Hochvolt-System-Messung mit Messaufbau zur Übergangswiderstandsmessung ohne Kelvinklemme„Diese Seite fliegt nicht immer – aber sie taucht auf, wo man es nicht erwartet.“
⚠️ Warnhinweis: Arbeiten am Hochvolt-System sind nur bei fundierten elektrotechnischen Kenntnissen durchzuführen – und ausschließlich auf eigene Verantwortung. Die Folgen eines Fehlgriffs können nicht nur materiell, sondern lebensbedrohlich sein. Dazu muss unbedingt nach Herstellerangaben, das Fahrzeug von der Spannung des Hochvolt-Akkus freigeschaltet werden!
Die Abschaltung vom Hochvolt-System erfolgt über den grünen Block, der sich rechts im Kofferraum des 225xe befindet. Von der 12V Steckdose auf etwa einer Linie in Fahrtrichtung. Dazu diesen Block, der sich unter einer Plastikabdeckung befindet, herausholen. Das geht vertikal besser als horizontal.
Zum Abschalten des Hochvollteiles ist der rote Schieber und damit der schwarze mit zuschieben, bis sich seitlich eine Öse für ein Loch zeigt, dass für ein Vorhängeschloss in der Werkstatt verwendet wird. In der Werkstatt muss das von dem Hochvolt-Verantwortlichen mit dem Vorhängeschloss gesichert werden. Die Wiederinbetriebnahme ist aber nicht durch einfaches Zusammendrücken möglich, dazu muss mit einem Schraubenzieher eine kleine Kunststoffnase angehoben werden.
Um einen vermuteten Übergangswiderstand zu identifizieren, haben wir das Fahrzeug über einer Wartungsgrube positioniert und die Unterbodenverkleidung demontiert. Bei sommerlicher Hitze und im Umgang mit Hochspannung keine leichte Aufgabe – Schweiß nicht nur durch Temperatur, sondern auch durch Konzentration.
Da Hochvoltsysteme keine klassischen Sicherungen wie Hausanschlüsse besitzen, ist das Risiko eines ungebremsten Kurzschlusses real. Strom aus einem Akku mit hoher Spannung ist energiegeladen – ein versehentlicher Kontakt kann verheerende Wirkungen haben. Nicht nur für den Menschen, auch für Auto, Haus (wenn Auto in der Garage steht) und Umwelt.
Vor dem Eingriff habe ich meiner Tochter die grundlegenden Risiken von Hochvolt-Gleichstrom erläutert – unterstützt durch eine von Hand gezeichnete Komponenten-Skizze. Beim Erklären wurde mir selbst wieder bewusst, wie viele Details man dabei berücksichtigen sollte.
Als Elektrotechniker weiß ich: Gleichstrom aus Akkus ohne Sicherung kann bei einem Kurzschluss binnen Sekunden ein Werkzeug zum glühenden Metall verwandeln. Ohne vollständigen Überblick über Schaltpläne ist das Risiko schwer einzuschätzen. Auch der Medaillenspiegel vom Elektroauto zeigt ein Risiko, an das man sich wohl erst gewöhnen muss.
Unsere Grube – ursprünglich gebaut für Auspuffarbeiten und Ölwechsel – wurde zu einem Sicherheitsvorteil. Durch die bequeme Unteransicht konnten wir Massekabel identifizieren und systematisch untersuchen. Solche Kabel sind dick und direkt mit der Karosserie verschraubt. Bei deaktivierter Fahrbereitschaft sollte dort kein Strom fließen.
Der Reparaturversuch, -Identifizierung von Übergangswiderständen im mOhm Bereich- wurde ohne Kelvinklemme durchgeführt und liefert dennoch das gleiche Ergebnis, wie mit den besagten Kelvinklemmen. Nachfolgend können die Bilder vom Testaufbau analysiert werden, um den Hintergrund für die Richtigkeit der Messanordnung nachvollziehen zu können. Ein Schaltbild dazu weiter unten. Das Verständnis für die Notwendigkeit von einer Kelvinklemme, kann also in Frage gestellt werden.
Wie immer, dauert eine Erkenntnis im Leben oft lang, viele Menschen hängen an einer Abhängigkeit dran.
