Neuentwicklung CAN-Module – viele viele bunte Kabel

Wie schon unter “Bin laden” angekündigt, wurde am Wochenende das neue Batterie-Management-System (BMS) erfolgreich getestet. Es ist jetzt möglich über die Siemens-SPS mit dem Ladegerät als auch mit den BMS über CAN zu kommunizieren. Der Ladestromregler wurde um die Funktion Zuschaltung Shunts erweitert, so dass das Batteriepack nach oben balanciert werden kann.  Um das vordere Batteriepack endgültig einzubauen, habe ich das neu bezogene Armaturenbrett montiert.  Als nächstes kommt die Lüftungsanlage dran.

 

Winterzeit - Bastelzeit

Nach vielen verplanten Wochenenden geht der Umbau trotzdem weiter, wenn auch langsam.  Der Sattler war fleißig und hat jetzt auch schon die Türverkleidungen fertig (jetzt bin ich wiedermal im Hintertreffen), die Entwicklung des Batterie-Management-Systems geht auch voran. Platinen werden hergestellt, Bauteile sind bestellt und am Wochenende habe ich schon einmal die 86 Platinen für die Batterien “auseinandergedremelt”.

Sitze eingetroffen

Nachdem die Sitze neu bezogen wurden, muss ich mich noch um die Elektrik kümmern. Der Fahrersitz hat einen elektrische Sitzhöhenverstellung vorne und hinten sowie eine Sitzheizung und einen Gurtkontakt.

Bin laden

Nachdem ich in letzter Zeit die Batterien etwas vernachlässigt, jedoch das Ladegerät mittels CAN zum Laden animiert hatte, habe ich diese Woche mit Siemens STEP7 und WinCC einen Ladestromregler gebastelt. Da ich die Steuerung und den Windows 7 PC ja nur noch mit der Batterie aus dem Porsche versorge und ich ja zu Testzwecken (u.a. Parametrierung Soliton One Controller) hin und wieder ein paar Runden drehe, muss ja auch mal wieder ein wenig "nachgetankt" werden.

Mein Ansatz das BMS alleine mit der SPS zu realisieren ist an der Potenzialtrennung gescheitert. Zwar sind die Analogeingangskarten zueinander potenzialgetrennt, jedoch nicht innerhalb einer Baugruppe, wie zugesagt. Bei 0-10V könnte ich somit an einer Baugruppe lediglich zwei Batteriespannungen überwachen (2 x 4,25V = 8,5V). Somit bräuchte ich pro Batterie-Pack (je 43 Batterien) statt 11 ganze 22 Baugruppen, d.h. 44 insgesamt. Das steht in keinem Kosten-Nutzen-Verhältnis und nimmt trotz Verwendung von VIPA SLIO-Baugruppen auch viel zu viel Platz weg. Es wird an einem "Plan B" gearbeitet.

Damit ich jedoch den Ladestromregler betreiben kann, habe ich mir erst einmal die Batterie mit der höchsten Spannung während des Ladevorganges geschnappt und messe noch ein paar Referenzen mit der SPS. Hierbei stellte sich heraus, dass ich erstmal die Dinger wenigstens grob balancieren muss. Nachdem die Zelle mit der höchsten Kapazität nämlich ihre 4,25V erreicht hat, fließt nur noch so wenig Strom, um die Steuerung zu versorgen. Geladen wird dann nichts mehr. Daraufhin lade ich die Batterien jetzt erstmal einzeln bis 4.25V mit meinem 60A Schaltnetzteil und einem kleinen Überwachungsprogramm in WinCC. Mit einem GIGAVAC-Relais schalte ich bei Erreichen von 4,25V ab. Die Stromessung mit 4..20mA Ausgang konnte ich hierbei auch noch ausprobieren.

Das vordere Batteriepack habe ich mit dem Stapler aus dem Porsche gelupft. Somit komme ich besser ran und kann demnächst das Armaturenbrett und die Lüftung wieder einbauen.
  

