W okolicach lata 2021 dostałem do naprawy hulajnogę elektryczną marki Fiat 500, model F85W. Początkowa usterka wydawała się być łatwa do rozwiązania, ale po naprawie hulajnoga wróciła ponownie i wtedy rozpętało się p…oważne naprawianie. W tym wpisie przedstawię dokładny opis naprawy usterki – może się komuś przyda. Zanim jednak to zrobię, przybliżę temat budowy tego jednośladu.
Jak zbudowana jest hulajnoga elektryczna?
_____________________________________________
Na budowę hulajnogi elektrycznej składa się kilka bloków:
- silnik wraz z *czujnikami halla
- sterownik
- bateria (**BMS) wraz z ogniwami złożonymi w pakiet
- oświetlenie
- wyświetlacz
- manetka
* Czujnik halla – nazywany również hallotronem. Jest to czujnik, który reaguje na pole magnetyczne. W kolejnych wpisach opiszę w sposób szczegółowy sposób działania oraz diagnozowania tego typu czujników.
** BMS – Battery Management System, to moduł elektroniczny dodawany do pakietu ogniw. Ma za zadanie zabezpieczyć ogniwa oraz elektronikę, która korzysta z zasilania samej baterii. Zarządza pobieranym prądem, prądem ładowania, ładowaniem/rozładowywaniem sekcji w ogniwie czy temperaturą pakietu. Więcej o BMS-ach napiszę w kolejnych wpisach poświęconych pojazdom elektrycznym.
Pierwsza udana naprawa
_____________________________________________
Pierwsza usterka, z którą trafiła do mnie hulajnoga był brak reakcji na dodawanie gazu na manetce. Właściwie to podczas dodawania gazu koło lekko drgało, zatrzymując się po chwili. Rozebrałem więc przednie koło, w którym znajduje się silnik:
Silnik od strony czujników halla. 
Silnik od przeciwnej strony niż czujniki halla.
Okazało się, że kabel od jednego z czujników był ledwo przylutowany, a wszystkie łączenia na płytce były już dość sfatygowane. Poprawiłem więc wszystkie połączenia na płytce, przetestowałem działanie i oddałem hulajnogę jako sprawną.
Kaskada uszkodzeń – czyli ponowna usterka hulajnogi
________________________________________________________
Po ponownym otrzymaniu hulajnogi okazało się, że znowu „nie jedzie”, ale objaw był nieco inny. Tym razem podczas dodawania gazu na manetce nie było absolutnie żadnej reakcji. Od czego więc warto zacząć naprawę?
Musiałem dostać się do sterownika, który znajduje się pod podestem hulajnogi. Niestety, śrubki znajdują się pod warstwą antypoślizgowego materiału, którego nie idzie zedrzeć, więc aby dostać się do śrubek trzeba wyciąć otworki w macie w miejscu, w którym umiejscowione są śrubki.
Po otwarciu pokrywy udało mi się dostać do sterownika i baterii.
Uszkodzony sterownik, którego nie można kupić ani zamienić
_____
Sterownik okazał się być uszkodzonym. Dokładnie, to uszkodzeniu uległy dwa z 6 tranzystorów MOSFET o nazwie 086RONT. Postanowiłem wymienić je na inne MOSFETY o podobnych parametrach. Złożyłem hulajnogę i okazało się, że dalej nie działa. Rozebrałem więc ją ponownie i jeszcze raz obejrzałem płytkę lokalizując przy okazji kolejne uszkodzenie. Driver MOSFETów FD2103S.
Niewiarygodne, uszkodziłem BMS w baterii?
_____
Złożyłem hulajnogę, włączyłem, dodałem gazu i… wszystko zgasło. Hulajnoga przestała się włączać całkowicie. Pomyślałem, że może BMS odłączył baterię i nie podaje napięcia? Zmierzyłem multimetrem – napięcie na baterii jest. Spędziłem dużo czasu na próbach obudzenia baterii, pomiarach. A jednak hulajnoga nie chciała zadziałać. Nie ukrywam, że było to bardzo frustrujące, bo co innego nie naprawić i oddać w stanie zepsucia jak się przyjęło, a co innego zepsuć bardziej.
