Es geht dem Ende zu!

In den letzten Wochen ist viel passiert. Die Batteriekästen sind fest eingebaut, Bremsunterstützung und Servopumpe angeschlossen, Batterien eingebaut und zum Teil verkabelt.
Wir warten im Moment noch auf eine Lieferung von EVSource, die uns noch Relais und Sicherungen schicken.

Hier der momentane Stand:

In den freien Batterieslot (rechts) werden Relais + Sicherung eingebaut. So sieht das ganze dann mit Deckel aus:

Einen orangenen Schlauch haben wir mittlerweile auch gekauft, ist jedoch noch nicht angebracht. Bremskraftverstärker und Servopumpe sind angeschlossen.

 

 

Die neue Mittel-Konsole ist nun auch verbaut:

In der Konsole ist nun ein Display, Not-Aus, Heizleistungsschalter und Start-Knopf angebracht. Auf dem Display werden in Unterschiedlichen Menüs Fahrdaten (Restreichweite, momentaner Verbrauch), Gesamtbatterieladeinhalt der Fahr- und Boardbatterie, sowie einzelne Batteriezellwerte (Spannung, Temperatur) angezeigt. Das Display lässt sich durch zwei Taster bedienen.

Der Start ist mit einer Kombination verknüft. Wer das Auto starten will, muss den Schlüssel drehen, gleichzeitig auf die Bremse stehen und den Start-Knopf drücken. Leuchtet die grüne LED kann es los gehen.

Für den In-Line-Heater kann die Heizleistung 1,5kW oder 3kW eingestellt werden.

Damit später das Auto auch als Elektrofahrzeug erkannt wird, haben wir uns für eine Beschriftung entschieden: Rennstreifen mit der Aufschrift "electric"

Der größte Umbauaufwand ist somit erledigt. Fehlt nun nur noch die endgültige Verkabelung und die Vorbereitung auf den TÜV!

Einbau Batterien

Jetzt konnte endlich der Einbau beginnen. Die Batteriekästen und Deckel sind in mattem Schwarz beschichtet worden. Der Unterschied ist gigantisch und es hat insgesamt gerade mal 180€ gekostet!

 

Es werden insgesamt 3 Tyco 500A Relais und 500A Sicherungen verbaut, damit Leitungen zu den Kästen im Schadensfall spannungsfrei bzw. durch Sicherungen geschützt sind. Noch sind die BMS noch nicht aufgeschraubt. Wenn alle Batterien im Auto eingebaut sind wird endgültig verkabelt.

Der Einbau geht nun recht schnell von statten. Die Batteriekästen im Kofferraum werden noch ein bisschen Aufwand mit sich bringen, damit alles auch wieder wasserdicht und angesägtes Metall vor Rostbefall sicher ist.

Die Lackierung wars auf jeden Fall wert! 

Motor-Controller Soliton

Die Halterungen für den Controller sind am Wochenende fertig geworden. Der Soliton sitzt nun direkt über dem Motor, damit die Kabelwege zum Motor möglichst gering sind.

Abgedeckt wird der Controller mit durchsichtigem Plexiglas, damit man bisschen mehr von der Technik sehen kann.

Der Soliton ist recht groß..Im nachhinein hätte ich den Junior gekauft. Leider gab es den kleinen Bruder vom Soliton vor gut 1,5 Jahren noch nicht zu kaufen. Der Soliton ist für unsere Anwendung ein wenig überdimensioniert und nimmt dementsprechend auch viel Platz ein.
Der Strom wird später auf etwa 500A-600A limitiert. Damit erhalten wir dann 70-80kW Leistung (Peak) und sind somit bei etwa ähnlicher Leistung wie vor dem Umbau.

weitere Arbeiten

Das Auto nimmt langsam Gestalt an. Die Deckel für die Batteriekästen sind weitestgehend gebogen und gebohrt. Alle Metallteile müssen nun bald fertig werden, damit alles zum Pulvern geschickt werden kann. Dann beginnt der komplette Zusammenbau.

Die Vakuum- und die Servopumpe sind nun auch fest verbaut. Es müssen nun noch die Schläuche für die beiden Pumpen angepasst werden.

Der Controller kommt in den freien Raum in die Mitte, direkt über den Motor um Kabelwege zum Motor möglichst kurz zu halten. Hierfür muss noch eine stabile Halterung gebaut werden. Der Controller wird mit Acrylglas abgedeckt, damit man wenigstens bisschen was im Motorraum sieht.

