besteht aus einer Anzahl (?) RGB-Leuchtdioden (vermutlich die weit verbreiteten WS2818), die vom BMS in allen Farben und Helligkeiten individuell angesteuert werden können. Der Ring zeigt beim Laden üblicherweise eine im Uhrzeigersinn drehende Animation eines Kreissegments, die dann zum Vollkreis schließt und sich anschließend auf einen zum aktuellen Ladezustand proportionalen Teilkreis reduziert. Die Abfrage des Akkuladestandes per "Handauflegen" oder leichtem Handflächenschlag (die optimale Bedienung ist tatsächlich nicht geklärt, mitunter aktiviert sogar ein angelegtes Bein den Leuchtring) ist ähnlich, endet aber ebenfalls mit dem Kreissegment.
Die Farben des Leuchtrings haben sich im Laufe der Jahre geändert - während anfangs ein hellblauer Lichtpunkt grüne Kreissemente (passend zur damals vorherrschenden grünen Designfarbe der S01-Roller) anführte, so sind es seit 2021/2022 weiße Lichtpunkte mit roten Segmenten (etwa beginnend mit der Produktion des Schwestermodells SEAT Mo mit dessen roter Designfarbe). Inzwischen werden aber alle Akkus mit einheitlicher Lichtfarbe geliefert.
Technische Details zum Akkupack
Die folgenden Erläuterungen richten sich speziell an Techniker und Technikinteressierte und setzen zum Verständnis teilweise Fachwissen voraus.
Aufbau und Eigenschaften des Akkupacks
Der genaue Aufbau des Akkus wurde anfangs nur vermutet. Inzwischen kann davon ausgegangen werden, dass der Akku aus 420 Rundzellen (Typ 18650, z.B. Samsung INR18650-29E), jeweils 30 parallel in einer Stufe und davon 14 in Serie (14s30p) besteht. Der Spannungsbereich variiert somit zwischen 42 (kritische Untergrenze unter Belastung) und 58 Volt (3,0-4,2 Volt je Zelle). Die niedrige Spannungsebene "unterläuft" eine Reihe von Vorschriften und Regeln (bspw. den umgangssprachlich als "Hochvoltschein" bekannten Schulungsnachweis für alle Arbeiten an Anlagen mit über 60 Volt Nennspannung), ist aber für einen Betrieb mit hohen Leistungen wegen der höheren Ströme (im Rollermodell S01+ oder bei älteren Fahrzeugen mit SEVCON-Controller bis zu 280 Ampere) eher nachteilig, weswegen im elektrisch stärker motorisierten Zweiradsektor 72-114-Volt-Systeme verbreiteter sind.
Für Überwachung und Balancing sorgt eine spezielle Batteriemanagement-Platine (BMS), die auch die Kommunikation mit dem Fahrzeugdatenbus (CAN) sowie die komplette Steuerung der Stromversorgung des Rollers übernimmt. Das BMS besitzt drei schaltbare Ausgänge auf Akkuspannungslevel (42-58 Volt) und einen vierten dauerhaft aktiven für 12 Volt (bis auf Hochstromausgang alle am Multiconnector):
- Hochstromausgang: zum Motorcontroller (zweipolige Buchse), aktiviert über ein Leistungsrelais (Schütz, Albright SU80B-5221).
Relais schaltet (+), (-) über Mess-Shunt dauerhaft verbunden (dient auch als (-)-Verbindung für VBatE) - VBatI: aktiviert Motorcontroller (nicht aktiv beim Laden), elektronisch geschaltet/überwacht
- VBatE: versorgt komplette Rollerelektrik (auch beim Laden aktiv), elektronisch geschaltet/überwacht. Spannungswandler im Fahrzeug (in den Rollern bspw. auf 12V 5A = 60 Watt maximal). Überlastung des Ausgangs führt zu temporärer Abschaltung.
