Boxster

Einbau Batterie

17. Februar 2021 / , ,
Batterie mit Heizung

Es wird Zeit mit den Batterien weiter zu kommen. Also habe ich zuerst in die Kästen eine Batterieheizung eingebaut.
Dazu habe ich eine 200W elektrische Fußbodenheizung zerlegt und die gut 16m Heizkabel an den Wänden der Batteriekästen mit Aluklebeband in ca
6-7cm Abstand angeklebt.
Unter den Batterien habe ich mich nicht getraut Heizkabel einzusetzen. Trotz des ganz engen Verbaus, könnte ich mir vorstellen, dass es zu kleinen
Bewegungen kommen könnte, die die Kabel beschädigen.

Links ein Bild des vorderen Schaltkastens: Links oben die Übergabestelle für 380V Rechts 2 12V Relais für Lader und Batterieheizung.
Beide werden vom BMS gesteuert.
Rechts unten ein Kilovac 200 für die elektrische Innenraumheizung. Das Kilovac ist vielleicht ein bischen groß, aber ich hab das günstig aus Hongkong
bekommen. Links daneben der Masseübergabepunkt für Lader, Heizung und Batteriemasse. Ihr seht da noch die provisorische Lüsterklemme für 220V um die Batterieheizung zu testen.
Anschließend habe ich die Batterien final angefangen einzubauen. Angefangen deshalb weil wieder etwas nicht so wollte. Wie immer halt: Der Bau eines E-Autos ist das Lösen von vielen kleinen Problemen…

Schaltkasten vorn

Lader und Controller

17. Februar 2021 / , ,
Layout der Batterie

Da es langsam kalt wird ist wieder die Überwindung größer am Auto zu arbeiten.
Dennoch habe ich im vorderen Kofferraum und den Lader an die Mulde nach vorne hin angeschraubt. Ich hatte das Gefühl die Verkabelung muss weitergehen also hab ich in den vorderen Kofferraum dann die Spritzwand zur Batterie vorne hin eine Schaltbox eingebaut. Versehen mit einer DIN Schiene findet sich da der
Starkstromübergang, zwei Relais, davon eins zum Schalten des Laders und eins zum Schalten der Batterieheizung.
Daneben passte dann noch ein Kilovac zum schalten der Innenraum-Heizung. Die beiden 12V Relais werden vom EMUS BMS gesteuert, dass ich auch am hinteren Batteriekasten angebracht habe.
So konnten langsam die ersten Kabel von vorn nach hinten laufen 2x 70mm² für die Batterie, 2x25mm² für den Lader (damit habe ich auch Batteriespannung
vorn), und 3×1,5mm² für die Batterieheizung die auf 220VAC läuft.
Diese Kabel laufen alle im Tunnel, wo vorher die Kühlwasserleitungen liefen.
Die konnen sogar wiederverwendet werden.
Etwas platt gedrückt und orange lackiert halten sie die Leiten ziemlich gut und EMV optimiert (hoffe ich).
Zum auftrennen der Batterie hab ich einen 1500A Trennschalter hinter dem Beifahrersitz angeordnet. Der trennt die Batterie ziemlich in der mitte.
Die Kühlplatte für den Controller ist vorgestern auch von EV West angekommen. So konnte ich nun auch den Controller final verschrauben.

