Ein Blick ins Wartungshandbuch verrät uns einiges über die Batterie und deren Steuergerät - es ist der gesamte Stromkreis des Hybridsystems abgebildet.
3 Temperatursensoren und ein Lufttemperatursensor werden benutzt, um einen Kühllüfter anzusteuern und 3 Relais um die Batterie an- bzw. abzuschalten - sie wird beidseitig vom Inverter getrennt wenn nötig. Nur der Betriebsmodus über den "Hauptsystemwiderstand" (3. Relais) bereitet mir Kopfzerbrechen - wofür ist der gut? Systemtest?
Eine Sicherungseinheit in der Batterie deutet an, das jedes Modul einzeln abgesichert ist, ein Wartungsstecker unterbricht ziemlich in der Mitte der Zellen die Stromzufuhr wenn er abgezogen wird. Man erwartet also anscheinend von den Werkstatttechnikern, das sie auch Reparaturen innerhalb des Batteriegehäuses vornehmen, sonst würde man das ja nicht so detailiert darstellen.
Das Steuergerät hat 15 Anschlüsse die an jeweils 2 in Reihe geschaltete Module an beiden Seiten gehen und kann damit beim Laden und Entladen deren Spannung überwachen.
Soviel hat die Konkurrenz durch Auseinandernehmen nun zwischenzeitlich sicher auch schon herausgefunden
Höchstwahrscheinlich werden Module die bereits geladen bzw. entladen sind durch die ECU überbrückt, so daß diese nicht überladen oder tiefentladen werden.
Eine Technik nicht unüblich auch im Modellbau (auf Zellenebene) empfohlen.
Hier reizt man das aus bis zum Limit - 12 Zellen in Reihe zu laden/entladen ist schon ziemlich viel, vor allem bei den Strömen.
Besser aber noch viel teurer wäre es, dies wirklich für jede einzelne Zelle zu tun.
Spannend ist vor allem der Entladefall. Während beim Laden eine einfache Spannungsbegrenzungsschaltung den Strom des überladenenen Moduls über einen parallelen Pfad leiten könnte, müßte beim Entladen das Steuergerät das entladene Modul durch einen parallel eingespeisten Strom unterstützen (käme dann wohl via Schaltwandler aus dem 12V-Bordnetz).
Theoretisch wäre es natürlich einfacher den Strom abzuschalten, damit würden sich aber mit der Zeit immer größere Unterschiede zwischen den Zellenpaketen einstellen, man kann also davon ausgehen, das die ECU tatsächlich oben beschriebene Dinge für jedes einzelne Modul tut, zumindest für den Ladefall.
Rein elektronisch kein einfaches Problem: Immerhin differieren die Anschlüsse zwischen 0 V und mind. 230 V Potential. Jedes Modul müßte also einen eigenen 2polig "freischwebenden" Schaltreglerausgang (Spannungs- und Stromgesteuert) haben, der sowohl Strom abziehen als auch Strom einspeisen kann.
Jedes Modul braucht ca. 12-18 Volt und das bei Strömen von 100-200 A ! Das wären dann pro Modul bis zu 3.6 kW Transferleistung. Ausgeschlossen das dieses winzige Steuergerät in der Batterie dies leisten kann.
Die Vermutung liegt nahe, das sobald eine Tiefentladung bzw. Überladung eines Moduls erkannt wird, die Ströme drastisch reduziert werden (das war es wohl was ich heute morgen bemerkt habe). 5-10 A scheinen mir realistisch zu sein, das reicht um die Verbraucher weiter zu betreiben (Anlassvorgang, Klima usw.) Umgekehrt beim Laden reicht das, um über gewisse Zeiten alle Zellen auf den gleichen SOC zu bringen.
Soweit meine Analyse als Elektroniker und Physiker bzw. wie ich die Probleme lösen würde, vielleicht bekomme ich ja jetzt ein Stellenangebot von Toyota
