Brandursache "Bauteil der Motorelektronik" - Wie Vermeiden

[Falk Willberg]

Am Flughafen MĂźnster-OsnabrĂźck hat es gebrannt:
https://www.westfalen-blatt.de/Ueberregional/Nachrichten/Aus-aller-Welt/4064974-Feuer-am-Flughafen-Muenster-Osnabrueck-wurde-doch-nicht-durch-Hybrid-ausgeloest-Diesel-hat-Parkhausbrand-verursacht

"Laboruntersuchungen haben danach ergeben, dass bei dem Fahrzeug ... ein
Bauteil der Motorelektronik defekt gewesen sei, geglĂźht und dadurch das
Feuer ausgelĂśst habe."

Ich frage aus aktuellem Anlass. Die Frage ist, ob es praktikabel ist, zu
verhindern, daß irgendeines von >100 Bauteilen "in Brand gerät", die auf
einer Leiterplatte sitzen, die 24V, 3A ausgeben können muß, mit 24V
versorgt wird und Microcontroller, 3,3V Schaltregler, ein paar MOSFETs
zum schalten sowie das ßbliche 0604 SMD Hßhnerfutter enthält.

Da habe ich nun die mindestens 72W bei 24V, also 3A in der
Stromversorgung, andererseits Bauteile, die bei 72W schon im nahen UV
leuchten...

Nach meiner unmaßgeblichen Meinung läßt es sich nicht verhindern, daß
einzelne Komponenten in Brand geraten. Man kann aber dafĂźr Sorge tragen,
dass ein sich selbst nährendes Feuer entsteht.

Falk
--
Ich frage mich, warum es eigentlich normal ist, daß ein Fußgänger
solange in Regen, Kälte und Wind warten muss, bis alle, die bequem, warm
und trocken in ihren Autos sitzen, vorbeigefahren sind, statt dass die
Autos den Fußgänger vorlassen müssen.

 

[Rafael Deliano]

https://de.wikipedia.org/wiki/UL94
Bei OEM Baugruppen steht heute V0 häufigst, zumindest als
Soll, im Lastenheft.
Auf (FR4-)Leiterplatte ist auch nicht viel das brennen
will, meist Thema bei den Kabeln, Plastikgehäusen.
Und da wird es Frage der Kosten, es ist etwas teuerer.

MfG JRD

 

[Heiko Lechner]

Hallo!

Am 18.12.19 um 07:11 schrieb Rafael Deliano:

https://de.wikipedia.org/wiki/UL94
Bei OEM Baugruppen steht heute V0 häufigst, zumindest als
Soll, im Lastenheft.
Auf (FR4-)Leiterplatte ist auch nicht viel das brennen
will, meist Thema bei den Kabeln, Plastikgehäusen.
Und da wird es Frage der Kosten, es ist etwas teuerer.

Es gibt da noch die E-Bulb:
https://www.job-group.com/de/produkte/e-bulb/
https://www.youtube.com/watch?v=H9TKk98G40k

 

[Rafael Deliano]

Es gibt da noch die E-Bulb:
https://www.job-group.com/de/produkte/e-bulb/
https://www.youtube.com/watch?v=H9TKk98G40k

Vielleicht ist es realer als ein Aprilscherz,
aber es beschränkt sich wohl auf sehr spezielle
Fälle bei denen man nicht verhindern kann daß
ein Bauteil brennt.
Das ist fĂźr Ăźbliche Leiterplatten und Bauteile
nicht der Fall.

MfG JRD

 

[Volker Bartheld]

On Tue, 17 Dec 2019 21:04:20 +0100, Falk Willberg wrote:

Am Flughafen Münster-Osnabrück hat es gebrannt:
https://www.westfalen-blatt.de/Ueberregional/Nachrichten/Aus-aller-Welt/4064974-Feuer-am-Flughafen-Muenster-Osnabrueck-wurde-doch-nicht-durch-Hybrid-ausgeloest-Diesel-hat-Parkhausbrand-verursacht
Die Frage ist, ob es praktikabel ist, zu verhindern, daß irgendeines von
100 Bauteilen "in Brand gerät", die auf einer Leiterplatte sitzen, die
24V, 3A ausgeben können muß, mit 24V versorgt wird und Microcontroller,
3,3V Schaltregler, ein paar MOSFETs zum schalten sowie das übliche 0604
SMD Hühnerfutter enthält.

Nicht praktikabel. Schon auf die keramischen Mehrschichtkondensatoren wird
wohl niemand freiwillig verzicheten wollen, s. auch

https://youtu.be/Q2rvAoO-MIA?t=27,
https://youtu.be/VwdnGbI5ls8?t=42 und schließlich
https://www.youtube.com/watch?v=QgKY5QWehME

.. Dazu reichen dann schon die Innereien Deines "Entertainment Centers"
(vulgo: "Autoradio"), das inzwischen natürlich auch schon ein
Schaltnetzteil enthält und tief in den brennbaren Innereien Deines
Armaturenbretts versenkt ist.