Batteriefach und Controller

17. Februar 2021 / ,
Motorraum links die Batteriefächer daruinter die Batterietröge Mitte der Controller

Diese Woche ging es mit großen Schritten weiter. Zuerst habe ich mir Aluminium besorgt. Hier wurde ich auf einem Schrottplatz fündig, wo auch Industriereste recycelt werden. Ich fand dort gute Stücke neu und gerade zum Materialwert.
Ich suchte nach einem Platz für den Controller. Eigentlich wollte ich den luftkühlen, doch wenn ich die Luftkanäle eingebaut hätte, müssten die letzten 10 Batterien im vorderen Kofferraum einziehen. Das hätte bedeutet, das die Gewichtsverteilung 57/43 auf die Vorderachse von ursprünglich 47/53 verschoben hätte. Ungünstig. Also mussten die fehlenden in zwei Packs à 5 Batterien rechts und links neben dem Controller, der dann über dem Motor positioniert ist. Verwirrend nicht? Ich hoffe das Bild unten klärt es.
Diese zusätzlichen Fächer für die Batterien habe ich aus 3mm Alublech gebaut, die ich dann an die Spritzwand genietet haben, bzw. seitlich verschraubt habe. Um an die unteren Tröge zu kommen, ist der Boden der Racks nur verschraubt.
Dann laufen über den Motor 2 große Alu Winkel auf die der Controller verschraubt wird. Der wird nun wassergekühlt mit einer Kühlplatte die ich bei EV West in Kalifornien bestellt habe. Somit bekomme ich alle Komponenten geschützt in den Motorraum bei einer minimal geänderten Gewichtsverteilung von nun 44/56. Das sind 50kg mehr Gewicht auf der Hinterachse.
Dafür habe ich beide Kofferäume erhalten!

Hintere Batterietröge bauen

17. Februar 2021 /

Hier nun wie ich die hinteren Batterietröge gebaut habe. Nachden die vorderen mit eien Form doch zu aufwendig in der Fertigung sind, ich aber im unteren Bereich isolierte Sandwichtröge haben möchte hier ein anderer Prozess.
Hierzu habe ich mir Epoxid Handlaminierharz mit einer Topfzeit von 40 min besorgt.
Das Handlaminieren möchte ich hier nicht beschreiben, da gibt es genug zu.
Hier schematisch die Abfolge:

Zuerst habe ich die Kästen nur aus den Polystyrol Platten gebaut (gelb) und mit Nägelnzusammengesteckt.

Kasten fixiert

Dann die innen überlaminiert (hier blau) und aushärten lassen.
Die Kästen kann man dann im Fahrzeug anpassen um etwas Platz zu schaffen für irgendwelche Flansche oder Ähnliches. Es ist um die Tröge herum sehr wenig Platz. Zu sich durch die elastischevLagerung sich bewegenden Motor habe ich 10mm Platz gelassen.

Hier ist der wesentliche Vorteil: Bei den vorderen Trögen musste ich die fertigen Tröge nochmal in zwei Ecken anpassen.
Dann kann man die Tröge auf eine Folie umgekeht stellen und aussen überlaminieren (hier grün).
Durch die Folie lässt sich auch ein Flansch anlaminieren mit dem der Trog ins Fahrzeug gehängt und fixiert werden kann.

Batterietrog hinten rechts

Abschliessend muss noch der Flansch überlaminiert werden (siehe oben rot).
Jeder Trog ist enorm steif und wiegt lediglich 4,5 kg.
Nach dem Besäumen habe ich die Tröge außen schwarz und innen lichtgrau gestrichen und eingebaut. Dazu läuft ein Aluträger unter dem Trog entlang, er ist vorne über einen Alu Winkel an der Spritzwand angenietet. Hinten liegt er auf einem Längsträger auf und ist dort auch vernietet.
Zusätzlich übrall mit Karosseriekleber verklebt. Jeder Trog nimmt 8 Batterien à 5,7 kg auf. Diese Masse von 50 kg muss sehr gut befestigt sein.
Dann habe ich noch ein Ablaufloch unten gebohrt. Nur falls doch mal Wasser eintritt…
Diese Woche habe ich Urlaub es sollte also zügig weitergehen.

Batterietrog vorn und Lenk-Servopumpe

11. Februar 2021 / ,
Spritzwand vorher

Hier nun im Nachinein zusammengefasst der Bau des Batterietrags vorn. Der Trog kommt antder Stelle der alten Batterie bzw. des Tanks:
Dort sieht man auch dei Abdeckung des Wärmetauschers der Heizung (zwei Stutzen hinter der Batterie).