- 12VUI: daueraktiv, typisch ca 12,3 Volt / 0,5 A Belastbarkeit, Wandlermodul ist dauerkurzschlussfest. Dient einzig der Versorgung eines Telemetriemoduls in den Fahrzeugen und darf und sollte niemals anderweitig belastet werden: zahlreiche Ausfälle dieses Ausgangs (Schätzungen im mindestens dreistelligen Bereich), siehe → 12VUI-Fehler
Multiconnector
Der auf der Rückseite des Akkus neben der Hochstrombuchse befindliche Multiconnector (hier das Bild des Gegenstückes im Akkufach) besitzt 3 Spalten zu je 5 Kontakten (wobei die Kontakte 1, 6 und 15 nicht belegt sind). Die Kontakte 5, 8 und 11 sind im Akku elektrisch parallel geschaltet zum Einbaukaltgerätestecker und im Fahrzeug mit dem Ladeanschluss unter der Sitzbank, führen also beim Laden in bedenklich enger Nachbarschaft zu Sensorleitungen volle Netzspannung, aber diesbezüglich sind noch nie Probleme bekannt geworden. Das Foto zeigt die Lage folgender Kontakte:
- (1),(6),(15) - nicht belegt
- (2) GND - logische Verbindung und (-)Anschluss für das Telemetriemodul sowie Anschluss des "Zündungsschalters". Die gesamte Fahrzeugelektrik ist hingegen mit dem Hochstrom-Minuskontakt verbunden. → Ohne eingesteckten Akku hat das Telemetriemodul keine Verbindung zum Roller (wichtig für die RS232-Diagnoseschnittstelle)
- (3) VBatI - 48V-Hilfsversorgung für den Motorcontroller. Aktiv bei eingeschaltetem Roller, aber nicht beim Laden.
- (4) MC IL- - eine Brücke im Fahrzeug verbindet diesen Anschluss mit Pin 10 (MC IL-), Funktion ist unklar (möglicherweise kann der Akku so erkennen, ob er sich in einem Fahrzeug befindet)
- (5) AC L - einer der beiden 230V-Anschlüsse für das Meanwell-Netzteil (Ladegerät)
- (7) CAN-L - CAN-low (Zweidraht-Fahrzeug-Datenbus mit (12), potentialgetrennt)
- (8) AC TE/PE - Schutzleiteranschluss für das Meanwell-Netzteil (Ladegerät)
- (9) IgnitionKey - Diese Leitung wird vom Zündschloss des Fahrzeugs, dem Telemetriemodul oder dem NOMAD-Inverter mit Pin (2) verbunden und bewirkt das Einschalten der Akkuausgänge
- (10) MC IL- - siehe Pin (4)
- (11) AC N - einer der beiden 230V-Anschlüsse für das Meanwell-Netzteil (Ladegerät)
- (12) CAN-H - CAN-high (Zweidraht-Fahrzeug-Datenbus mit (7), potentialgetrennt)
- (13) VBatE - 48V-Versorgung für die Fahrzeugelektrik (nur wenn eingeschaltet oder beim Laden)
- (14) 12VUI - 12V daueraktiver Ausgang für das Telemetriemodul (zusammen mit Pin (2))
Einschalten, Ausschalten - die Leistungsschaltzentrale des Rollers
In den Rollern von Silence (S01, S02, S03, Seat Mo 125 und Mo 50) dient der Akku auch als "Leistungsschalteinheit". Wie oben angedeutet werden Hochstromausgang, Motorcontroller-Hilfsspannung und Bordspannung je nach Zustand aktiviert. Das Zündschloss der Roller schaltet praktisch leistungsfrei (es fließen nur wenige mA Strom) Pin 9 ("IgnitionKey") und 2 (GND) des Multiconnectors zusammen, wodurch das BMS "geweckt" wird und zumindest den Ausgang VBatE aktiviert (und über nachgeschaltete Wandler im Fahrzeug dessen Elektrik). Dies passiert auch bei Ferneinschaltung des Rollers über einen Ausgang des Telemetriemodul. Ob und wiewiet die Komponenten tatsächlich aufwachen, wird ggf. durch Datenbus-Befehle geregelt. Ohne jede Kommunikation wird auf jeden Fall auch der Hochstromausgang aktiviert. Dies macht sich der NOMAD-Inverter zunutze (sein Anschlussstecker besitzt gar keine Pins für die Datenkommunikation), wurde im Forum aber auch schon zum Anschluss eines externen Schnellladegerätes über die Hochstromkontakte benutzt.
Die Ausschaltung des Fahrzeugs passiert ebenfalls zunächst nur über die Trennung der Verbindung Pin 9-2. Das Akku-BMS koordiniert das Herunterfahren.
