Hot Spots

Ich habe meine „InfoBox“ umprogrammiert, damit man außer der Akku-Temperatur auch die Werte für die Motorsteuerung (Umrichter, Inverter) und den Motor selbst ablesen kann.

Leistungs-Komponenten

Beim Start liegen die Werte alle nahe der Außentemperatur, hier etwa 18°C.

HotSpots Nach etwa 20 km normaler Fahrt sieht es so aus:
Die Akkutemperatur (oben rechts) ist auf 23°C gestiegen. Diese Erkenntnis hatte ich schon früher mal: Der Akku wärmt sich nur langsam auf, kühlt aber auch nur langsam wieder ab.
Die Temperatur der Motorsteuerung (Inverter) – im Display unten in der Mitte – steigt schnell und deutlich an. Der Inverter hat zwar dicke Kühlrippen, aber wenig Masse, deshalb der schnelle Anstieg. Wird er zu heiß, werden die elektronischen Komponenten (Thyristoren) zerstört, die aus dem Gleichstrom des Akkus den Drehstrom für den Motor machen („zerhacken“).
Der Motor selbst (Wert unten rechts) wärmt sich zwar langsam, aber dafür am höchsten auf. Es können durchaus noch mehr als die 70°C erreicht werden. Beim Motor ist die Wärmeabfuhr aus dem Inneren (dem Rotor) am schwierigsten, wodurch diese „Kerntemperatur“ kritisch werden kann und auch mal das Übertemperatur-Signal auslösen kann.

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Schalldämpfer

Relativ frühzeitig hatte ich mich mit der Bremskraftverstärker-Pumpe der Mia beschäftigt. Damals gab es in den Foren Diskussionen, wie man den „Ansaugfilter“ reinigen kann. Dabei klärte sich zunächst mal, dass am Ende des Spiralschlauches unter dem Mia-Boden nichts angesaugt, sondern nur ausgeblasen wird.
Deshalb kann der dort eingeschraubte Filter einfach weggelassen werden.

Auspuff

Das nervige Knattern der Membranpumpe hat mir aber inzwischen klargemacht, dass der Filter doch einen Sinn hat – nämlich als Schalldämpfer, zusätzlich zur dämpfenden Wirkung des Spiralschlauches.
Silencer
In Ermangelung eines Originalfilters habe ich mir deshalb einen Mini-Schalldämpfer mit den 3D-Drucker erzeugt (siehe Schnittbild links) und eingebaut (Bild oben).

Leider ist von der Wirkung nicht viel zu hören, so dass wohl doch ein Sinterfilter mit 1/8 Zoll-BSP-Gewinde (glaube ich) die bessere Lösung ist.

die Wucht!

Nachdem die Ganzjahresreifen meiner Mia sich doch recht schnell abrubbeln, habe ich mich entschieden, für den Sommer wieder die Originalreifen aufziehen zu lassen – und diesmal auch zu wuchten.

Mia_Felgenadapter

Das ist ja bei der Mia ein größerer Akt, da die Designer ihr Felgen ohne Mittelbohrung verpasst hatten. Diese können auf eine Wuchtmaschine nicht einfach aufgesteckt werden, sondern man muss eine Adapterplatte dazwischen montieren, auf der dann die Felge mittels Zentrierring und und drei Bolzen gehalten wird. Diese Adapter sind rar, da sie außer für ein paar alte Citroens und Peugeots niemand braucht. Ich bin schließlich bei einer Reifenwerkstatt in Stadtallendorf fündig geworden, und die ganze Prozedur hat gut funktioniert.

Tatsächlich ist das Auswuchten bei der Mia gar nicht so relevant – wie mir ein Fachmann erklärte: Die eigentliche Unwucht eines Rades kommt bei den Geschwindigkeiten bis 100 km/h sowieso kaum zum Tragen. Wirklich gefährlich wird die Resonanz des Rades. Und die kann man ausrechnen:
Zunächst benötigt man die Federkonstante eines Mia-Reifens. Weil der sich bei 200 kg (entsprechend ca. 2000 Newton) Achslast ungefähr einen Zentimeter eindrückt, ist die Federkonstante D = 2000 N/ 0,01 m = 2000 kg m / 0,01 m sec² = 200.000 kg/sec².
Daraus erhält man die Eigenresonanz-Frequenz zu 2*Pi*f = Wurzel aus D/Radmasse. Ein Mia-Rad wiegt knapp 10 kg. Also ist 2*Pi*f = Wurzel aus 200.000/10 = 141 /sec = 141 Hz.
Daraus dann f = 141 Hz / 2 Pi =22 Hz. Diese Resonanz wird bei einer Geschwindigkeit angeregt, bei der das Rad 22 mal pro Sekunde abrollt. Der Abrollumfang eines 14″-Rades ist 1,85 m. Man erhält damit die kritische Geschwindigkeit zu v = 1,85 m * 22 /sec = 41 m/sec = 147 km/h.
Ha! Diese Geschwindheit erreicht die Mia normalerweise niemals, also  kann das Wuchten auch entfallen.

kreativer Kopf

Heute bin ich mit der Mia bei Sonnenschein die 56 km nach Wetzlar gefahren und habe dort Klaus Methner (im Bild rechts) getroffen, der mit seinem frisch importierten Fiat 500 E-Modell angereist ist. Zu Hause hat er auch eine Mia – als „Testobjekt“.