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Hierzu habe ich eine Negativform aus beschichteten Spanplatten gebaut, mit Wachs eingetrannt und aus Epoxidharz un Glasfasergelege im Vakuumverfahren eien Lage ausgehärtet. Über einen weiteren Vakuumaufbau dann einen Sandwichaufbau aus 20mm Polystyrol Platten gemacht und 2 weitere Lagen Gelege auch wieder über Vakuum aufgebracht. Das ist deutlich aufwändig, gibt aber eine gute strukturelle Box, die ich dann in den Vorderbau vor der Spritzwand, hinter dem vorderem Kofferraum mit Karosseriekleber verklebt und vernietet habe.
In dem Bild sieht man in der Trog auch den Absatz des Karosseriequerträgers.
Es kommen als unten 6 Batterien rein, dann folgt ein Zwischenboden auf dem dann 6 weitere stehen. Für die Verbindung von unten nach oben ist links ein in der Form einlaminierter Kanal für das 70mm² Kabel zu sehen.
Das ist zu kompliziert und geht nur mit Vakuuminfusionsequipment.
Die hinteren Boxen versuche ich einfacher zu bauen und dann hier zu beschreiben.

Rechts daneben die Opel Astra G Servopumpe für die Servolenkung. Diese TRW Pumpe wird gerne verwendet, da sie keine CAN anbindung hat. Stattdessen 3 Kabel: eins für den Leistungsstrom 80A (kann direkt über Sicherung an dei Batterie gehen, Zwei Eingänge, wobei der eine auf Zündungsplus und ein weiterer auf einen weiteren Schalteingang der bei mir geschwindigkeitsgesteuert schaltet geht (Das beschreibe ich später einmal). Last hier max 200mA. Die Pumpe läuft mit SoftStart an, wenn an beiden Schalteingängen 12V anliegen bzw. stoppt mit SoftFadeout.
Durch den Einbau ist der Einfüllstutzen dann gut zugänglich. Die Schlauchleitungen habe ich vercrimpen lassen.

Servobremse

11. Februar 2021

Eine der ersten Taten ist die Unterdruckversorgung der Servobremse sicherzustellen. Dies im wesentlichen durch die altbekannte Audi Servounterdruck Pumpe. Hier der Aufbau der Unterdruckversorgung zur Servobremse, die im Bereich vor dem linken Vorderrad, dort wo ursprünglich die Kühler angebracht waren angeordnet sind.
Links oben die Unterdruckpumpe aus einem Audi. Rechts daneben ein Vakuumrückschlagventil, ein T-Stück darunter ein weiteres T-Stück mit einem Unterdruckschalter. Unten ein Unterdruckreservoir aus einem Audi aus ebay. Der Unterdruck selber geht über den schwarzen Schlauch hin zum Bremszylinder.
Die Lastaufnahme der Pumpe mit max. 10,9 A gemessen. Der Drucksensor ist so eingestellt, dass er bei 0,4bar Unterdruck auslöst und über ein Nachlaufrelais dann für 20 sec die Pumpe laufen lässt, die somit genug Unterdruck aufbauen kann. Der Schalter ist ein Unterdruckschalter VAKUSW18B von duk-systeme.de (Seite 462 im online Katalog) er kann über eine Schraube fein eingestellt werden. Er schaltet bis 5A, braucht also ein Relais obwohl er für Testzwecke auch die 10 A schaltete.

Layout und Motorträger

11. Februar 2021

Der Motorträger ist fertig. Ein Gitterrohrrahmen, der vorne das originale Hydrolager des alten Motors nutzt. Der Rahmen ist etwas aufwändig geworden, aber schön. Ich hab ihn feuerverzinken lassen. Links das Getriebe, rechts das vom Porsche übernommene vordere Motorlager.

