Update zur Ladetechnik

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    otten.l
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folder So 19. Jan 2020, 10:02
Wie bereits angekündigt möchte ich euch bezüglich unserer Ladetechnik auf den neusten Stand bringen. Wir haben an verschiedenen Stellen Verbesserungen durchgeführt, die das Laden vereinfachen und die Kompatibilität mit Ladesäulen verbessern.

Zentraler Punkt dabei sind zwei Platinen, die wir in Kooperation mit Roland Tornar von evalbo.de entwickelt haben. Viele der Ideen, mit denen wir an ihn ran getreten sind, hat er ebenfalls schon gehabt – es fehlte nur der passende Anlass zur Umsetzung. Den haben wir ihm dann geliefert.
Die Prototypen von Roland haben wir jeweils in zahlreichen Tests mit diversen Ladesäulen getestet und ggf. noch einmal überarbeitet und verbessert. Beide Platinen sind darüber hinaus so entwickelt, dass sie universell einsetzbar und damit grundsätzlich auch unter anderen Umständen eingesetzt werden können.

Ich würde mich freuen, wenn ihr Roland bei seiner Arbeit unterstützt und z.B. Ladekabel bei ihm statt beim großen Fluss erwerbt.
Im Folgenden möchte ich die zwei Varianten, die wir aktuell vertreiben, vorstellen. Beide arbeiten grundsätzlich mit denselben, für uns modifizierten Ladegeräten. Sie unterscheiden sich aber in der Ansteuerung.

Variante 1 – fest programmierte Ladegeräte

Bei den fest programmierten Ladegeräten wird eine feste Ladeschlussspannung einprogrammiert, anschließend laden die Lader im CC-CV-Verfahren stets mit voller Leistung (32A DC, max. 16A AC). Bei Bedarf kann eine externe Freigabe beschaltet werden, aber weitere Interaktionsmöglichkeiten gibt es nicht – einfach Stecker rein und laden ist die Devise.

Der große Vorteil dieser Lösung ist ihre Robustheit, es gibt keinerlei potentielle Fehlerquellen, wenn man vom Lader selbst absieht. Der Nachteil ist, dass die Ladegeräte nicht auf externe Ereignisse wie z.B. ein Lastmanagement der Typ2-Lädesäule reagieren können. Bislang hat sich das so gut wie nie als notwendig erwiesen, da fast alle Säulen mindestens 11 kW hergeben. Dies wird sich in Zukunft aber deutlich verändern, außerhalb von Deutschland ist bereits häufiger damit zu rechnen.

Um die Kompatibilität dennoch noch einmal deutlich zu verbessern, verwenden wir nun eine Platine, die die Umschaltung zwischen den beiden in der Norm spezifizierten Zuständen „Vehicle detected“ und „Vehicle ready“ automatisch vornimmt – ohne Nutzerinteraktion und ohne zusätzliche Spannungsversorgung. Damit funktionieren nun 90% aller Säulen – im Prinzip alle ohne Lastmanagement. Sogar Tesla Destination Charger lassen sich bei ausreichend langer Umschaltzeit damit freischalten. Bei Roland im Shop heißt sie CP-Elektronik.

Alle fest programmierten Ladegeräte werden bei uns ab sofort damit ausgestattet, alle Bestandskunden haben bereits kostenlos eine Platine zur Nachrüstung zugesendet bekommen. Wer fälschlicherweise noch keine bekommen hat möchte sich bitte bei uns melden.

Variante 2 – Ladegeräte mit CAN-Bus Interface

Uns waren die zusätzlichen Möglichkeiten, die sich mit der Ansteuerung über CAN-Bus grundsätzlich ergeben, natürlich von Anfang klar. Mangels Verfügbarkeit eines robusten, unseren Ansprüchen genügenden CAN-Controllers inkl. Typ2-Kommunikation am Markt haben wir diese Variante aber zunächst wieder verworfen. Mit unserem eigenen CAN-Controller inkl. vollständig normkonformer Typ2 Kommunikation ändert sich das nun.
Experimentiert haben wir zuvor auch mit zahlreichen Arduino-Varianten und Basteleien. Obwohl prinzipiell möglich und funktionsfähig, ist die Zuverlässigkeit und Robustheit für eine kommerziell vertriebene Lösung nicht ausreichend. Als Notlösung haben wir trotzdem darauf zurückgegriffen, beispielsweise als Christians DigiNow Controller nach kurzer Zeit abgeraucht ist – dieser hat nämlich leider ebenfalls nur auf Arduino basiert. Das so erworbene Vorwissen zu Beschaltung der Typ2-Säulen und dem Auslesen und Auswerten des PWM-Signals konnten wir für den neu zu entwickelnden eigenen CAN-Controller aber gut verwerten.