Klaus_Methner

Klaus hat sich 2007 zusammen mit Kollegen der Firma Heuliez in Frankreich das besondere Konzept des „Friendly“ ausgedacht, aus dem später die Mia wurde.

he2008friendly41127995m

Er war als Berater für viele europäischen Autofirmen tätig und weiß dementsprechend interessante Geschichten zu erzählen. In der Entwicklungsgeschichte der E-Mobile kennt er sich aus und sprüht vor Ideen, deren Welt weiter zu bereichern  – und vor allem alltagstauglich zu machen.

 

 

 

Ladekabel Typ 2 auf Typ 1

In einem früheren Beitrag hatte ich erläutert, dass es für das Zwischenladen unterwegs sinnvoll ist, die Mia auch an einer Säule mit „Typ2-Anschluss“ anstecken zu können, obwohl sie intern für „Typ1“ ausgerüstet ist.
Dazu hatte ich mir einen einfachen Adapter vom Schuko-Ende des Mia-Ladekabels auf einen Typ2-Stecker gebastelt.

Der sichere Weg ist allerdings, ein fertiges Typ1-auf-Typ2-Ladekabel zu kaufen, da diese inzwischen auch preiswerter geworden sind.

Was ist zu beachten? Beide Typen verwenden die Leitungen L1 (stromführende Phase), N (Nullleiter) und PE (Schutzleiter) eines üblichen 230V-Wechselspannungsnetzes für den eigentlichen Ladestrom. Hinzu kommen zwei Signalleitungen PP und CP.  Bei Typ1 wie auch bei Typ2 wird die Leitung CP verwendet, um die Ladebereitschaft eines Fahrzeuges mitzuteilen. Dazu sendet die Säule ein Signal, was durch eine Elektronik in der Mia „umgeformt zurückgeschickt“ wird – für Profis siehe Wikipedia. Im o.g. Adapter wurde diese Funktion durch eine Diode, einen Widerstand und einen Schalter simuliert. Der Schalter ist normalerweise geschlossen, und sein manuelles Öffnen teilt der Säule das Ladeende mit, worauf hin diese den Typ2-Stecker entriegelt.
Im Typ1-auf-Typ2-Kabel ist die Leitung CP durchgehend, weil die Mia diese Funktion intern übernimmt. Beim Drehen des Zündschlüssels am Ladeende wird das direkt der Säule mitgeteilt. Im Forum zeigt User Ghia dies schön in einer Skizze –

Typ1_auf_Typ2

Das Signal PP hat allerdings bei Typ1 und Typ2 unterschiedliche Bedeutung. Bei Typ1 wird es verwendet, um der internen Ladelektronik mitzuteilen, dass jemand den Stecker abziehen will. Dazu ist im Mia-seitigen Ladestecker ein Schalter eingebaut, der beim Drücken der Entriegelungstaste dieses Signal erzeugt. Die Mia untericht dann sofort den Ladevorgang, damit beim Abziehen des Steckers unter Last kein Funke entsteht, der die Kontakte verbrutzeln würde. Typ1-Stecker

Bei Typ2 hingegen teilt das Signal PP der Säule mit, welche Stromstärke das Kabel maximal verträgt – oben im Schaltbild rechts. Ein 680 Ohm-Widerstand bedeutet maximal 20 Ampére, ein 1500 Ohm-Widerstand bedeutet 13 Ampére. Der Kennwiderstand ist im Typ2-Stecker des Kabels fest verbaut und orientiert sich am Leitungsdurchmesser des Kabels (2,5 mm² für 20A, 1,5 mm² für 13 A).

Solar Power

Immer wieder ist man geneigt, bei Elektroautos über die Stromversorgung per Solardach (auf dem Fahrzeug) nachzudenken. So natürlich auch bei der Mia. Ich selbst merke es daran, dass ich häufig von Passanten den Tip bekomme: „Jetzt noch ein Solardach drauf, dann ist es perfekt.“

Leider ist die Realität (hier = die Physik) nicht so freundlich. Dazu eine kleine, grobe Rechnung: Auf die Mia passen etwa 1,5 m², wenn die Platte nicht zuviel überstehen soll. Die sammeln an einem exzellenten Sonnentag etwa 1,5 kWh an Energie. Damit fährt die Mia bei mittlerer Leistung etwa 10 Minuten oder 10 km. Tatsächlich ist der Ertrag meistens deutlich geringer, weil die Mia mal im Schatten pausiert oder im Winter die Sonne zu flach steht. Das bringt also im Vergleich zum Aufwand nur wenig, weshalb ich auch den Sion nicht für genial halte.
Allerdings hat mich eine andere Idee umgetrieben: Warum nicht den 12V-Bleiakku mit einer kleinen Solarzelle puffern? Dieser Akku ist für den Betrieb der Mia lebenswichtig. Er wird automatisch vom Fahrakku nachgeladen. Wenn die Mia extrem lange herumsteht (mehr 3-6 Monate, je nach Akkutyp und -zustand), stoppt das Nachladen bei Unterschreiten von 20% Hauptakku-Ladung. Nach einer weiteren Woche ist der Bleiakku durch den Standby-Verbrauch entleert. Dann geht nichts mehr.

