Bosch BMS

( Zusammenstellung versch. Beiträge aus dem Pedelec Forum. und der Telegram Grupppe: „Hardware Junkie“ . Dank der Initiative einzelner hier eine Zusammenfassung der Erkenntnisse:

Wichtige Hinweise:

• ! Ohne Gewähr! Auf eigene Verantwortung!)
• Warum Bosch diese Reparatur nicht anbietet:
  Ihr müsst diese Reparatur auf eigene Verantwortung durchführen, nur wenn Ihr Euch  der Risiken bewusst seit, welche damit verbunden sein können.
• ACHTUNG , ein tiefentladener AKku darf nicht mehr geladen und verwendet werden, die Zellen können auh später unkontrolliert warm werden und ein „Thermal Runaway“ ist die Folge! Akkubrand!

Eine gute Seite für Bosch Classic Probleme, auch Mechanisch gibt es hier: http://classic-help-desk.de/Home

Bosch Powertube: 95% nicht mehr zu retten !

Bosch Powerpack:

Hier geht eine BMS Reparatur teilw. noch. Folgende Symptome wurden in den Gruppen beschrieben

Hinweis zum BMS Handling:

• BMS Reset: (ca. 10 sek Knopf gedrückt halten)
  • Dabei wird der Akku nicht Resetet, lediglich nur Neugestartet…
    Fehlerspeicher,System Abschaltung Behebt diese Methode nicht… Bei Kritischen Fehlern Hilft da nur die IBD Software..
• Ansteckreihenfolge BMS:
  • beim Abklemmen: zuerst B+, dann Balancer Stecker (klein, dann groß), und dann B- (Masse)
  • Beim Anstecken:  Zuerst B-, dann B+, dann Balancer Stecker groß, dann klein. Sobald B- und B+ angeschlossen ist, sollte bei einem funktionierenden BMS 1..5. LED´s angehen und ca. 3 sek leuchten. Auch wenn schon kein Balancer angeschlossen ist.

Symptom: Akku tot (Schottky diode defekt?)

Symptom: Akku Absolut Tot. Keine Reaktion vom Ladegerät, Display oder Akku.Zellspannungen OK.
ist Original eine 40V 1A Diode.
(SMD/SMT 1 A 40 V Schottky Dioden & Gleichrichter | Mouser Deutschland)
So lange sie von der Baugröße aufs Board passt geht aber auch 2A.

Es geht auch (z.B. SS14 oder SR140). Ich habe mal eine SS16=SR160 erfolgreich verbaut.

Also kurz mal das Messgerät ausgepackt, +5V am Pin des Ladegerät vorhanden. Daher erst einmal als i.o. bewertet.
Dann alle Pins am Akku gemessen(400er), komplett Tot. Nach einer ersten Analyse ist/war auf der 5V Line der IC Spannungsversorgung ein Kurzschluss festzustellen.
Daher kein Wunder das sich auf dem Board gar nichts mehr tut.
Nach der Fehlersuche mit Kältespray konnte ich den Übeltäter sehr schnell ausfindig machen. Eine 40V Schottky Diode der Spannungsversorgung. 0 Ohm in beide Richtungen.
Nach entfernen der Diode und direkter Einspeisung mit einem Labornetzteil erwachte alles wieder zum Leben.

Im übrigen ist es dem BMS völlig egal gewesen das der Akku getrennt war. Die meisten Chips sind Standard Komponenten, CAN Controller, Mosfets, Regler etc.

Die Diode ist mit 350mA angegeben, unklar ob sie sich Thermisch verabschiedet hat oder einfach keine Lust mehr hatte.  ggf. 500mA oder 1A versuchen.

Nach dem Tausch der Diode bleiben oft Fehler im Speicher diese lassen sich nur durch die Bosch Diagnose Software löschen!

Weiterer Erfahrungsbericht: Nach Austausch der Schottky DIode lässt sich der Akku wieder laden, das Intuvia hat die Kilometeranzeige erst aktiviert nachdem ich im eingebauten Zustand die Reset Taste am Akku betätigt habe.
Esrt nachdem ich eine Runde mit aktiviertem Akku gefahren bin erkennt auch das Intuvia den Akku wieder automatisch. Derzeit funktioniert alles wieder normal.
Zur Durchführung der Reparatur:

Die Schottky Diode und auch oft  Der Spannungswandler verreckt auf verschiedene Arten….

• Entweder er steigt einfach so aus…
• Oder er lässt eine höhere Spannung durch, im schlimmsten Fall die volle Akkuspannung.

Wenn der Canbus warm wird hat er einen Weg, weil mit zu viel Spannung gefüttert. Natürlich entlädt sich der Akku weil der Strom dann in Wärme umgesetzt wird.

ACHTUNG , ein tiefentladener AKku darf nicht mehr geladen und verwendet werden, die Zellen können auch später unkontrolliert warm werden und ein „Thermal Runaway“ ist die Folge! Akkubrand!