Anläßlich des Autauschs von Heizungswärmetauscher und
Klimaanlagenverdampfer an meinem olympischen Alptraum (Audi A3 8L), wo ich
quasi die komplette Armaturentafel abgebaut habe, kann ich Dir bestätigen,
daß sich die Hersteller in Sachen Brandvermeidung nicht verhoben haben. Da
fügen sich PE, PVC, PP, ABS und PA in lustiger Einheit mit
2.5mm^2-Kupferkabeln, die über 20A-Sicherungen direkt an Batterieplus
hängen. Auch die Zentralelektrik ist so eine Sache.

OK, neuere Fahrzeuge haben wohl überall diese stromfühlenden SSRs/MOSFETs
eingebaut, die gewisse Fehlerzustände abfangen können. Das wird dann aber
vermutlich überkompensiert durch höhere Packungsdichte und die schiere
Anzahl von elektrischen Komponenten.

Mir sind leider keine Statistiken zugänglich, die die Wahrscheinlichkeiten
"Leck am Kraftstoffsystem" von "Schmorbrand in der Elektronik"
differenzieren. Wie schon gesagt: Rückrufe wegen irgendwelcher Teile, die
sich an irgenwelchen anderen Teilen entzünden können, sind gar nicht so
selten.

Interessant noch die Frage, ob das ROHS-Zinnbartproblem inzwischen noch ein
Thema ist, oder ob man den Prozeß inzwischen im Griff hat.

Da habe ich nun die mindestens 72W bei 24V, also 3A in der
Stromversorgung, andererseits Bauteile, die bei 72W schon im nahen UV
leuchten...

Idealerweise hat der Ingenieur überall auf die notwendigen Abstände
geachtet, die Bauteile ordentlich dimensioniert, in der Schaltung
Plausibilisierungen ähnlich "Warum zieht eine Baugruppe A x Watt, wo sie
doch eine Baugruppe B versorgt, die nur y<x Watt aufnimmt?" eingebaut und
das Ganze einem eingehenden Test unterzogen. Idealerweise.

Nach meiner unmaßgeblichen Meinung läßt es sich nicht verhindern, daß
einzelne Komponenten in Brand geraten. Man kann aber dafür Sorge tragen,
dass [k]ein sich selbst nährendes Feuer entsteht.

Ein wenig, ja. Die EU möge beschließen, daß automatische Löschanlagen im
Fahrzeug ab Zulassungsdatum 2024 verbindlich vorgeschrieben sind. ;-)

Volker

 

[Volker Bartheld]

On Tue, 17 Dec 2019 21:04:20 +0100, Falk Willberg wrote:

Am Flughafen Münster-Osnabrück hat es gebrannt:
https://www.westfalen-blatt.de/Ueberregional/Nachrichten/Aus-aller-Welt/4064974-Feuer-am-Flughafen-Muenster-Osnabrueck-wurde-doch-nicht-durch-Hybrid-ausgeloest-Diesel-hat-Parkhausbrand-verursacht
Die Frage ist, ob es praktikabel ist, zu verhindern, daß irgendeines von
100 Bauteilen "in Brand gerät", die auf einer Leiterplatte sitzen, die
24V, 3A ausgeben können muß, mit 24V versorgt wird und Microcontroller,
3,3V Schaltregler, ein paar MOSFETs zum schalten sowie das übliche 0604
SMD Hühnerfutter enthält.

Nicht praktikabel. Schon auf die keramischen Mehrschichtkondensatoren wird
wohl niemand freiwillig verzichten wollen, s. auch

https://youtu.be/Q2rvAoO-MIA?t=27,
https://youtu.be/VwdnGbI5ls8?t=42 und schließlich
https://www.youtube.com/watch?v=QgKY5QWehME

.. Dazu reichen dann schon die Innereien Deines "Entertainment Centers"
(vulgo: "Autoradio"), das inzwischen natürlich auch schon ein
Schaltnetzteil enthält und tief in den brennbaren Innereien Deines
Armaturenbretts versenkt ist.

Anläßlich des Autauschs von Heizungswärmetauscher und
Klimaanlagenverdampfer an meinem olympischen Alptraum (Audi A3 8L), wo ich
quasi die komplette Armaturentafel abgebaut habe, kann ich Dir bestätigen,
daß sich die Hersteller in Sachen Brandvermeidung nicht verhoben haben. Da
fügen sich PE, PVC, PP, ABS und PA in lustiger Einheit mit
2.5mm^2-Kupferkabeln, die über 20A-Sicherungen direkt an Batterieplus
hängen. Auch die Zentralelektrik ist so eine Sache.

OK, neuere Fahrzeuge haben wohl überall diese stromfühlenden SSRs/MOSFETs
eingebaut, die gewisse Fehlerzustände abfangen können. Das wird dann aber
vermutlich überkompensiert durch höhere Packungsdichte und die schiere
Anzahl von elektrischen Komponenten.