Yes we CAN

An diesem Wochenende habe ich mich etwas mit CAN Bus beschäftigt.  Zumindest mein 6kW Charger muss ich erst einmal mit CAN ansprechen.  Hierzu habe ich meine Siemens S7 SPS mit der Helmholz-Baugruppe CAN 300 PRO erweitert.  Nach Parametrierung (250 kbit/s, CAN 2.0B (29 Bit), Layer 2) habe ich das Beispielprogramm installiert und die Telegramme etwas modifiziert.  Nach ein paar Experimenten aufgrund der spärlichen und irreführenden Dokumentation konnte ich den Charger mit der Telegramm-ID 0x1806E5F4 zum Laden bewegen.  Der Tiny-CAN von MHS Elektronik diente zur Prüfung und Protokollierung des CAN-Busses.  Hierbei stellte sich auch heraus, dass der Charger nicht immer ganz saubere Telegramme schickt und einfach mal so verhackstückelt dazwischen plappert.  Naja, er spricht ja auch chinesisch.

 

Abschlepphaken, Schürze, Beleuchtung

Jetzt sieht er wenigstens hinten wieder aus, wie ein richtiger Porsche. Nur die Auspuffanlage sucht man vergebens ;-)

Drehzahlmessung, Spritzschutz

Für die Drehzahlmessung werden Näherungsschalter eingesetzt. Hierzu habe ich die Motorwelle etwas modifiziert. Eine Zählerbaugruppe an der SPS wertet dann die Impulse aus. Dem Spritzschutz aus Edelstahl zum Schutz der Motoren wurden mit Gummidichtungen versehen.

   

Verdrahtung Soliton 1, PC-Update

Damit das BMS und die Ansteuerung Soliton 1 getestet werden kann, musste alles verdrahtet werden und auch der Profibus laufen. Da die Entwicklungssoftware auf dem kleinen Steuerungs-PC läuft, schadet es nichts den mal wieder upzudaten. D.h. Windows 7 – zig Updates und SP1. Das dauerte einige Stunden und konnten mit etwas Internet-Dame überbrückt werden ;-) Alles gespeist aus den Porsche-Batterien. Wenn die Gegenspieler das wüssten.

Switch und Lufteinlassgitter

Auf dem Alugehäuse des Visualisierungs-PCs musste noch ein 12V DC 5-Port-Switch montiert werden, da sowohl der Soliton 1 als auch CPU und PC über Ethernet kommunizieren.  Dazu habe ich das Gehäuse mit 3mm-Gewinde versehen.

Da Elektronik und Wasser sich nicht sonderlich vertragen, habe ich das Lufteinlassgitter mit Acrylglas abgedichtet.  Übrig gebliebene Akkus waren zum Bekleben als Gewicht sehr nützlich.

   

Spritzschutz und Luftführung für die Motoren Teil 2

Edelstahlbleche wurden verschweißt und angepasst. Gummiprofile an den Blechenden werden dafür sorgen, dass kein Spritzwasser eintreten kann und nichts klappert.

Gehäuse für Steuerung und Visualisierungs-PC

Heute habe ich ein spezielles Spezialgehäuse für die Siemens-Steuerung und den Visualisierungs-PC gebastelt. Die CAN-Baugruppe wird für das Ladegerät benötigt, da ich damals eine CAN-Version bestellt habe. Die Alternative mit 0-5V wäre mir jetzt lieber, statt mich mit dem CAN-Protokoll herumzuplagen. Naja, irgendwas ist ja immer. Alle Gehäuse werden später temperaturüberwacht. Sollte irgendwo ein Hitzestau entstehen, werde ich dementsprechend Lüfter nachrüsten.

   

Verdrahtung Heck

Das provisorische Holzbrett wurde die letzten Tage gegen eine Aluminiumplatte ersetzt. Neben dem Soliton 1 Controller findet noch ein Klemmkasten für das BMS und die verbleibende KFZ-Elektrik Platz. Auch die Motorraumbeleuchtung und Nebelschlussleuchten konnten noch montiert und verdrahtet werden.

   

Origami – Spritzschutz und Luftführung für die Motoren

Heute Stand Origami auf dem Programm. Da die Edelstahlverkleidungen der Motoren noch angepasst werden müssen, habe ich die Abwicklungen nochmal ausgeplottet und auf Pappe übertragen. Somit konnte ich mit einer Schere die nötigen Ausschnitte machen und auf die Edelstahlverkleidungen übertragen. Auch an der GFK-Schürze musste ich noch etwas wegnehmen. Jetzt sollte es beim späteren Zusammenbauen keine Probleme geben.