Zrezygnowany postanowiłem podłączyć hulajnogę do mojego zasilacza 30V wpiętego szeregowo z akumulatorem 12V, co dało mi idealne 42V do zasilenia hulajnogi. No i hulajka ożyła!
Tak więc coś było nie tak z samą baterią. Rozebrałem ją i po wielu pomiarach, które do łatwych nie należały, gdyż…
Naprawa BMS w baterii
To jest w ogóle dość trudny temat. Bateria składa się np. z 30 ogniw, z których każde ma wydajność prądową kilku amperów. Podczas zwarcia takiego ogniwa, może się ono dosłownie zapalić. A co dopiero zwarcie głównego wyjścia całego pakietu. To z tego powodu uszkodzonych BMS-ów się nie naprawia z zasady, gdyż jest to niebezpieczne. Poniżej wstawiam film przedstawiający zapłon baterii skutera elektrycznego w windzie.
W BMS-ie uszkodzeniu uległ bezpiecznik szybkozwłoczny 30A w technologii SMD. Niewiarygodne – tak mały element pracuje na takiej wydajności prądu. Postanowiłem go wylutować, a zamiast niego dorobiłem bezpiecznik samochodowy z gniazdem:
Warto się zatrzymać i pomyśleć chwilę
_____
Przecież ten bezpiecznik nie uszkodził się od tak po prostu sam z siebie. BMS zadziałał jako całość zgodnie z planem, aby szkody nie były większe. Po dorobieniu bezpiecznika, wróciłem do samej hulajnogi odstawiając sprawną baterię do czasu znalezienia przyczyny przepalenia się bezpiecznika. Postanowiłem operować na moim zestawie zasilacza ustawionego na napięcie 30V połączonego szeregowo z akumulatorem 12V. No i przypadkiem znalazłem przyczynę wszystkich problemów z tym modelem hulajnogi.
Główna przyczyna usterek w hulajnodze Fiat 500
_____
Zdjęcia powyżej przedstawiają wadliwe złącze sterownik -> silnik. Od płynących prądów i tym samym nagrzewania się, stopieniu uległa izolacja. Właśnie to powodowało zwarcia sterownika i tym samym jego usterki. Finalnie uszkodziła się również bateria (BMS dokładniej). Złącze zostało poprawione, hulajnoga złożona.
Następnego dnia tuż przed odwiezieniem sprzętu postanowiłem jeszcze „karnąć się”. Wcześniej wykonywałem testy w pokoju – czy koło się kręci, czy ma siłę i wszystko było okej.
Jakież było moje zdziwienie i frustracja, gdy podczas testu okazało się, że Fiacik owszem – jedzie, ale ma 1/3 swojej siły i szarpie jak tarpan. Więc znowu hulajka na serwis. Szukanie przyczyny – przecież wszystko powinno działać.
Ostatnia bitwa
_____
Jedyne czego jeszcze mogłem się uchwycić, to to, że w torze sterowania 2 z 6 tranzystorów MOSFET były inne. Miały nieco inne parametry prądowe, napięciowe i inną rezystancję Rds. Wylutowałem wszystkie 6 tranzystorów i wlutowałem cały komplet 6 tranzystorów z uszkodzonego sterownika Xiaomi M365. No i zadziałało z pełną mocą!
Wymiana tranzystorów MOSFET
Trójfazowy silnik BLDC w hulajnodze jest sterowany 3 parami tranzystorów. Każda z tych par podczas pracy obraca silnik o pewien kąt. Jeśli synchronizacja kątów nie będzie prawidłowa, to moc silnika znacząco spadnie – to ma miejsce wówczas, gdy jedna z faz (2 tranzystory, jedna para) ma inne parametry. I tak było w moim przypadku.
Hulajnoga oddana, sprawna. Już do mnie nie wróciła.