Bis auf den durch einen ensprechenden Wandler bauartbedingt (theoretisch) kurzschlussfesten 12VUI-Ausgang werden die Ausgang offenbar auch elektronisch überwacht und bei Überlastung abgeschaltet. Die Bordelektronik darf daher auch nicht kurzzeitig etwa durch zusätzliche Verbraucher überlastet werden (leistungshungrige Verbraucher wie einer Zusatzhupe benötigen immer eine zusätzliche Pufferbatterie).
Beim Laden des Rollers über das eingebaute Netzteil wird nur die VBatE-Leitung aktiv (das Display eines Rollers zeigt dabei CHARGING und den Ladezustand) - Hochstromausgang und VBatI bleiben inaktiv.
Der aktuelle Ladezustand (State of Charge, SoC) und der "Schlüsselreset"
Aufgabe des BMS ist auch die Ermittlung des Akkuladezustandes. Der Akkuladestand wird in Prozent (0-100) kommuniziert. Ermittelt wird er in der Regel durch Strombilanzierung (Erfassung und Zählung der ein- und ausgehenden Ströme) und nur in Ausnahmefällen durch die Messung der Zellspannung. Als gesichert kann gelten, dass bei kritischer Abschaltung der Ladestand auf 0% und nach Volladung auf 100% gesetzt wird. Dazwischen kann der prognostizierte vom aktuellen Ladezustand durchaus deutlich abweichen. Es sind Fälle bekannt, wo trotz 40% SoC der Roller nach wenigen Metern mit Sicherheitsabschaltung stehengeblieben ist.
In solchen und anderen Fällen kann der "Schlüsselreset" helfen. Ein zügiges siebenmaliges Ein- und Ausschalten des Rollers (jeweils für etwa eine Sekunde, mit einer nur kurzen Wartezeit von 1-2 Sekunden) veranlasst den Akku, den "Zählerstand" zu vergessen und den SoC anhand der Spannungskurve grob zu schätzen. Diese Prozedur wurde "inoffiziell" gefunden und findet sich in keinem Handbuch.
Bekannte Fehler und ihre Lösungsmöglichkeiten
Zum Sicherheitskonzept des Akku-BMS gehört auch das Deaktivieren bestimmter Ausgänge bei Fehlfunktionen. Bei allen leistungsrelevanten Fehlern etwa wird der Hochstromausgang und teilweise auch die Motorcontrollerspannung nicht mehr aktiviert. Charakteristisch dafür ist, dass der Roller beim Versuch des Freischaltens zum Fahren etwa im Sekundentakt piepst, die Tagfahrlichter kurz blitzen (nicht bei allen) und die Motor- und Invertertemperatur stets mit "0 °C" im Display angezeigt wird, wobei beide Werte vom dann inaktiven Motorcontroller gar nicht geliefert werden können. Ältere Roller melden hingegen sogar dennoch Fahrbereitschaft, "nehmen aber kein Gas an", was die Diagnose erschwert.
Es ist sehr empfehlenswert, sich die Geräuschkulisse beim Ein- und Ausschalten durch die Relais anzuhören und einzuprägen. Sowohl das lautstarke Klacken des Hochstrom-Schützes unmittelbar beim Ein- und Ausschalten wie auch das um etwa eine Sekunde verzögerte Einschalt-Klacken des Motorschützes (bei der Rollern nahe der Hinterachse in der auch den Motorcontoller beherbergenden Schwinge) wie auch das etwas leisere Klicken des Laderelais beim Beginn des Ladevorgangs sind charakteristisch, und das Fehlen einzelner Geräusche hilft im Fehlerfall bei der Suche nach möglichen Ursachen. Bei für den Akku sicherheitsrelavanten Fehlern wird beispielsweise auch das Laden unterbunden, was entsprechend (nicht) gehört werden kann. Leider zeigt der Leuchtring dann trotzdem die Animation an, Klarheit verschafft nur ein Leistungsmessgerät (z.B. ein Powermeter als Steckdosen-Zwischenstecker), das in solchen Fällen nur ca 3 Watt anzeigt.
Während der Fahrt auftretende Fehler werden auch im Display des Fahrzeugs angezeigt. Neben den konkreten Fehlernummern in hexadezimaler Schreibweise (z.B. 0xABCD) sind auch klarschriftliche Warnungen zu sehen.
