Defekte ICCU / Lieferzeit von ICCU

[chris_11]

@holgioniq
Ein professionelles Power Supply Design sichert die Funktion auch in Ausnahmezuständen hardwareseitig ab. Software kann immer aussteigen, fehlerhaft programmiert, zu langsam in der Reaktion etc. sein. Eine Hardware, die durch Software zerstört werden kann ist immer fehleranfällig. Bei Stromversorgungen führen Schaltfehler im einstelligen us Bereich schon zur Zerstörung. Für mit den verwendeten SiC MOSFETs vergleichbare (SiC) Typen gibt ein Hersteller eine maximale Überlebenszeit im "Shott through" Fall von 3us an. Im Fehlerfall werden in den zu Siliziumbauteilen noch kleineren SiC Megawatt umgesetzt. (700V * mehrere kA). Es gibt mehrere unterschiedliche Fehlerbilder in weitgehend unabhängigen Schaltungsteilen. 12V LVDC, PFC Stufe. Isolierte DCDC (2x vorhanden). Das sind mehrere offene Baustellen. Die Ausfallrate lässt sich mit Software vermutlich verringern, aber IMHO nicht ganz abstellen.

[holgioniq]

Ein professionelles Power Supply Design sichert die Funktion auch in Ausnahmezuständen hardwareseitig ab.

Stimmt, deshalb sind bei professionellen Anwendungen (wie zum Beispiel bei Servern in Rechenzentren, die 24/7/365 verfügbar sein müssen), die Netzteile a) redundant ausgelegt und b) hot-swap-fähig

Ich bin beruflich oft bei meinen Kollegen im Rechenzentrum unterwegs, da liegen in den Vorratsschränken stets 3 Komponenten in ausreichender Zahl: Speichermodule, SSDs und eben Netzteile. Bei > 1000 Servern vergeht keine Woche, wo nicht mindestens eins davon "stirbt", was aber aufgrund der redundanten Auslegung kein Problem ist. Das Teil ist in 30 Sekunden gewechselt, während der Server in Betrieb ist bzw. bleibt.

Leider ist ein Auto aber reine Consumerware, weshalb ein solcher Aufwand schon rein aus Kostengründen nicht getrieben wird.

Eine Hardware, die durch Software zerstört werden kann ist immer fehleranfällig.

Der Trend, immer mehr Funktionen (Parametrisierung, Sicherheitsfunktionen, Abschaltbedingungen etc.) in die Software zu verlagern, ist in der Tat Fluch und Segen zugleich. Auf der einen Seite bleibt man flexibler weil man Betriebsparameter oder bestimmte Bedingungen im Nachhinein anpassen kann. Auf der anderen Seite tendieren die Entwickler (sei es HW oder SW) dann gerne dazu, etwas nachlässiger zu werden nach dem Motto "naja, wenn ich was vergessen oder falsch gemacht habe, kann ich es danach per SW korrigieren).

Es gibt mehrere unterschiedliche Fehlerbilder in weitgehend unabhängigen Schaltungsteilen.

Die für uns am Ende spannende Frage ist, ob diese am Ende rein durch SW abgestellt werden können oder ob tatsächlich HW-seitig ein Fehler bzw. Fehldimensionerung bestimmter Bauelemente vorliegt, die auch durch die SW nicht abgefangen werden kann (ohne dabei andere Funktionen negativ zu beeinflussen). Deine bisherigen, im übrigen exzellenten Ausführungen habe ich bisher so verstanden, dass man zwar bestimmte Details hätte anders lösen können, aber eine "smoking gun" konnte ich zumindest mit meinem begrenzten Elektronikwissen bisher nicht herauslesen.

Apropos "smoking", kleine Anekdote am Rande: Ich habe zu Hause sehr viele SmartHome-Komponenten eines bestimmten Herstellers. Die haben in ihrem Netzteil auf der 12V-Seite offensichtlich an den Elkos gespart (ein 100uF/16V verliert über die Zeit seine Kapazität), weshalb jetzt nach ca. 5 Jahren immer mehr dieser Teile ausfallen. Zum Glück lassen die sich sehr einfach austauschen und funktionieren danach wieder problemlos. Andere gehen sogar sehr spektakulär mit Knall und Rauch über den Jordan wenn "nebenan" eine alte Leuchtstoffröhre mit KGV angeschaltet wird und eine kurze Überspannung erzeugt. Bei denen ist leider mit SW nix zu machen, da wurde einfach nur an den Elkos bzw. deren Spannungsfestigkeit gespart, sei es aus Platz- oder Kostengründen. Ich hoffe, dass ist bei unserer ICCU nicht so

[feldstärke]

Wie @chris_11 korrekt erwähnt hat, kommen zum “normalen” Schaltungsdesign bei der Anwendung in der ICCU auch Hochfrequenz-Aspekte dazu. Da zählen auch Eigenschaften der Komponenten, die nicht im Datenblatt stehen. Nämlich weil sie herstellerseitig nicht zugesichert werden, da es - überspitzt formuliert - den Hersteller eines Drahtwiderstands einen feuchten Kehricht kümmert, was sein Widerstand bei bspw. 800 kHz noch so tut.

Das muss dann schon der Applikationsentwickler rausfinden und dann auch im weiteren Verlauf beobachten, denn diese Eigenschaften können chargenabhängig sein.

Ergo gehe ich mit: die Software wird Ausfälle nicht gänzlich verhindern können, wenn das Hardware-Design solche Schwächen hat bzw. auf Kante genäht wurde und nicht verhindern kann, das Bauteile kurzzeitig in Betriebspunkten außerhalb ihrer Spezifikation landen. Im Mikro- bis Nanosekundenbereich ist jede Softwarereaktion zu spät dran, Messwerte müssen ja auch erst mal digitalisiert werden (ADC-Wandlerzeiten) bevor sie verarbeitet werden können.