Batteriekästen

Die Batteriekästen im Motorraum sind nun montiert: In der grauen kleinen Box ist der Potentiometer für das Gaspedal untergebracht. Daneben wird der Vakuumbehälter für den Bremskrafverstärker montiert. Vor der kleinen grauen Box ist die Vakuumpumpe fest geschraubt. In diesem Feld wird auch die Servopumpe ihren Platz finden.

Heizung

Hallo zusammen!

Nach langem Schweigen hier im Blog gibt es mal wieder etwas Neues zu berichten. Die Zeit ist leider ein bisschen knapp, so dass sich nur wenig am Auto ändert. Jetzt läuft aber endlich die Heizung.
Es handelt sich um eine Wasserheizung mit etwa 3kW Leistung. Wasser wird erhitzt und den alten Kreislauf, der ins Innere des Fahrraums führt, gepumpt. Das Heizungsprinzip im Auto bleibt also unverändert, es muss nichts an der Heizungseinheit im Auto umgebaut werden.
Bis jetzt haben wir die Heizung nur mit geringer Leistung getestet, aber sie wird erstaunlich schnell warm. Mit vollen 3kW wird das Erhitzen auf 60-70°C etwa  2-3 Minuten dauern. Im Nachhinein war der Aufwand mit allen Wasserleitungen, der Isolierung und dem Steuergerät jedoch recht groß. Beim nächsten Mal würde ich wahrscheinlich eher eine rein elektrische Heizung verbauen.

Der Heizer und die Leitungen sind alle schön thermisch isoliert. Die Heizung hat Druckanzeige, Ausdehngefäß, Entlüfter (wird nach dem Befüllen der Heizung abgeschraubt) und kann bequem am höchsten Punkt befüllt werden.

Die nächsten Tage wird dann auch der Anzeigecontroller für Batterie- und Fahrdaten fertig werden.

Batteriegestell

Datenkabel und Netzkabel sind schonmal kreuz und quer im Auto verlegt. Dafür musste ich den Beifahrersitz und die meisten Teile des Interieurs ausbauen. Für die 50mm² Kabel ist ein Schutzschlauch mit Metallgeflecht vorgesehen. Die Lieferung ist leider noch nicht angekommen, weshalb die Sache nocht nicht fertig ist.

Stattdessen habe ich mich an das Gestell im Motorraum gemacht, montiert auf den Motorgummipuffern seitlich und zusätzlich angebrachten Gummipuffern am Träger (Bohrlöcher waren schon vorhanden). Das Gestell besteht aus Alu-Profilen und Teilen aus Edelstahl.

Darauf werden der kleine Batteriekasten und Controller befestigt. An den Kasten müssen noch passende Halterungen geschweißt werden.

An die Profile werden Heizungselemente, Vakuum- und Hydraulikpumpe geschraubt. Dazu dann die nächsten Tage mehr.

Mittlerweile müssen die Kabel für den Antrieb in manchen europäischen Ländern orange gekennzeichnet sein, wie ich jetzt mehrmals schon gesehen habe...Weiß jemand ob das in Deutschland nun auch der Fall ist?

Ich brauche noch ein Relais für die Heizung, also 160V und ca 20A. Hat jemand von euch einen Tip?

Aufgeräumt!

Alle Kabel der Motorsteuerung und noch ein paar andere Teile sind nun ausgebaut. Jetzt schaut der Motorraum schon geräumiger aus.Links hinten haben wir einiges an Platz gewonnen. Dort werden Relais, Sicherungen und Elektronik montiert.

Ich habe noch ein Bild von der Motorauflage gemacht:

Motor eingebaut!

Endlich ist es vollbracht, der Motor ist fest im Auto verbaut!

Wie bei Tims BMW-Umbau liegt unser Motor ebenso auf dem Träger. Zwischen Basisplatte und Träger sind Gummipuffer montiert. Auf der Alu-Basisplatte ist ein Frästeil (leider kein Bild gemacht) mit dem Radius des Motors aufgeschraubt. Dort liegt das Motorengehäuse auf. Die dicke senkrecht aufstehende Alu-Platte ist mit Motorrückseite und Basisplatte verschraubt.

Die nächsten Schritte:
-ungenutzte Kabel entfernen
-Trägersystem für Bateriekästen etc. in Motorraum einbauen

Motor eingebaut

Heute haben wir den den Motor ins Auto gelegt damit wir uns nun die nächsten Tage der Motorhalterung widmen können. Mit einem geliehenen Gabelstapler vom Betrieb nebenan, ging das recht unkompliziert.

