Ersatz-Controller für Rasenmäher

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drmichi

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Hallo zusammen,
bin über eine zähe Recherche zu einem defekten Rasenmäher-Controller bei Euch gelandet - vielleicht könnt Ihr mir helfen?
Es handelt sich um einen Akku-Rasenmäher von Aldi, der beim Starten nur noch kurz "muckt" . Daß es der Controller und nicht der Akku ist, habe ich durch eine Tausch-Operation mit einem identischen Mäher sichern können.
Der Controller hat die Beschriftung "SMV Part NO. 856709 36 V DC Controller Max. I=25A 170122-0617". Er bedient einen bürstenlosen Motor. Dieser trägt die Bezeichnung "SMV Model:BL 10220-36C01 Power DC 36V".
Der Controller hat 4(!) Adern zum Akku (2 dicke, 2 dünne [hüstel]), zwei zum An-/Aus-Schalter und drei(!) zum Motor. Drehzahlregelung, LED, Rekuperation usw. brauche ich nicht.
Ich würde gerne etwas Passendes z.B. aus China ordern. Reicht es, wenn ich einen 36V-/900 W-Controller für bürstenlose Motoren bestelle? Oder muß ich auf noch etwas achten??
 

Tommmi

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Müßte klappen, am Daumengaseingang dann rot und blau verbinden.
Ich denke das 500W aber reichen müßte, keine Ahnung was der Mäher für einen Akku hat.
Und Controller muß dann Sensorless sein
 

Elias2000

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Vielleicht einen Lishui mit der Sensorless Open Source Software?
Das würde dem Mäher zu ganz neuer Laufruhe und Effizienz verhelfen, mach mal ein Paar Bilder von
dem Mäher und dem alten Controller.
 

Quik-mic

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Nabend!
Habe den gleichen Mäher für kleines Geld defekt bekommen. Vom Akku gehen neben Ubat und GND noch ein Temp-Sensor ab und ein weiterer Pin. Gestern habe ich herausgefunden, daß über den die Akkuanzeige für ein paar Sekunden angeht, wenn der Mäher gestartet wird. Hatte zuvor den Controller aufgeschraubt und die durchgebrannte 40A Sicherung getauscht. Der Motor dreht aber immer noch nicht :-(
Heute habe ich die sechs N-Kanal FETs am den drei Ausgängen zum Motor durchgemessen. Zwei davon, an einem Kanal sind durch. Stellt sich die Frage warum. Habe gerade neue bestellt. Kann es sein, daß der Motor klemmte und der Kanal durchgegangen ist?
Habe den Motor bereits aufgeschraubt und nachgeschaut/gerochen. Erstmal nichts ersichtlich. Dreht frei. Wenn ich jeweils zwei Kanäle verbinde (induzierter Strom des einen Kanals wird auf den zweiten Kanal gegeben und arbeitet dagegen), steigt der Drehwiderstand. Das lässt hoffen, daß der Motor OK ist.
Ich kann ja mal schreiben wie es weiter geht. Vielleicht hat jemand anderes ja noch eine tolle Idee, wieso so ein System hoch geht und was für einen Controller man als Ersatz nehmen könnte.
 

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Alexander470815

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Einfach irgend einen Controller nehmen dürfte schwierig werden.
Die Controller in solchen Mähern fahren immer auf einer konstanten Drehzahl und regeln bei Belastung entsprechend nach.
Bei einfach nur Vollgas würde die Drehzahl zu weit ansteigen bei keiner Belastung, das würde ich bei sowas wie einem drehenden Messer vermeiden.
 

oxygen36

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Bei einfach nur Vollgas würde die Drehzahl zu weit ansteigen bei keiner Belastung, das würde ich bei sowas wie einem drehenden Messer vermeiden.
Brushless haben eine harte Kennlinie wie Fremd(Nebenschluss) oder Magneterregte Gleichstrommotore. Ich denke nicht das die Lehrlaufdrehzahl zu hoch ist und im Arbeitspunkt ist sie nur ca 10-15% geringer. Also n= KV x U und ich rechne mit KV = 100-150 und U = 36V. Messerblatt sollte gewuchtet sein. sehe bei 4000-5500 Umin keine Probleme.
Einfach irgend einen Controller nehmen dürfte schwierig werden
der Kontroller sollte hohe Schaltfreqenzen können da Motor hochpolig (36 ?) ist. Also mindestens 4 Khz.
Mini EV ESC compatible with VESC™ open source project
oder das: Da ist eine Steuerelektronik dabei.... Bürstenlose Gleichstrommotore, BLDC-Motor, € 80,- (4020 Linz) - willhaben
 