Macht eine kleine Solarzelle für den Bleiakku also Sinn? Ich habe mal ein 10W-Panel über meine rechte Steckdose (die ich ja direkt am 12V-Akku betreibe) angesteckt und Strom und Spannung gemessen.
Img_1406
IMG_1407Tatsächlich wird etwa ein halbes Ampere eingespeist, was schließlich der Fahrakku nicht zu liefern braucht. Aber mit der Zeit steigt die Spannung über 13,8 V an. Im Fahrbetrieb der Mia passiert das sogar sofort, weil der DC-DC-Wandler permanent mitlädt. Das bedeutet jedoch, dass der Bleiakku in den Gasungsbereich kommt, was ihn früher oder später zerstört. Nutzt man nur die Mia-interne Ladung, so verhindert die Bordelektronik dies.
Img_1409Fazit: Für das Puffern des Bleiakkus bräuchte man zusätzlich einen Solarregler. Damit wird aber der Aufwand immer höher, wobei der Ertrag immer marginal bleibt. Somit ist für mich diese Option vom Tisch.
Das Einzige, was Sinn machen kann, ist die Erhaltungsladung des Bleiakkus über ein winziges Panel (2-5 W maximal), z.B. auf das Armaturenbrett gelegt, und auch nur wenn die Mia monatelang ohne reguläres Laden herumsteht.

Die sinnvollste Methode, die Mia mit Sonnenenergie zu laden, ist über eine stationäre Anlage.

Standheizung

Die Mia besitzt erfreulicherweise eine Standheizung, die während des Ladevorgangs aktiviert werden kann. Der Akku wird dabei nicht belastet, weil der Heizer in dieser Situation direkt vom Ladegerät versorgt wird. So kann z.B. ein Pendler – per Schaltuhr –  jeden morgen eine Stunde vor der Abfahrt seine Mia vorheizen.

Damit sind wir auch schon beim Punkt: Nur für diese Nutzung ist die Bedienung der Standheizung optimal. Es läuft nämlich so: Bevor die Mia an das Ladekabel kommt, muss die Schaltuhr programmiert werden: Fingerverrenkung für Doppeltastendruck, gefühlt minutenlanges Scrollen, bis die Zeit eingestellt ist. Dann das Ladekabel einstecken. Nun checken, ob der Zentralrechner im Wachmodus ist (sonst schaltet er nach Volladung ab, und die Heizung wird doch nicht wirksam), falls nicht – aktivieren. Dann an der Heizungssteuerung den Zeitschaltmodus anwählen.- Geschafft.

Während die Mia auflädt, mal eben heizen, weil man im Schneetreiben an der Ladesäule warten muss: Fehlanzeige.
Mal spontan vorheizen, egal wann man abfahren will: Fehlanzeige.

Doch nun naht die Rettung! Im Mia-Forum wurde kürzlich von einem freundlichen Miaisti die Dokumentation der Heizanlage veröffentlicht. Einem anderen Nutzer fiel sofort auf: Da gibt es ein Steuersignal, welches man jederzeit zum sofortigen Start der Heizung nutzen könnte. Gedacht war es eigentlich für eine Fernsteuerung, die nie realisiert wurde.

Gesagt – getan: Nach Abnehmen des oberen Konsolendeckels kann man den Stecker am Heizungssteuergerät abziehen und die ungenutzte (hellgraue) Leitung zu Pin 12 auftrennen. Das Massepotential zum Aktivieren holt man sich z.B. per „Stromdieb“ vom gelbgrünen Kabel an Pin 1 nebenan. Verbindet man beide, so schnurrt die Heizung los, nimmt man die Verbindung weg, geht sie aus.

Img_1397

Beides ist völlig unabhängig von der Heizungssteuerung. Diese muss weder an sein, noch der Timer-Modus aktiviert sein. Nur der Wach-Modus („Heater“ Anzeige im Display) ist nötig.
Mit einem kleinen Schalter links neben dem Heizer-Interface kann ich nun jederzeit während des Ladens die Standheizung aktivieren.

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Die Heizung läuft dabei auf Stufe I (700W), mit der niedrigen Lüfterstufe und im Umluftbetrieb. Ob sie nach 1 Stunde selbsttätig abschaltet, habe ich noch nicht ausprobiert.

Der netzseitige Leistungsbedarf von maximal 13 Ampére steigt übrigens währenddessen nicht an. Das Ladegerät scheint das zu regeln. Wenn man also gleich zu Beginn des Aufladens die Heizung dazuschaltet, bekommt der Akku etwas weniger Ladestrom.