Wartung und Instandhaltung der Akkus

Betreuer: Ulrich Schneider

Abgabetermin: 28.05.2018

Ausgangssituation

Ein Akku des Fahrzeugs wurde kürzlich als defekt gemeldet.

Analyse der Ausgangssituation

Die in Reihe geschalteten Akkus zur Versorgung des PCs werden ausgebaut und im Ruhezustand jeweils auf ihre Spannung überprüft.

Beobachtung:

Beide Akkus sind sichtbar aufgequollen. Messung der Akkus ergibt eine Ruhespannung des 1. Akkus von 5.0V. Der 2. Akku hat eine gemessene Spannung von 5.59V. Auf Grund dieser Werte wird von einer weiteren Benutzung der Akkus abgeraten. Laut Datenblatt dürfen die Akkus nicht mehr verwendet werden. Ebenso müssen sie sachgerecht entsorgt werden.

Ursachenfindung

Nach Recherche der Dokumentation des Unterspannungsschutzes in SVN wird klar, dass die Schutzschaltung funktionieren sollte. Jedoch haben sich die Akkus trotz ausgeschaltetem PC sowie abgeschaltetem System entladen. Ein Ansatz für die Ursache sind unsaubere Lötstellen, bzw. Übergangswiderstände auf der Platine des Unterspannungsschutzes. Die Akkustatusanzeigen funktionieren auch bei abgeschaltetem System.

Test des Unterspannungsschutzes

Der erste Schritt in der Fehlerfindung ist der Test des Unterspannungsschutzes.

Versuchsaufbau:

- Der PC wird von der Platine über die Steckverbindung getrennt. - Ein Labornetzteil wird an die Unterspannungschutzplatine angeschlossen - Der Ausgang, welcher mit dem PC verbunden war ist mit einem Multimeter zu kontrollieren.

Versuchsablauf

1. Das Labornetzteil wird auf 15 V eingestellt 2. Die Spannung am Ausgang wird gemessen 3. Folgende Tabelle wird abgearbeitet:

Eingangsspannung in V	Ausgangsspannung PIN 2 in V	Ausgangsspannung PIN 3 in V
15	5,1	15
14,8	5,1	14,8
14	5	14
13,5	4,9	13,5
13	4,8	13
13,5	13,42	13,5
14	13,87	14
15	5,138	15

Die Tabelle ergibt sich aus den erarbeiteten Werten, welche von der Vorgängergruppe in der Dokumentation des Unterspannungsschutzes festgehalten wurden. Laut dieser Vorgabe sind die Schaltpunkte 13,1 V Ausschaltspannung und 14 V Einschaltspannung. Jedoch wird an den genannten Schaltpunkten nicht die Spannung auf 0 V, bzw. Eingangsspannung geschaltet, sondern auf Eingangsspannung (an der Ausschaltschwelle) bzw. auf ca. 5 V (an der Einschaltsschwelle). Aus dem Dokument ist nicht zu entnehmen, ob dies der Richtigkeit entspricht.

Beobachtungen:

Der Stecker in Abbildung 1 hat auf Pin 3 während der gesamten Versuchsdurchführung die Eingangsspannung an liegen. Pin 2 hat die in der Tabelle angegebenen Spannungen anliegen. Da die benutzte PSU nicht weiter dokumentiert wird und somit keine Informationen zu dieser zur Verfügung stehen, muss gemutmaßt werden, dass die gemessenen Ausgangsspannungen, trotz angegebener korrekter Funktion des Unterspannungsschutzes, nicht zur gewünschten Funktion des Unterspannungsschutzes führen.

Auswertung:

Nach Abschluss der Funktionsüberprüfung und Rücksprache mit den vorherigen Teammitgliedern, ist der Entschluss gefasst worden, dass die Platine des Unterspannungsschutzes über den Hauptschalter des Systems von den Batterien hardwareseitig getrennt wird. So wird jegliche weitere Tiefenentladung verhindert und dem Problem ist zunächst entgegen gewirkt worden.

Zusammenfassung

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass der Unterspannungsschutz nicht die geforderte Funktion erfüllt und daher ersetzt, bzw. verbessert werden muss. Um die Akkus nicht weiterführend zu beschädigen wird Übergangsweise eine Hardwarefunktion implementiert, welche die Akkus komplett vom System trennt.

Weiterführende Dokumente

Dokumentation des Unterspannungsschutzes

Datasheet LRP 7500 - BIG MAMA P5 - 110C/55C - 7.4V LIPO - 1/10 COMPETITION

Doku zum Artikel

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