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Alexander470815

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Brushless haben eine harte Kennlinie wie Fremd(Nebenschluss) oder Magneterregte Gleichstrommotore. Ich denke nicht das die Lehrlaufdrehzahl zu hoch ist und im Arbeitspunkt ist sie nur ca 10-15% geringer.
Was du hier vergisst ist das die häufig so ausgelegt sind das sie selbst mit leerem Akku noch die volle Leistung erreichen.
Ich habe hier selber an einem Einhell und einem Bosch Rotak Mäher rumgeschraubt und die hatten auch 36V Systemspannung.
Selbst bei 30V Eingangsspannung waren die Controller noch weit entfernt von 100% Duty Cycle und hatten viel Luft nach oben.
Damit ergibt sich also eine signifikante Überdrehzahl, das erhöht einmal die Leerlaufverluste enorm und die Kraft auf das Messer steigt auch noch mit v².
Eine Erhöhung von 40%( 3000 auf 4200) bringt bereits eine Verdoppelung der Kraft mit sich.

Den Bosch Rotak Motor hatte ich mal mit 30V an einem anderen Controller, da hat der bereits 4500 U/min im Leerlauf gedreht.

der Kontroller sollte hohe Schaltfreqenzen können da Motor hochpolig (36 ?) ist. Also mindestens 4 Khz.
Wird er denke ich nicht sein.
Einhell und Rotak haben einen vierpoligen Motor, wird bei dem hier nicht viel anders sein.
 

Elias2000

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Einen Lishui reinbauen, und den per Geschwindigkeisbegrenzer auf eine bestimmte (Umrechnen) Drehzahl locken?

Oder den alten Controller reparieren.

Ich verstehe das schon, der BLDC da drin hat eine vioel nidrigere Betriebsspannung als der Akku, so hat der Motor z.B. 12V und der Akku 36. So kann auch bei leerem Akku noch die volle Leistung und Drehmoment abgegeben werden, der Controller muss nur die Drehzahl und damit Spannung automatisch auf einen mestimmten Wert regeln können.

Einen Lishui könnte man aber z.B. auch so programmieren, dass durch enen Gasgriff oder Drehpoti die Drehzahl des Motor z.B. um weniger Krach zu machen abgesenkt werden kann, aber nicht überschritten werden kann, das verhindert dass der Drehzahlbegrenzer.

Das einzige was mir daran Sorgen macht, ist die Tatsache, dass der Lishui sensoren bracuht, und ich nicht weiß in wie fern die sensorless OS von Hochsitzcola als Rasenmähersoftware alltagstauglich ist.
 

Tommmi

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oha, ich kann mir jetzt schon fast denken das da ein spezieller Controller drin ist.
Neben meinen Stiga Mähroboter habe ich auch noch nen kleinen Akku Mäher für die Ränder und einem Bereich wo der Roboter nicht hinkommt. Der Akku von dem hat auch mehrere Pole, messen kann man 2x Minus. Klemmt man nun einen Akku an mit nur einem Minus oder man benutzt einfach beide so geht der Mäher 1sec an und wieder aus. Sollte der Akku mal defekt sein muß ich auch hier untersuchen wie das genau funktioniert und was der Akku macht.
 

Elias2000

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Sollte der Akku mal defekt sein muß ich auch hier untersuchen wie das genau funktioniert und was der Akku macht.
Hoffe mal, dass sies nicht wie Stihl machen, die machens wie Bosch, digital per Challenge and Response, da bauste so schnell nix anderes ein.
 

Tommmi

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Hoffe mal, dass sies nicht wie Stihl machen, die machens wie Bosch, digital per Challenge and Response, da bauste so schnell nix anderes ein.
Wäre der Hammer. Der Mäher war ein super Angebot. Kostete ca 150€ und hat auch nur 24v. Ist nun 4 Jahre alt und der Akku verliert maximal einen Punkt wenn ich fertig bin.
Solang das BMS heil bleibt aber kein Problem, dann einfach neue Zellen rein.
Mein Papa hatte sich vermeintlich den gleichen gekauft, sein Akku war nach einem Jahr nur noch für eine Minute gut. Anscheinend sah er nur aus wie meiner. Korb dünner, Akku paßt nicht bei mir weil Pins etwas anders. Den hab ich aufgeschraubt und die LG Zellen sind absolut debalanciert aber wie neu. In einer von den 5 Zellen konnte ich fast maximale Kapazität nachladen :)
 