[holgioniq]

Wie @chris_11 korrekt erwähnt hat, kommen zum “normalen” Schaltungsdesign bei der Anwendung in der ICCU auch Hochfrequenz-Aspekte dazu. Da zählen auch Eigenschaften der Komponenten, die nicht im Datenblatt stehen. Nämlich weil sie herstellerseitig nicht zugesichert werden, da es - überspitzt formuliert - den Hersteller eines Drahtwiderstands einen feuchten Kehricht kümmert, was sein Widerstand bei bspw. 800 kHz noch so tut.

Das stimmt, und dazu kommt noch der Umstand, dass auch auf der 12V-Lastseite viele Fahrzeugkomponenten intern mit PWM arbeiten um Leistungsabstufungen vorzunehmen (ich denke da zum Beispiel an die Sitzheizung). Da können durch ungünstige Konstellationen genau die Strom- oder Spannungsspitzen zusammenkommen, die die ICCU trotz augenscheinlich geringer Last am Ende ins Nirvana schicken. Und das macht die Fehlersuche so zeitaufwendig, denn bei der hohen Anzahl von Verbrauchern und deren jeweiligen Betriebszuständen ergeben sich wahrscheinlich mehrere tausend verschiedene Betriebszustände, die die ICCU allein lastseitig "sieht" bzw. sehen kann.

[chris_11]

Genau. Deshalb würde ein brauchbares 12V LVDC Design, Stabilität garantieren, no matter what...
Hyundai hat für den 12V 130A (1,8KW) LVDC ganze 68uF Ausgangskapazität ausschliesslich in Keramik spendiert. Soviel nimmst Du unter normalen Umständen für ein 5A Design. Es ist äusserst schwierig, damit die Stabilität der Regelschleife zu realisieren. Du merkst an den großen Schwankungen der Ausgangspannung, das sie deshalb mit untypisch wenig Voltage Loop Gain fahren. Trotzdem wird die Stabilität noch wesentlich von den ICCU externen Komponenten der 12V Seite wie z.B. der 12V Batterieimpedanz bestimmt.
Erschwerend kommt hinzu, das die Regelschleife für den LVDC Regelbaustein LT3752-2 im current limit = bei seinem Maximalstrom anders aussieht wie davor im normalen Betriebsbereich. Stabilität muß über alle Betriebszustände garantiert und getestet sein. Meine Arbeitshypothese zu den 12V LVDC Fehlern ist derzeit, das der Regler im current limit Bereich, also bei abgeforderten 130A unter manchen Umständen Regelschwingungen macht und damit die beiden SiC Schalter überlastet. Also z.B. vermeiden, das eine (fast) leere 12V Batterie geladen werden muß.

[koaschten]

Meine Arbeitshypothese zu den 12V LVDC Fehlern ist derzeit, das der Regler im current limit Bereich, also bei abgeforderten 130A unter manchen Umständen Regelschwingungen macht und damit die beiden SiC Schalter überlastet. Also z.B. vermeiden, das eine (fast) leere 12V Batterie geladen werden muß.

Und auf einmal haben wir den Bogen geschlagen zwischen defekten ICCUs und "billigen" 12V Batterien in Hyundai und Kia Autos...

[holgioniq]

Erschwerend kommt hinzu, das die Regelschleife für den LVDC Regelbaustein LT3752-2 im current limit = bei seinem Maximalstrom anders aussieht wie davor im normalen Betriebsbereich. Stabilität muß über alle Betriebszustände garantiert und getestet sein. Meine Arbeitshypothese zu den 12V LVDC Fehlern ist derzeit, das der Regler im current limit Bereich, also bei abgeforderten 130A unter manchen Umständen Regelschwingungen macht und damit die beiden SiC Schalter überlastet. Also z.B. vermeiden, das eine (fast) leere 12V Batterie geladen werden muß.

Da bewährt sich anscheinend meine "geizige" Fahrweise kombiniert mit meinem Ladeverhalten. Ich vermeide soweit irgend möglich sowohl niedrige SOC (da ich oft PV lade) als auch exzessive Verbraucher wie Klima und Heizung. Es wäre mal interessant zu wissen welche Verbraucher gerade an waren bei denjenigen, wo es während der normalen Fahrt "plopp" gemacht hat.

[chris_11]

Bei mir waren vorne zwei und hinten eine Sitzheizung an. HV SOC bei 77%

[holgioniq]

Bei mir waren vorne zwei und hinten eine Sitzheizung an. HV SOC bei 77%

Das war einer meiner Gedanken als ich mir den Thread zur Statistik in Kombination mit deinen Erkenntnissen durchgelesen habe. Nach 20tkm die Häufung -> die Autos haben jetzt den ersten Winter durch (Heizung, Sitzheizung usw.)

Leider entzieht es sich meiner Kenntnis wie die Leistung der Wärmepumpe reguliert wird, aber bei den Sitzheizungen bin ich mir sicher dass das durch PWM geschehen wird. Wenn dann noch die 12V Batterie schwach ist...

[Gryphon]

Das ist eine spannende Überlegung. (Vielleicht sollte ich doch auch mal in einen AGM-12V-Anker investieren..?)
Allerdings gibts auch das Fehlerbild, dass die ICCU wärend der AC-Ladung abraucht (wie bei mir).
Da müsste dann noch ein anderer Faktor eine Rolle spielen, oder? Während der AC-Ladung (Auto aus) sollte 12V-seitig ja nur eine sehr moderate oder evtl gar keine Last da sein.