Das Layout mit den Batterien kann festgelegt werden. Bestellt habe ich 38 200AH Sinopolys. Aus der Gewichtsbetrachtung weis ich, daß gut 12 Batterien nach vorne müssen, um den Schwerpunkt zu halten.
Neben den Motor gehen rechts und links 10 Stück:

Vorne kommt der Tank und die Bleibatterie raus und eine Box dort rein mit je 6 Batterien in zwei Reihen
übereinander.
Die Grundidee ist schon die Batterien aus den Crashbereichen Heck ind Front herauszubringen und mehr an die Zelle heranzubringen, um auch die dynamische Trägheit zu optimieren.
Es bleiben so die Bereiche hinter der Frontschürze weitestgehend leer.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Einbau vom Motor

11. Februar 2021 /
Getriebemontage

Dem Motor habe ich direkt von Heiko Fleck abgeholt.
Das schöne an dem Motor ist, dass er schon einen passenden Flansch hat, was die Sache deutlich vereinfacht.
Also den Motor auf den Boden gestellt die Schwungscheibe montiert und das gereinigte Getriebe aufgesetzt. Dann festgestellt das der Motor nicht so liegt wie ich mir das vorgestellt habe, alles wieder demontiert und den Flansch am Motor verdreht wieder montiert. Dann kann der Motor in den ebenfalls gereinigtem Motorraum von oben eingesetzt werden.

Motoreinbau
Motoreinbau

So rum ging es letztendlich nicht ich habe das Getriebe dann zur Beifahrerseite gedreht. So passte er rein. Von unten wäre es sicherlich einfacher, doch ich habe keine Hebebühne.
Jetzt muss noch ein Motorträger vorne zum Tunnel gebaut werden.

Zerlegen

11. Februar 2021
Ausgebaute Teile

Es folgt wie immer das Zerlegen. Der Motor war ja schon raus, also alles andere muss auch raus was nicht mehr benötigt wird. Wärmeabschirmbleche, Wasserleitungen, Benzinleitungen, Tank, Kühler, Tankentlüftung, Einfüllstutzen, Luftfilter, Batterie und tausende von Schläuchen.

Alle Teile habe ich gewogen und den Schwerpunkt neu berechnet.

Am Ende wog der Wagen 972kg.

Umbau eines Boxsters

7. Mai 2020 / Kommentar verfassen

„Solange ich meine Heizung zuhause mit Öl betreibe, macht es keinen Sinn
elektrisch zu fahren.“

So dachte ich auch eine ganze Zeit lang. Angeregt durch die Seite von Jack Rickard fing ich an ein Auto mal aus Spass komplett durchzurechnen. Als Ingenieur war das eine gute Übung. Nach einem halben Jahr hatte ich die Beschleunigungsdiagramme zusammen. Den Verbrauch, Ladezeiten etc.
Das einzige wo ich Probleme hatte, war das Thermomanagement der Batterien. Mal sehen, eine Heizung für Batterie ist geplant, ein Lüfter zur Kühlung kommt auch rein.
Kurz und gut. Es kamen zwei mögliche Kandidaten für einen Umbau in Frage: der Smart Roadster und der Porsche Boxster. Beide relativ klein und leicht und guter cw*A. Für den Boxster sprach mehr Platz für Komponenten, mehr mögliche Zuladung, das deutlich steifere Fahrwerk und die bessere Wertbeständigkeit. Der Smart wäre billiger, doch ist der Umbau um ein vielfaches teurer als das Basisfahrzeug, spielt also eine untergeordnete Rolle. Generell könnte ich für den Preis des Umbaus bei aktuellen Spritpreisen (1,7€/l) über 100.000 km fahren. Amortisiert ist es also erst nach nach ein paar Jahren.
Nach dem Fertigstellen meine letzten Projekts fing ich also an einen Boxster möglichst mit kaputtem Motor zu suchen. So kam ich zu meinem Boxster Baujahr 2001, schwarz, ohne Motor, bischen zerkratzt aber sonst guter Zustand. Durch das Baujahr vor 2003 kann auf die EMV Prüfung verzichtet werden.
Folgende Komponenten standen da fest:
– Asynchonmaschine 44kw Nenn von Heiko Fleck
– Controller von Curtis
– Batterien von Sinopoly aufgrund des guten Leistungsgewichts
– Lader Zivan oder Brusa oder ProTech
Im folgenden möchte ich meine Lösungen zu den typischen Problemen als Anregung vorstellen.