Für die Entwicklung der Platine ergab sich die Möglichkeit eine Projektarbeit von angehenden Technikern mit einzubinden. So wurde die Entwicklungsarbeit direkt umfangreich dokumentiert und die Platine vom handbestückten Prototyp bis zum SMD Layout fortwährend optimiert. Darauf aufbauend hat Roland weitere kleine Fehler ausgemerzt und die Platine dann mit einem soliden Gehäuse, Stecker, Firmware-Updatemöglichkeit sowie einer zukünftigen Erweiterungsmöglichkeit perfektioniert. Insgesamt konnten wir die Entwicklungskosten so einigermaßen in Grenzen halten – ein kommerzieller Entwicklungsauftrag hätte sich in Anbetracht der zu erwartenden Stückzahlen niemals gerechnet.

Die Platine übernimmt zunächst die Kommunikation mit der Säule und schaltet diese frei. Sobald ein PWM-Signal anliegt wird dieses ausgewertet und so der maximale Ladestrom ermittelt. Die Ladegeräte erhalten anschließend über CAN die entsprechenden Befehle und passen sich so an. Die Platine verfügt über freie digitale und analoge Ein- und Ausgänge sodass zukünftig z.B. auch die manuelle Regelung des Ladestroms oder eine Ladebegrenzung auf 80% denkbar wäre. Eine integrierte RS232-Schnittstelle ermöglicht ein nachträgliches Firmware-Upgrade – grundsätzlich sogar durch den Nutzer. Vorbereitet ist darüber hinaus die Anbindung eines Bluetooth-Moduls. Inwieweit wir von diesen Möglichkeiten Gebrauch machen werden hängt von der Entwicklung der Stückzahlen ab. Die Platine ist grundsätzlich auch für andere Elektrofahrzeuge und Umbauten einsetzbar, die dafür notwendigen Anpassungen halten sich in Grenzen.

Alle unsere CAN-Ladegeräte werden ab sofort mit dieser Platine ausgestattet und sind so europaweit ohne Einschränkungen einsetzbar. Der Preis dafür ist etwas höher als bei der Variante ohne CAN. Die Platine wird direkt an den Ladegeräten verbaut. Eine 12V-Spannungsversorgung von der Zero ist zum Betrieb notwendig.

Falls noch Fragen offen sind beantworte ich diese gerne :)
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Re: Update zur Ladetechnik

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folder So 19. Jan 2020, 12:26
Erstmal: Vielen Dank für das unglaublich tolle Engagement und die Ladelösungen!

Mich würde deine Einschätzung bzgl Auswirkung auf die Zero-Garantie interessieren.

Gruß
Christian
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Re: Update zur Ladetechnik

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folder So 19. Jan 2020, 15:57
Die beste Lösung, die es vermutlich weltweit gibt. Da sollten sich doch auch am US Markt ein paar Stückzahlen generieren lassen.

Die Auswirkungen auf die Garantie sind meines Erachtens - unabhängig von Lennarts Einschätzung - schwer zu bewerten. In den jüngeren Garantiebestimmungen heißt es u.a.: Ausgeschlossen von der eingeschränkten Garantie sind...
"Schäden, Fehlfunktionen oder Leistungsprobleme, die bei der Montage oder Anwendung eines nicht von Zero genehmigten oder verkauften Laders entstehen."
Bei früheren Modellen (etwa meiner 2014er) gab es diesen Passus noch nicht. Problematisch ist hierbei auch, dass Zero in den technischen Daten keine Ladeparameter spezifiziert, wie z.B. den maximalen Ladestrom und die maximale Ladeschlussspannung. Wir kennen diese Parameter ja nur aus Messungen bzw. über die Spezifikation der verwendeten Zellen, die aber auch nicht für jede Version verfügbar ist.
Ich kann mir vorstellen, das Zero deshalb die eingeschränkte Garantie verweigern könnte. Andererseits steht dann die Frage der Beweiserbringung. Nach meiner Meinung müsste Zero beweisen, das ein Schaden tatsächlich auf die Verwendung eines nicht autorisierten Laders zurückzuführen ist. Denn grundsätzlich ist in der Anleitung die Verwendung von Fremdladern nicht verboten, noch ist formuliert, dass Garantieansprüche generell entfallen, wenn ein solches Teil verwendet wird.
Da die Lader aber nicht gegen die (wenn auch nicht veröffentlichten) Parameter des Akku-Packs verstoßen ist es sehr unwahrscheinlich, dass sie tatsächlich einen Schaden verursachen können, zumal ja der Ladevorgang vom BMS überwacht und bei Verletzung der Parameter unterbrochen wird.
Zusammengefasst: Jeder sollte sich Gedanken übe das Risiko machen und sich bewusst sein, dass einerseits Otten wohl keine Garantie übernimmt, falls es zu einem Fehler kommt, andererseits Zero Ansprüche abwehren kann, so dass im Zweifel erst ein Urteil hermüsste. Andererseits hätte ich persönlich keine echten Bedenken, dass durch die Nutzung der Lader Schäden hervorgerufen werden können.
War ne lange Ausführung aber ich denke die Frage lässt sich nicht trivial beantworten.