Adapterplatte - Teil 4

Das Getriebe ist nun fertig an den Motor adaptiert.

Adapterplatte - Teil 3

Endlich bewegt sich wieder etwas! Heute konnte der Adapter fertig gestellt werden!

 

Es hat sich herausgestellt, dass die Methode mit Aufsetzen des Getriebes eine tolle Möglichkeit zur Zentrierung ist. Es war ein Kugellager zur Aufnahme der Getriebewelle geplant. Das aufgesetzte Getriebe hatte jedoch wie schon gedacht ein bisschen Spiel. Dann kam die Idee: Wir hatten noch Platz für ein zweites Kugellager. Das war die Lösung! Die Getriebeachse saß nun richtig fest in beiden Kugellagern und hat sich kein Stück mehr hin und her bewegt. 

Hier kann man beide Kugellager übereinander sehen:

 

Die Getriebeachse sieht übrigens so aus:

 Schwungrad montiert:

Aufgesetzt wurde das Getriebe mit einem Lastenheber. Von Hand ist das fast nicht möglich, da die Welle kerzengerade von Oben in die Lager eingeführt werden muss.

Damit später alles rutschfest sitzt, wurden Gewinde eingedreht (Maschine) und eine Bohrung für einen Stift zum Einschlagen gemacht: 

Aussägen - und Fertig:

Nun müssen noch passende Schrauben besorgt werden und dann kann der Motor im Auto verbaut werden.

Batterien nachladen

Weil alles nun länger dauert als geplant, dachten wir es ist an der Zeit die Batterien zu laden. Die Batterien werden nicht vollständig geladen, sondern nur bis 3,5V Ladespannung mit geringem Strom. Es geht nur um die Selbstentladung. Seit Auslieferung der Zellen ist immerhin schon ein halbes Jahr vergangen.

Insgesamt10 Zellen, alle parallel, durch 5 Sicherungen geschützt. Der Ladevorgang läuft über Nacht.

Adapterplatte - Teil 2

Der Coupler ist jetzt fertig, jedoch haben wir noch keine Bilder. Es war jetzt ein langes hin und her... Für die Nut im Kupplungstück musste das Teil zu einer anderen Firma, die durch Funkenerosion Material "ausgebrannt" hat. Die Genauigkeit der Nut wurde dann mit hoher Genauigkeit geschliffen. In die Motorwelle wurde noch ein metrisches Gewinde gedreht.

Das Getriebe wird nun wahrscheinlich mit der Maschine vermessen. Das ist auch schon mal was!


Aber hätten wir damals schon gewusst, dass wir uns selbst um den Adapter kümmern müssen, hätten wir einen anderen Motor (metrisch+verzahnte Welle) genommen. Das hätte einiges erleichtert.


Es geht mit kleinen Schritten voran aber es wird! Sobald der Motor im Auto verbaut ist, können wir den Rest selber machen.

Adapterplatte - Teil 1

Heute konnten wir die mit Wasserstrahl geschnittenen Platten für den Adapter abholen. Der benötigte Abstand ist durch 3 Platten zusammen gesetzt:

Wir wagen jetzt erst einmal den Versuch das Getriebe selbst zu justieren. Mit einem 3kW Netzteil können wir den Motor auch schön auf höchste Drehzal bringen um nach Laufruhe zu zentrieren. Wenn es gänzlich daneben geht, haben wir nur die quadratische Platte in Sand gesetzt.

aktives BMS

Heute habe ich eine komplette Platine bestückt und gelötet, die nun auf Herz und Nieren getestet werden kann. Im großen und ganzen wird das endgültige Design bis auf kleine Abänderungen so werden:

Unter dem großen Kühlkörper befindet sich der Mikrocontroller, der das Management übernimmt. Ein zusätzliches Mastergerät sammelt dann alle Zelldaten und macht Berechnungen zu Energieinhalt, restliche Reichweite bei momentaner Fahrweise, Batteriezustände etc. und gibt gegebenfalls Fehlermeldungen aus.
Auf einem Display (14,5cm Diagonale) mit Touchscreen in der Mittelkonsole ist dann alles abrufbar.

Wellenadapter

Wir warten nun schon länger, dass unser Wellenadapter gefertigt wird. Leider ist der Metallbetrieb ziemlich ausgelastet und findet zur Zeit kein Fenster für uns. Das kann also noch dauern...

