Bauteile des Ladesystems
Servicearbeiten am Ladesystem
Hier finden Sie nützliches Wissen und wertvolle Tipps rund um das Thema Servicearbeiten am Ladesystem beispielhaft an einem mit Eco Start-Stopp DRIVe ausgestattetem Volvo V60.
Zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionswerte werden automatisch arbeitende Systeme, wie zum Beispiel die Start-Stopp-Automatik, eingebaut. Je nach Fahrzeughersteller gibt es unterschiedliche Ausführungen und Anforderungen. Aus diesem Grund werden hocheffiziente Generatoren mit Freilauf-Riemenscheibe und Starter mit verstärktem Aufbau für häufige Startvorgänge verbaut. Nur wenn alle Komponenten der Start- und Ladesystems einwandfrei funktionieren ist die Funktion der Start-Stopp-Automatik gewährleistet.
Wichtiger Sicherheitshinweis
Die nachfolgenden technischen Informationen und Tipps für die Praxis wurden von HELLA erstellt, um Kfz-Werkstätten in ihrer Arbeit professionell zu unterstützen. Die hier auf dieser Webseite bereitgestellten Informationen sollen nur von einschlägig ausgebildeten Fachpersonal genutzt werden.
INHALTSVERZEICHNIS
Bauteile des Ladesystems: Überblick
AGM- Batterie mit Batteriesensor
Die Abkürzung AGM steht für Absorbent Glass Mat (AGM) und bedeutet, dass bei diesen Batterien der Elektrolyt in einem Vlies aus Glasfaser gebunden ist. AGM Batterien sichern eine höhere Start- und Versorgungssicherheit, sind auslaufsicher und wurden speziell für Fahrzeuge mit Start-Stopp Systemen entwickelt.
Ein zusätzlich auf dem Minuspol der Batterie befestigter intelligenter Batterie-Sensor überwacht den Batteriezustand. Die Messwerte werden über die serielle LIN-Kommunikationsschnittstelle an ein übergeordnetes Steuergerät weitergeleitet.
Sekundärbatterie
Zusätzlich ist in diesem Fahrzeug noch eine zweite sogenannte Sekundärbatterie verbaut. Sekundärbatterien, auch als Puffer- oder BackUp- Batterien bezeichnet, unterstützen das Bordnetz bei ausgeschaltetem Motor. Die Zusatzversorgung wird über ein Batteriesteuergerät geregelt und verhindert gleichzeitig, dass sich die Batterien gegenseitig entladen.
Generator mit Freilaufriemenscheibe
Der Generator versorgt bei laufendem Motor die Stromverbraucher mit Strom und hält die Batterieladung aufrecht. Die Leistung des Generators ist von der Motordrehzahl abhängig. Die maximale Generatorleistung wird erst oberhalb von 2000 U/min erzeugt. Im Generator ist ein Laderegler verbaut, der auch als Steuergerät der Lichtmaschine bezeichnet wird. Der Laderegler ist über eine LIN-Schnittstelle mit dem Motorsteuergerät verbunden. Durch den Anbau einer Freilaufriemenscheibe wird nur die Antriebskraft einer Drehrichtung auf den Generator übertragen und verringert somit Reibung und Verschleiß.
Motorsteuergerät
Bei diesem System erfolgt eine intelligente Steuerung des Ladesystems über das Motorsteuergerät (ECM). Vom zentralen Elektronikmodul (CEM) wird eine Anforderung über die gewünschte Ladespannung für die Hauptbatterie an das Motorsteuergerät und von dort weiter an den Generatorregler gesendet. Die Ladekontrollleuchte im Kombiinstrument wird über das CAN-Netz gesteuert. Gleichzeitig übernimmt das Motorsteuergerät das Zuschalten der Sekundärbatterie über ein Relais für den Ladevorgang. Die Ladedauer der Sekundärbatterie wird vom zentralen Elektronikmodul errechnet und an das Motorsteuergerät weitergeleitet.
Starter
Der Starter, auch Anlasser genannt, wird zum Starten des Verbrennungsmotors benötigt. Starter sind Elektromotoren die beim Startvorgang kurzzeitig über einen Zahnkranz mit dem Motor in Verbindung gebracht werden und diesen auf die gewünschte Startdrehzahl bringen. Je nach Auslegung kann die Stromaufnahme des Starters dabei weit über hundert Ampere betragen. Durch Verstärkung einzelner Bauteile ist der Starter auf eine erhöhte Anzahl von Startzyklen über gesamte Lebensdauer ausgelegt
Servicearbeiten am Ladesystem: Anleitung
Bevor mit der Generatorprüfung begonnen wird, sollten zuerst die Batterien geprüft werden. Eine einfache Prüfung des Ladezustandes kann mit einem handelsüblichen Voltmeter durchgeführt werden. Die Ruhespannung der Batterie kann durch eine Spannungsmessung direkt an den Batteriepolen durchgeführt werden. Dazu müssen aber alle elektrischen Verbraucher im Fahrzeug vorher ausgeschaltet werden. Eine gute Batterie sollte hier einen Spannungswert von 12,4 bis 13,2 Volt aufweisen.