Symptom: Akku ED´s OK, Lädt. Aber: Der Akku wurde der Akku vom Bosch Intuvia nicht erkannt.

Am Display blinkt immer nur die Anzeige mit dem Akku Symbol.-
3 LEDs Dauerlicht bei angeschlossenem Ladegerät : Abhilfe gab es durch kurzzeitiges entfernen der beiden Balancer-Anschlüsse auf der BMS-Platine. (Die beiden kleinen weißen Stecker) Achtung: Die Stecker haben eine kleine mechanische Verriegelung, die man vorm abziehen drücken muss.
Danach Ladegerät anschliessen, und…. Tata!!
Sollte es jetzt immer noch nicht klappen, bitte die einzelnen Zellenbänke auf gleiche Spannungslage kontrollieren. Bei Bedarf anpassen. Danach nochmal Balancer-Anschlüsse ab und wieder an.
Wenn es jetzt immer noch nicht geht, ist evtl. der CAN Bus Treiber (siehe unten, 9)) defekt.

Aufbau BMS Bosch Powerpack Allgemein:

Beginnen wir einmal bei der Platine selbst – die scheint eine 4 Layer Leiterplatte zu sein. Man erkennt das, wenn man die Platine ins Licht hält und neben den Balanceranschlüssen weitere Leiterbahnen als die auf der Oberfläche sieht. Das macht ein verfolgen von Leiterbahnen recht schwierig bis unmöglich.

Es wurde schon gesagt, dass die Platine aus mehr oder weniger Standardbauteilen besteht – ich konnte bis auf zwei identifizieren:

1: Mosfet 034N06N (https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BSC034N06NS-DS-v02_00-en.pdf?fileId=db3a304342371bb001424c65286a70be)
Diese dienen zur Freischaltung der Ausgangsspannung sowie eventuell Abschaltung bei Unterspannung oder Fehlerfall. Das hab ich noch nicht genauer untersucht. Was auffällt ist, dass die Trennung hier im + Zweig gemacht wird. Bei 99% aller BMS wird das im – Zweig gemacht.

2: 2 Fach Mosfet FDS9958 (http://www.mouser.com/ds/2/149/FDS9958-1008467.pdf). Die beiden Mosfets sind parallel geschaltet. Diese schalten die 3 parallelen MELF Widerstände zwischen aktivierter Batteriespannung + gegen (muss man noch schauen). Wenn das gegen Masse geht, dann dienen die eventuell zur Entladung des Akkus. Man liest immer wieder nach einem „deaktivieren“ des Akkus, dass dieser komplett entleert werden soll. Wenn Pins 5 und 7 des Chips auf Masse gehen, ist das ziemlich sicher diese Funktion. Diese würde sich durch entfernen des ICs wahrscheinlich deaktivieren.

3. Stepdown Converter TPS57160 (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps57160-q1.pdf). Dieser Chip steuert die Spannungswandlung von einer hohen Spannung (Batterie) auf eine niedere. Da mein BMS kaputt ist, kann ich das nur anhand der Bauteile und dem Datenblatt ermitteln und kam auf eine Ausgangsspannung von 5,8V. Diese wird über einen Schaltvorgang mit Hilfe einer Diode (das ist die, die der Threadstarter als defekt erkannte) und einer Spule (blaues Bauteil mit 101 drauf) erreicht.
Beim Troubleshooting fiel hier auf, dass dieser nicht funktionierte und einen Kurzschluss des 5V Rails bewirkte. Das kann natürlich auch über die Diode erreicht werden – werde ich noch checken. Was auch eigenartig war, ist dass Pin 3 (im Bild oben mitte) auf GND lag. Dieser sollte bei normaler Funktion um die 3V herum haben. Er ist der Enable Pin des Converters. Laut Datenblatt kann der zum aktivieren auch in der Luft hängen. Machte man das, nahm der Wandler IC 1mA mehr auf, funktionierte dennoch nicht.

4. Die NR. 4 ist der 3V Wandler für die MCU   MCU – LP2985
Diese hat oft auch ein Kurzschluss.  Aufschrift (LORA).  Auf jeden Fall hängt es mit 2 Pins an der nahe 5V Spannung vom Stepdown Converter.

5. OPV LMV772 (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmv772.pdf) Der OPV dient zur Aufbereitung des Spannungsabfalls des Stromshunts, der zwischen den beiden schwarzen Leitungen (Akku und Anschluss -) hängt.

6. Ebenfalls undefinierbares Bauteil

7. Singe FlipFlop 74LVC1G74 (https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/74LVC1G74.pdf)

8. Haupt MCU MPC5602D (https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MPC5602D.pdf). Wieso es einen extra CAN IC gibt, weis kein Mensch, da der MPC selbst ein CAN Interface hat.