Generelle Warnungen und Hinweise
Folgende Displayanzeigen können im regulären Betrieb auftreten:
- WARN UV (Warnung: Unterspannung (undervoltage, uv): häufig bei niedrigem Akkustund und/oder niedrigen Akkutemperaturen und hoher Leistung (z.B. Beschleunigen nahe der Höchstgeschwindigkeit)
- LIMIT UV: kritische Unterspannung. Bei fortgesetzer Unterschreitung reagiert der Akku mit Abschaltung
- WARN OV und LIMIT OV: entsprechende Hinweise bei Überspannung. WARN OV wird, ohne dass es für den Benutzer sichtbar ist, oft während eines Ladevorgangs ausgelöst, kann aber auch Folge eines starken Rekuperierens sein.
- KPLUS OFF: Abschaltung des Hochstromausgangs. Passiert ohne weiteren Fehler zunächst nur bei kritischer Unterspannung des Akkus und unterbindet damit sofort die Weiterfahrt, möglich auch bei unerwartet hohen oder unterschiedlichen Temperaturen im Akku oder einem starken Erschütterungsereignis. Während bei leerem Akku ein Nachladen hilft, bleibt bei anderen Ereignissen der Hochstromausgang bis zum Rücksetzen des Fehlers deaktiviert, dies kann nur eine Werkstatt (nach Fehlerbehebung) erledigen.
Ausfall der Versorgung des Telemetriemoduls
Ein häufig auftretender Fehler beim Umgang mit den Fahrzeugen ist der plötzliche Verlust der App-Funktion (Fernsteuerbarkeit), während das Fahrzeug sonst voll benutzbar bleibt. Die häufigste Ursache dafür liegt nicht etwa in der Datenverarbeitung oder dem Telemetriemodul, sondern in der Versorgung desselben mit Energie, wenn der daueraktive 12-Volt-Ausgang (12VUI) des Akkus defekt wird. Betroffen sind vornehmlich Akkus aus den Baujahren 2021 und 2022. Den Details dieses Fehlers widmet sich die Seite → Silence-Akku: 12VUI-Defekt.
HighG Event, Thermal Event
Zu den Sensoren im BMS gehört auch ein G-Sensor (Beschleunigung). Registriert dieser eine außergewöhnlich hohe Stoßbelastung des Akkus, so wird vermutlich ein Unfall mit einer möglichen strukturellen Schädigung des Akkus angenommen. Ebenso wird bei einer abnormen Temperatur einer der drei Temperatursensoren eine kritische Erwärmung eines Bereiches unter Last angenommen. Der Akku reagiert darauf mit einer Sicherheitsabschaltung, bei der der Hochstromausgang deaktiviert bleibt und auch kein Laden mehr möglich ist.
Leider gibt es bei beiden Events Fehlalarme. So ist ein Fall bekannt, wo ein Akku dieses Ereignis in einer halben Stunde Standzeit auf einem Parkplatz ohne jede äußere Einwirkung wahrgenommen haben will - und weil die von Silence offiziell an die Werkstätten herausgegebene Reparaturprozedur nicht funktionierte, musste der Akku eine mehr als sechswöchige Reise nach Spanien zum Hersteller antreten.
In der Praxis hingegen ist noch kein Fall eines HighG-Events nach Unfall bekannt geworden, selbst gestürzte oder beim einem Auffahrunfall beschädigte Roller haben nicht zu einem solchen Ereignis geführt.
Tiefentladung
Silence empfiehlt ausdrücklich, den Akku einmal im Monat vollzuladen. Damit soll verhindert werden, dass der Akku bei längerer Standzeit Schäden nimmt. Theoretisch - dem anzeigten Ladestand (SoC) zufolge - beträgt der Verlust an Ladung weniger als 2% im Monat.
Dennoch wurden einige Fälle bekannt, wo ein noch eher halbvoller Akku praktisch leer war. Steht er darüberhinaus länger, kann es sogar sein, dass keine Ladung mehr möglich ist.
Im Forum wurde so ein Fall bekannt - das Laderelais klickte nur kurz und die Ladung wurde sofort wieder beendet. Hier hat das sture -zigfache Wiederholen glücklicherweise so viel Energie in den Akku geschaufelt, dass letztlich wieder eine normale Ladung möglich war. Allerdings kann ein so tiefentladener Akku dennoch Schäden erlitten haben und sollte mit äußerster Vorsicht behandelt und streng beobachtet werden.