Liegt der Messwert unter 12,4 Volt sollte die Batterie geladen und anschließend erneut geprüft werden. Für den Fall, dass nach dem Laden das Ergebnis immer noch negativ ist, sollte die Batterie mit einem Batterietester geprüft und falls erforderlich ersetzt werden.
HINWEIS
Vor der eigentlichen Fehlersuche oder Diagnose sollte eine kurze Sichtprüfung der Komponenten und Peripherie der Start / Ladeanlage im Motorraum durchgeführt werden.
Die nachfolgenden Informationen und Servicearbeiten werden beispielhaft an einem mit Eco Start-Stopp DRIVe ausgestattetem Volvo V60 dargestellt, können aber auch auf andere Fahrzeugmodelle mit baugleichen Systemen angewandt werden.
Prüfung mit einem Batterietester
BPC-Tool Testergebnis der Hauptbatterie
Um den Gesamtzustand einer Batterie besser beurteilen zu können, empfiehlt es sich, die Batterie mit einem geeigneten Batterietester, zum Beispiel mit dem BPC-TOOL, zu prüfen. Hier kann nach kurzer Zeit eine Aussage über den Ladezustand (SOC= State of Charge) und den Gesundheitszustand (SOH=State of Health) der Batterie abgerufen werden. Sind wie in unserem Beispiel beide Batterien in Ordnung, kann mit der Generatorprüfung begonnen werden.
Generatorprüfung
Momentaufnahme des LIN-Signals der Ampereleistung und der Generatorspannung mit dem Oszilloskop
Zuerst den Riementrieb und die elektrischen Anschlüsse auf Zustand und Funktion überprüfen.
Anschließend die Spannungsversorgung des Generators überprüfen. Dazu ein geeignetes Messgerät mit der Generator-Klemme B+ und der Gehäusemasse am Generator verbinden. Das Messergebnis sollte gleich der Batteriespannung sein. Als Sollwert gilt hier die Batteriespannung mit einer maximalen Abweichung von < 0,5 Volt. Ist die Spannungsdifferenz größer muss die Verkabelung auf Schwachstellen wie Unterbrechungen oder Übergangswiderstände überprüft werden.
Generator Ladespannung und Ladestrom prüfen
Zur Messung der Generatorleistung verwenden Sie ein geeignetes Messgerät und gehen Sie folgt vor:
- Die Strommesszange möglichst nahe am Generatoranschluss B+ anschließen
- Das Voltmeter mit der roten Klemme (+) an die Generatorklemme B+ und die schwarze Klemme (-) an Generatormasse anklemmen
- Den Motor starten und im Leerlauf laufen lassen
- Anschließend das Bordnetz durch Einschalten einiger elektrischer Verbraucher mit ca. 40 Ampere belasten. Das kann zum Beispiel durch das Einschalten von Abblendlicht, Innenraumgebläse, Klimaanlage und der heizbaren Heckscheibe erreicht werden
- Motordrehzahl auf ca. 2000-2500 U/Min. erhöhen und die Messergebnisse ablesen
Die Regelspannung darf dabei nicht mehr als 0,5 V unter den Sollwert (13,7 bis 15,0 Volt) absinken und die Ampereleistung sollte über der Gesamtstromaufnahme aller eingeschalteten Verbraucher liegen.
HINWEIS
Bitte beachten Sie bei allen Prüfungen an der Start- und Ladeanlage die jeweiligen Wartungs- und Reparaturhinweise des jeweiligen Fahrzeugherstellers!
Prüfung mit dem Diagnosegerät / Steuergerätediagnose
Parameter Darstellung im Diagnosegerät
Bei modernen Fahrzeugen mit Batterie-Management-Systemen können je nach Fahrzeughersteller und System unterschiedliche Funktionen zur Prüfung im Fahrzeug abgerufen werden. In unserem Bespielfahrzeug werden auftretende Fehler im Ladesystem in dem Motorsteuergerät und im zentralen Elektronikmodul erfasst und im Fehlerspeicher abgelegt. Die Diagnose des Generators kann sowohl über das Motorsteuergerät als auch über das zentrale Elektronikmodul erfolgen.
Zusätzlich stellen viele Fahrzeugsysteme für eine schnelle Diagnose digitale Messwerte in Form von Parametern zur Verfügung. Parameter zeigen den aktuellen Zustand bzw. Soll-und Ist-Werte des Bauteils an. Hier können zum Beispiel Informationen zum IBS Sensor und zum Ladezustand der Batterie abgerufen werden.
HINWEIS
Die unterschiedlichen Diagnosemöglichkeiten wurden beispielhaft anhand des Diagnosegerätes dargestellt. Die jeweilige Prüftiefe und Funktionsvielfalt kann je nach Fahrzeughersteller unterschiedlich ausgelegt sein und ist abhängig von der jeweiligen Systemkonfiguration des Steuergerätes.
Ladesystem prüfen: Video
In diesem Video zeigen wir Ihnen die Sichtprüfung vor der Diagnose, Prüfung der Batterien, die Generatorprüfung und wie Sie eine Prüfung mit dem Diagnosegerät durchführen.
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