9. CAN Transceiver TLE6251-2G (https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-TLE6251-2G-DS-v01_23-EN.pdf?fileId=5546d4625996c0c30159a766fb9977b8) Ist alleine für die Pegel- und Protokollwandlung von CAN auf etwas UART mäßiges. UART ist die 0-5V Variante von RS232.

10. BMS IC ISL94212 (https://www.renesas.com/us/en/www/doc/datasheet/isl94212.pdf) Einer der vielen all inclusive BMS Chips eben. Kommuniziert über SPI mit der MCU.

Man liest öfters, dass man das BMS resetten kann, indem man den EEPROM tauscht. 1. ist kein dezidierter EEPROM auf der Platine und auch nach dem Tausch wird ein leerer Speicherchip nicht viel bringen. Die MCU besitzt einen Data Flash, der wahrscheinlich für so manche Dinge verwendet wird.

Ob das BMS umbrauchbar wird, wenn der Akku abgeklemmt wird, lasst sich nicht gleich beantworten. Grundsätzlich lässt sich jede Zellenspannung über den BMS Chip auslesen und darauf reagieren. Würde man die Spannung komplett entfernen und wieder anschließen, würde die MCU neu starten. Sicher lassen sich die Anzahl der Reboots mit aufzeichnen, dabei dürfte die MCU aber nie im normalen Betrieb über die gesamte Lebensdauer des Akkupacks neustarten (weil sie sich aufgehängt hat oder ähnliches). Also eher unwahrscheinlich, dass das so gemacht wird. Eine andere Möglichkeit fällt mir nicht ein, das zu machen.

Was aber sein kann ist, dass wenn die Hauptspannung (rotes Kabel) vor den Balancesteckern gelöst wird, einfach der BMS Chip stirbt und das mit einem nicht-funktionieren des BMS verglichen wird.

Kurz um: den Akku mit einem BMS zu versehen ist das kleinste Problem. Mehr aber alles, was mit CAN zu tun hat.

Somit macht es Sinn, die vorhandenen BMS Platinen zu reparieren und einmal den Spannungswandler und seine umliegenden Komponenten näher ins Visier zu nehmen.

Als weiteren Schritt kann man einschlagen, sich mit dem CAN Bus zu beschäftigen. Hierzu braucht man einmal ein funktionierendes System (das hab ich nicht) und die entsprechende Hardware, um den CAN Bus auszulesen und zu speichern.

Was man hier wieder liest ist, dass es eine Startsequenz geben soll, was auch mit Dongeln beschrieben wird. Dabei soll der Motor (oder Radcomputer) ein paar Bits an das BMS schicken, dieses generiert eine andere Bitfolge, die dann an das Rad zurückgeschickt wird. Dieses vergleicht den empfangenen Code mit einem selbst errechneten und entscheidet, ob der Akku ein original BOSCH ist oder nicht (und schaltet den Motor frei oder nicht).

Zweites ist die normale Kommunikation zwischen Rad und Akku.

MELF Widerstände:

Das sind drei parallel geschaltete Minimelf mit je 100 Ohm. Beim Einschalten des Systems werden die kurz auf den Ausgang geschaltet. Erst wenn dann der Strom zwischen ca. 200 und 500 mA beträgt, werden die Highside N-Kanal MOS -Fets durchgeschaltet.

Genauer gesagt die +36 Volt werden über diese MELF Widerstände auf den Ausgang geschaltet.

Wasserschaden: Kondensator:

Der Kondensator hat die Leiterplatte verbrannt und ein großes Loch gemacht. Ich glaube, die Unterschichten sind beschädigt. Es war ein Wasserkurzschluss.

Akku LEDs leuchten, aber: Tot im Bike:

Den Akku habe ich kurz einschaltet um den Ladezustand zu kontrollieren, es leuchteten alle fünf LED. Den Akku hab ich dann ins Rad eingesetzt und am Purion die Power Taste gedrückt – nichts passiert.
Hab dann den Akku wieder rausgenommen und an Power Taste eingeschaltet – nichts – keine LED am leuchten. Nochmals ins Rad eingesetzt – keine Funktion.
Auch das längere betätigen (10 Sek.) am Powerknopf führten zu keinem anderen Ergebnis, auch den Akku ans Ladegerät angeschlossen nicht. Der macht nix mehr.

Der DC-Wandler auf der BMS Platine hat sich verabschiedet. Leider in letzter Zeit bei den Bosch Akkus häufig. Da hilft nur ein (Garantie?)-tausch des Akkus.

MCU Test:

Leg hier einfach 3V an wird die MCU Warm ist sie Defekt wenn nicht ist sie OK

Symptom: AKku tiefentladen, beim Laden wird ein BMS Bauteil (Quartz) warm:

Das ist das Quarz vom Mcu

Den Canbus würde ich auch mit tauschen, der hat oft auch einen Weg.