Alexander470815

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Klemmt man nun einen Akku an mit nur einem Minus oder man benutzt einfach beide so geht der Mäher 1sec an und wieder aus.
Bei dem Einhell war es nur ein Temperatursensor im Akku, höchstwahrscheinlich ein 10K NTC.
Bei ungefähr 2kOhm was dann so ~62°C entspricht schaltet der Controller ab.
Ich würde also mal einen 10kOhm Widerstand gegen Masse ausprobieren.
Das hier ist aus dem Einhell geworden:

Man könnte natürlich einen üblichen Fahrrad Regler verwenden der ohne Sensoren auskommt und mit einem externen Microcontroller die Drehzahl regeln.
Das ist natürlich keine Option für jeden sondern nur für sehr wenige Leute.
 
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Baschan

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Hallo zusammen,

auch hier ist ein Opfer von dem oben genannten Akku-Rasenmäher & Controller. Nach der Winterpause ist er nicht mehr zum Leben zu erwecken, was nicht am Akku liegt (der zeigt vollen Ladezustand an).

Der Motor "versucht" kurz anzulaufen (Sekundenbruchteile, es gibt einen Ruck) aber mehr passiert nicht. Ohne mich jetzt gut mit BLDCs auszukennen würde ich vermuten, dass da etwas bei der Kommutierung nicht stimmt - ich vermute, dass sich ein defekter Kanal so äußert.

Hab die MOSFETs ausgelötet und durchgemessen, siehe da: High Side und Low Side Switch von einem Kanal waren durch, Drain und Source in beide Richtung kurzgeschlossen. Die MOSFETs habe ich getauscht (mangels Bezugsquelle für die original verbauten STP110N7F6 nach längerem Datenblattstudium gegen IRFB3307ZPBF). Leider ist das Symptom gleich geblieben: Es gibt kurz ein Drehmoment, dann ist Ruhe.

Der BLDC selbst wirkt OK auf mich, sobald ich zwei der Phasen brücke steigt die Kraft, die benötigt wird um ihn zu drehen, stark an.

Jetzt wird es leider schwierig mit der Fehlersuche, der Controller verwendet keinen dedizierten BLDC-Treiber, stattdessen findet sich pro Phase eine Menge an Kleinkram. Diverse Transistoren, Kerkos und Widerstände - vermutlich zumindest zum Teil für das Treiben der MOSFETs.

Gibt es bei den anderen "Betroffenen" Neuigkeiten?
 

Elias2000

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Leben zu erwecken, was nicht am Akku liegt (der zeigt vollen Ladezustand an).
Zeigt er vollen Ladezustand an, und hat unter Last die nötige Spannung (Mit Multimeter messen) oder bricht diese beim "Anlaufversuch" ein? DIese Zuatsandsanzeigen sind mehr ein Schätzeisen, und nicht zur Diagnose zu gebrauchen...

Da würde ich immer erst nach dem Akku schauen, der geht erfahrungsgemäß bei solchen Geschichten meist zuerst kaputt.
 

Elias2000

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Jetzt wird es leider schwierig mit der Fehlersuche, der Controller verwendet keinen dedizierten BLDC-Treiber, stattdessen findet sich pro Phase eine Menge an Kleinkram. Diverse Transistoren, Kerkos und Widerstände - vermutlich zumindest zum Teil für das Treiben der MOSFETs.
Mach mal ein Bild von dem Dingens
 

Baschan

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Hi Elias, danke für deine Antwort.

Für ein Bild ist es leider zu spät, der Controller ist seit vorhin wieder im Rasenmäher verbaut, der auch schon die ersten Halme kürzen durfte.

Leerlaufspannung vom Akku hatte ich natürlich schon gemessen - und auch mal kurz eine kleine Last angeschlossen. Sicher keine professionelle Akkudiagnose, aber fürs Erste ausreichend. ;)

Nun aber zur Auflösung: Ich brauche wohl eine stärkere Brille und bessere Beleuchtung an meinem Lötarbeitsplatz - an der Phase mit den kaputten MOSFETs war eine Leiterbahn durch, was ich trotz der ganzen Mess- und Löterei nicht gesehen hatte. An der dünnsten Stelle hat die Leiterbahn am Drain des High-Side-Switch Schmelzsicherung gespielt, eine dünne Unterbrechung war die Folge und sicher das Ergebnis der in beide Richtungen "kurzgeschlossenen" Source-Drain-Verbindung. Der "Cut" ist nun mit einem Stück Litze gebrückt und der Rasenmäher schnurrt wieder wie ein etwas heiseres Kätzchen.

Viele Grüße
Baschan
 
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