So soll das Stück werden:

Wir haben uns nun dafür entschieden die Adapterplatte selbst herstellen. Die Aluplatten für den Adapter sind bestellt, doch ohne das Wellenstück können wir nicht anfangen.

Geplant ist, dass das Getriebe auf den Motor mittels Schraubklemmen an den Adapterplattenrohling gespannt und bei laufendem Motor getestet wird. Wir hoffen durch die Laufruhe des Getriebes die richtige Ausrichtung erhören zu können. Ist die Position gefunden werden die Bohrungen angekörnt und die Kontur angerissen.

Ladeelektronik/BMS - Stecker und Allgemein

Jede der Batterien wird einzeln geladen und überwacht. Die Zellen werden "top balanced", bis zur max. Ladespannung geladen.
Die galvanisch voneinander getrennten Ladeelektroniken sitzen außerhalb der Batterieboxen. Es werden Ladekabel und Temperatursensorkabel für jede einzelne Batterie benötigt. Bei einem Umbau/Ausbau sollte alles möglichst komfortabel entkabelt werden können. Wir haben uns für ein modulares Steckersystem der Firma ODU entschieden.

Ein Stecker für 10 Batterien. Links und rechts außen sitzen Temperatursensorenpins, mittig Ladepins über 20A.

Die Elektronik kommuniziert und agiert über einen Bus, übermittelt alle wichtigen Daten, die auch im Auto abgerufen werden können.
Zellen altern und driften mit den Jahren auseinander, bekommen unterschiedliche Kapazitäten auch weil die Zellen unterschiedliche Temperaturen erfahren werden. Bei einer fehlerhaften Zelle muss eine neue Austauschzelle eingebaut werden, die bessere Werte haben wird als beispielsweise 5 Jahre ältere Zellen. Die schlechteste Zelle bestimmt Reichweite und Performance.

Das aktive BMS gleicht Unterschiede der Zellen wärend der Fahrt aus. Bessere Zellen geben ihre Energie an die schächeren Zellen ab. Es besteht auch die Möglichkeit Zellen unterschiedlicher Kapazität (z.B. CALB130Ah und 180Ah) zu verbauen um den meistens doch dürftigen Platz im Auto besser nutzen zu können. Die 130Ah Zellen werden früher entladen sein. Durch Umverteilung der Energie von den 180Ah Zellen auf die 130Ah ist eine höhere Reichweite möglich als bei einer Nutzung von ausschließlich 130Ah Zellen.

Batterien angekommen!

Heute war ich ziemlich überrascht als der Spediteur vor dem Tor stand. Mit Montag hatte ich noch nicht gerechnet. Jetzt aber endlich, es hat auch lange genug gedauert (4 Monate), sind die Batterien in unseren Besitz. Gleich natürlich ausgepackt und die Zellen begutachtet:

Alles gut und sicher verpackt! Keine Schäden an den Batterien zu erkennen. Insgesamt haben wir 61 Zellen bestellt. 52 Zellen gehen in den BMW, 8 Zellen sind für ein weiteres Projekt (Segelboot mit el. Antrieb) vorgesehen und eine Zelle als Ersatz. Man hat uns mitgeteilt, dass etwa 2% der ausgelieferten Zellen fehlerhaft sind...Bei 61 Zellen wäre statistisch gesehen also mehr als eine Zelle fehlerhaft. Die Batterien sollten also umbedingt überwacht werden.

 Die Zellen haben nun alle eine Spannung von 3,29V.

Lieferungen

Gute Nachrichten in Sachen Lieferungen: Gestern ist EVSOURCE angekommen. Sorgfältig verpackt und vollständig. Im Großen und Ganzen richtig gute Qualität.

Die Batterien liegen beim Zoll und sollen mitte nächster Woche bei uns sein.

Ein paar Bilder für euch von der Lieferung:

Controller und Poti für Gaspedal

Soliton und Potentiometer sind richtig massive Teile!

Vakuumpumpe und Reservoir für Bremskraftverstärker

Inline Heater 3kW

Für die Heizung brauchen wir noch ein Ausdehngefäß. In der Anleitung von EVSource wird zwar nichts davon erwähnt aber wir sind der Meinung, dass ein Gefäß benötigt wird.

Drehzahlsensor

Abluftsystem für den Motor

Das Verbindungsstück für Welle und Schwungrad wird in den nächsten paar Tagen gefertigt. Erst danach machen wir uns an die Vermessung des Motors für die Adapterplatte.