Hochvolt-System - Übergangswiderstand - Störungsbeseitigung
⚠️ 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!
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.
Vorbereitungen & Sicherheitsanalyse
Vor dem Eingriff habe ich meiner Tochter die grundlegenden Risiken von Hochvolt-Gleichstrom erläutert – unterstützt durch eine von Hand gezeichnete Komponentenskizze. 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.
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.
Messung ohne Kelvinklemme
Der Reparaturversuch wird ohne Kelvinklemme durchgeführt und liefert dennoch das gleiche Ergebnis, wie mit Kelvinklemmen. Nachfolgend können die Bilder vom Testaufbau analysiert werden, um den Hintergrund für die Richtigkeit der Messanordnung nachvollziehen zu können. Ein Schaltbild dazu erfolgt noch, so dass ein Verständnis für die Notwendigkeit von einer Kelvinklemme in Frage gestellt werden kann.
Wie immer, dauert eine Erkenntnis im Leben oft lang, viele Menschen hängen an einer Abhängigkeit dran.
Zur Messanordnung zunächst die Beschreibung. Ich werde mit dem Labornetzgerät eine Spannung, (Niedervolt) am Spannungsfrei geschalteten Fahrzeug anlegen und zwar immer von der Masse des Fahrzeuges, zu einer Schraubverbindung. 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 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 müsst 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 Konatkt mit der Messpitze vom Messgerät gelegt. Übergangswiderstände an der Messspitze, -etwa Schmutz- führen zu keiner Fehlmessung.
Fehlerbeseitigung durch Lösen und Festziehen fehlgeschlagen
Wir haben mehrere Masseverbindungen leicht gelöst und wieder festgezogen, um etwaige Korrosion durch Kontaktreibung zu mildern. An der vermutlichen Problemstelle – nahe dem rechten Hinterrad unter einer Abdeckung – befindet sich eine 13er-Mutter mit einem dicken Kabel zur Karosserie.
Wassernebel vom Rad könnte diesen Bereich erreicht haben. Nach der Bearbeitung gab es keine erneute Fehlermeldung – auch nicht bei Probefahrten mit allen Fahrmodi.
Zusätzlich haben wir über den Kofferraum Zugriff auf die Steuerung des Elektromotors erhalten. Die Demontage der Kunststoffabdeckung war ohne Schaden möglich. Darunter fanden wir eine identische Masseverbindung, diesmal geschützt und ebenfalls mit einer 13er-Mutter befestigt – auch diese wurde neu fixiert.
Ein letzter Hinweis: Die rot gekapselten Komponenten wurden nicht berührt – das wäre lebensgefährlich. Die beschriebenen Arbeiten wurden mit Vorsicht und technischem Verständnis durchgeführt. Seitdem gab es keine weiteren Störmeldungen.
Hochvoltsystem - Besonderheiten - Erfahrungsbericht
Als Fahrer eines BMW mit Hochvoltsystem bin ich über die Jahre auf einige Besonderheiten gestoßen, die im Alltag selten sichtbar werden. Dieser Erfahrungsbericht richtet sich an diejenigen, die mehr wollen als Herstellerangaben – nämlich reale Beobachtungen, kleine Schwachstellen und ehrliche Einschätzungen. Kein technischer Overkill, sondern das, was man als Nutzer sieht, spürt und im besten Fall lösen kann.
Ich hatte zunächst erfolgreich den Fehler vom Hochvolt-System am BMW 225xe beseitigt. Dieser ist nach mehreren Fahrten nicht wieder aufgetaucht. Wir hatten schon Tag der vermutlichen Fehlerbeseitigung mehrere Testfahrten gemacht und alle Fahrprogramme durch gescheckt. Die Hoffnung auf eine erfolgreiche Störungsbeseitigung durfte eine Weile anhalten.
Beim Wechsel der Fahrprogramme oder auch den Übergang von Motorbetrieb zu elektrischem Antrieb bei dem BMW Plug-in Hybrid (F45 - 225xe) kam es davor zu den Fehlermeldungen. Demnach wäre der Service Partner aufzusuchen. Die Fehlermeldung im Display: Um Folgeschäden zu vermeiden, vom Servicepartner prüfen lassen!
Nach dem folgenden Prozedere konnten wir diesen Zustand, vorerst nicht mehr reproduzieren.
Fazit der Reparatur
Nach mehreren Fahrzyklen und Rücksprache mit meinem Schwiegersohn hat sich die Maßnahme zur Masseverbindung als wirksam erwiesen. Seit dem Eingriff ist die Fehlermeldung beim BMW 225xe nicht erneut aufgetreten. Die Fahrprogramme wurden durchlaufen – das System zeigt sich stabil.
📅 Der Fehler blieb vorerst aus – das Ergebnis scheint nachhaltig und gibt Anlass zur vorsichtigen Zuversicht.
Nachdem der Fehler nach einem kühlen Regentag wieder auftrat, hatten wir eine weitere Aktion durchgeführt. Dazu haben wir die Verkleidungen zur Autobatterie (12V) im Motorraum freigelegt und auch alle weiteren Anschlüsse zur Masse im Motorraum kontrolliert und nachgezogen. Leider hatte auch diese Aktion nichts neues gebracht.
📅 Der Fehler erschien das erste mal wieder auf der Fahrt nach Hause. Es hatte geregnet und jetzt brauche ich noch einen neuen Anlauf, für eine hoffentlich dauerhafte Fehlerbeseitigung. So kann es ja nicht bleiben und die dafür bereits investierte Zeit, wäre dann ja verloren.
Der folgende Reparaturversuch wird ohne Kelvinklemme, dass gleiche Ergebnis bei Messungen bringen, wie sie auch die Werkstatt nicht besser hinbekommen kann. Am Freitag den 11.07.2025 werde ich diese versuchen umzusetzen. Ein Update wird anschließend und vermutlich abschließend diesen Reparaturversuch beenden. Dann müssten wir uns an die Werkstatt wenden, sollten wir damit nicht weiterkommen.