Zur Messanordnung zunächst die Beschreibung. Mit dem Labornetzgerät, wurde eine Spannung (Niedervolt) am Spannungsfrei geschalteten Fahrzeug angelegt und zwar immer von der Masse des Fahrzeuges, zu einer Schraubverbindung eines Kabels mit Masse. Das kann eine Schraube oder auch eine Mutter sein, spielt im Grunde genommen keine Rolle.
Das Labornetzgerät liefert einen konstanten Strom von 1 A, den ich auch mit einem präzisen Messgerät auf 1000 mA eingestellt habe. Wenn ich nun mit handelsüblichen Klemmen, die Leitungen vom Messaufbau an die genannten Stellen vom Fahrzeug anbringe, dann kann ich exakt mit meinem Messgerät im 200mV Bereich den Widerstand einer Verbindung in mOhm prüfen.
Dazu genügt das Ablesen, ohne mit einem Taschenrechner die Werte umrechnen zu müssen, so wie ich es früher bei meiner Impulsbreitensteuerung, für die Hochstartwinde gemacht hatte. Das ist aber schon etwa 30 Jahre her. Ohne eine Konstantstromquelle genügt auch eine externe Autobatterie, die eine Glühbirne aus dem 12V Bereich durchfließen muss und genau das gleiche bewirkt. Nur müsste man dann halt rechnen.
Die Widerstände von Schraubverbindungen sollen nach Herstellerangaben wohl deutlich unter 100 mOhm liegen. Auf Videos bei YouTube lassen sich Werte von wenigen mOhm erkennen. Auch bei konventionellen Antrieben ist der Übergangswiderstand relevant, wenn der Drehstromgenerator die 12V Batterie nicht richtig laden kann. Denn bei hohen Strömen ist der Spannungsabfall dann groß. Beim Elektroauto versteht sich das wohl auch, zumal die Energie mit steigendem Strom, -beim gleichen Spannungsabfall- einer Schraubverbindung linear zunimmt.
Hochvolt-System-Messung mit Messaufbau zur Übergangswiderstandsmessung ohne Kelvinklemme
Hochvolt-System-Messung mit Digitalmessgerät - 200mV Messbereich ist für diesen Aufbau erforderlich
Hochvolt-System-Messung Labornetzteil als Konstantstromquelle für Messaufbau von Übergangswiderstand ohne Kelvinklemme
Hochvolt-System-Messung am Eisendraht mit Übergangswiderstandsmessung ohne Kelvinklemme
Für den Fall, dass sich jemand über den Aufbau, bei dieser Eisendrahtmessung zur Überprüfung vom Übergangswiderstand wundert, noch eine Erklärung dazu. Der Messspannungsabgriff für den 200mV Bereich des messenden Gerätes, wird in der Verlängerung des Drahtes nicht beeinflusst! Der Widerstand der Messleitungen des Gerätes und die Verlängerung am Draht spielen bezogen auf den Eingangswiderstand des Gerätes überhaupt keine Rolle. Im Zweifel kann dir das jede Fachkraft der Elektrotechnik bestätigen.
Hier noch der erwähnte Plan für die Beschaltung am Objekt. In diesem Fall wäre das eine Messung am Auto. Dabei spielt es keine Rolle, ob dies ein Elektrofahrzeug oder ein normales mit Verbrennungsmotor ist. Denn auch diese Fahrzeuge haben gerne einen unbrauchbaren Übergangswiderstand und wenn dieser an der Lichtmaschine ist, wird die Batterie nicht voll geladen.
Messanordnung für Übergangswiderstandsmessung ohne Benutzung einer Kelvinklemme
Dazu werden lediglich handelsübliche Klemmen verwendet. Diese werden an die Schrauben oder Muttern angeklemmt um mit der Konstantstromquelle einen Stromfluss zu bewirken, der von der einen Schraube zur anderen geht. An die Schraube selbst wird der jeweilige Kontakt mit der Messspitze vom Messgerät gelegt. Übergangswiderstände an der Messspitze, -etwa Schmutz- führen zu keiner Fehlmessung.