Re: Update zur Ladetechnik

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    otten.l
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folder So 19. Jan 2020, 17:10
Christian J hat geschrieben:
So 19. Jan 2020, 12:26
Mich würde deine Einschätzung bzgl Auswirkung auf die Zero-Garantie interessieren.

Von Zero gibt es keine offizielle Freigabe für die Lader von Drittanbietern. Die wird es auch nie geben. Insofern ist die Sache in dieser Hinsicht klar.

Wie cn3boj00 aber korrekt erläutert hat, müsste Zero es erstmal schaffen, die Verwendung eines Drittanbieter-Ladegerätes als Ursache für ein Beschädigung oder Kapazitätsminderung des Akkus nachzuweisen. Das halte ich unter den jetzigen Umständen für völlig unmöglich. Zero kann nur sehen mit wieviel A Ladestrom geladen wurde - mehr nicht. Ob die 6 kW also aus einem originalen ChargeTank oder aus unseren Geräten kommen ist im Prinzip nicht zu unterscheiden. Wie er ebenfalls korrekt beschrieben hat, bleiben wir innerhalb sämtlicher Grenzen von Zellen und BMS. Ich halte das Risiko daher auch für sehr überschaubar.
Zero DSR 14.4, S 14.4 11kW, FXS 6.5 / NIU N1s, M1p, U / Super SOCO TS, TC / KSR Vionis
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Re: Update zur Ladetechnik

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madcow
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folder Mo 20. Jan 2020, 19:28
Hallo Lennart,

vielen Dank erstmal dafür, dass du die Ladetechnik weiter entwickelst und auch "Bestandskunden" davon profitieren können!
Mir persönlich erleichtert bereits die Variante 1 das Laden enorm.

Ich hätte noch 2 Fragen:

Ist es auch für jemanden, der das Ladegerät bereits an seinem Motorrad verbaut hat, möglich auf Variante 2 umzurüsten?
Prinzipiell sollte es ja (nach meinem Verständnis) so sein, aber ist es auch praktisch umsetzbar?

Zum anderen für mich als Elektrotechnik-Laien:
Wird die CPP Ladetechnik aus Variante 1 schlicht in den männlichen Stecker des Typ2-Kabels eingebaut?
Falls ja, kann ich dann der Anleitung von Roland Tornar folgen?

Viele Grüße
madcow

Re: Update zur Ladetechnik

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folder Di 21. Jan 2020, 07:38
madcow hat geschrieben:
Mo 20. Jan 2020, 19:28
Ist es auch für jemanden, der das Ladegerät bereits an seinem Motorrad verbaut hat, möglich auf Variante 2 umzurüsten?
Prinzipiell sollte es ja (nach meinem Verständnis) so sein, aber ist es auch praktisch umsetzbar?
Das ist leider nicht möglich. Die Ansteuerungsart der Lader ist fix, ein fest programmierter Lader kann nicht auf CAN-Bus umgerüstet werden oder umgekehrt.
madcow hat geschrieben:
Mo 20. Jan 2020, 19:28
Zum anderen für mich als Elektrotechnik-Laien:
Wird die CPP Ladetechnik aus Variante 1 schlicht in den männlichen Stecker des Typ2-Kabels eingebaut?
Falls ja, kann ich dann der Anleitung von Roland Tornar folgen?
Wenn am Motorrad eine Typ2-Dose verbaut ist, wird die Platine in die Abzweigdose auf den Ladern eingesetzt. Dort befindet sich derzeit nur ein 880Ohm Widerstand zwischen CP und PE. Das normale Typ2-Kabel wird nicht angetastet. Anderfalls wäre das Kabel z.B. für das Laden eines Elektroautos nicht mehr zu gebrauchen.

Wer einen Typ2-Stecker als Adapter verwendet, um damit dann auf Schuko oder CEE zu gehen, der baut die Platine im Stecker ein.
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Re: Update zur Ladetechnik

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Twalzer
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folder Di 21. Jan 2020, 16:48
Danke für das Update.
Was kostet denn der Maximalausbau?

LG, Thomas.

Re: Update zur Ladetechnik

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    otten.l
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folder Di 21. Jan 2020, 18:33
Twalzer hat geschrieben:
Di 21. Jan 2020, 16:48
Was kostet denn der Maximalausbau?
Ein 6.6 kW Lader mit CAN-Bus und allem Zubehör liegt bei 2099€.
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