Mir sind leider keine Statistiken zugänglich, die die Wahrscheinlichkeiten
"Leck am Kraftstoffsystem" von "Schmorbrand in der Elektronik"
differenzieren. Wie schon gesagt: Rückrufe wegen irgendwelcher Teile, die
sich an irgenwelchen anderen Teilen entzünden können, sind gar nicht so
selten.

Interessant noch die Frage, ob das ROHS-Zinnbartproblem inzwischen noch ein
Thema ist, oder ob man den Prozeß inzwischen im Griff hat.

Da habe ich nun die mindestens 72W bei 24V, also 3A in der
Stromversorgung, andererseits Bauteile, die bei 72W schon im nahen UV
leuchten...

Idealerweise hat der Ingenieur überall auf die notwendigen Abstände
geachtet, die Bauteile ordentlich dimensioniert, in der Schaltung
Plausibilisierungen ähnlich "Warum zieht eine Baugruppe A x Watt, wo sie
doch eine Baugruppe B versorgt, die nur y<x Watt aufnimmt?" eingebaut und
das Ganze einem eingehenden Test unterzogen. Idealerweise.

Nach meiner unmaßgeblichen Meinung läßt es sich nicht verhindern, daß
einzelne Komponenten in Brand geraten. Man kann aber dafür Sorge tragen,
dass [k]ein sich selbst nährendes Feuer entsteht.

Ein wenig, ja. Die EU möge beschließen, daß automatische Löschanlagen im
Fahrzeug ab Zulassungsdatum 2024 verbindlich vorgeschrieben sind. ;-)

Volker

 

[Stefan]

Am 18.12.2019 um 08:26 schrieb Rafael Deliano:

Es gibt da noch die E-Bulb:
https://www.job-group.com/de/produkte/e-bulb/
https://www.youtube.com/watch?v=H9TKk98G40k

Vielleicht ist es realer als ein Aprilscherz,
aber es beschränkt sich wohl auf sehr spezielle
Fälle bei denen man nicht verhindern kann daß
ein Bauteil brennt.
Das ist fĂźr Ăźbliche Leiterplatten und Bauteile
nicht der Fall.

MfG  JRD

Ich bin mir da nicht so sicher. Gerade was FR4 angeht.
Ich hatte mal eine Platine, wo ein SMD Kerko gekokelt hatte. Das FR4
unter dem Kerko ist verkohlt und wurde leitfähig. Es brannte dann
praktisch in der Platine.

Das Feuer hat sich allerdings nicht ausgebreitet, aber in dem Bereich,
wo das FR4 verkokelt war, wurde es leitfähig.

 

[Rafael Deliano]

Ich bin mir da nicht so sicher. Gerade was FR4 angeht.
Ich hatte mal

https://de.wikipedia.org/wiki/FR-4
/ Die AbkĂźrzung FR steht fĂźr englisch flame retardant
/ (dt. flammenhemmend) und entspricht den Anforderung
/ von UL94V-0.

Das ist die offizielle Meinung zu dem Thema.
Wer seinen eigenen Brandschutz als Werksnorm definieren
will darf das.

MfG JRD

 

[Falk Willberg]

On 18.12.19 07:11, Rafael Deliano wrote:
> https://de.wikipedia.org/wiki/UL94

Danke, das wird helfen...

Gruß,
Falk
--
Ich frage mich, warum es eigentlich normal ist, daß ein Fußgänger
solange in Regen, Kälte und Wind warten muss, bis alle, die bequem, warm
und trocken in ihren Autos sitzen, vorbeigefahren sind, statt dass die
Autos den Fußgänger vorlassen müssen.

 

[Falk Willberg]

On 18.12.19 10:47, Volker Bartheld wrote:

On Tue, 17 Dec 2019 21:04:20 +0100, Falk Willberg wrote:
Am Flughafen MĂźnster-OsnabrĂźck hat es gebrannt:
https://www.westfalen-blatt.de/Ueberregional/Nachrichten/Aus-aller-Welt/4064974-Feuer-am-Flughafen-Muenster-Osnabrueck-wurde-doch-nicht-durch-Hybrid-ausgeloest-Diesel-hat-Parkhausbrand-verursacht
Die Frage ist, ob es praktikabel ist, zu verhindern, daß irgendeines von
100 Bauteilen "in Brand gerät", die auf einer Leiterplatte sitzen, die
24V, 3A ausgeben können muß, mit 24V versorgt wird und Microcontroller,
3,3V Schaltregler, ein paar MOSFETs zum schalten sowie das Ăźbliche 0604
SMD Hßhnerfutter enthält.

Nicht praktikabel. Schon auf die keramischen Mehrschichtkondensatoren wird
wohl niemand freiwillig verzichten wollen, s. auch

https://youtu.be/Q2rvAoO-MIA?t=27,
https://youtu.be/VwdnGbI5ls8?t=42 und schließlich
https://www.youtube.com/watch?v=QgKY5QWehME

Da sehe ich beim Überfliegen ordentlich verschmortes FR4, aber kein
Feuer. Ist wohl wirklich nicht so kritisch.

Ich habe selbst mal einen Cortex M3 im TQFP-144 rot leuchten sehen. Nach
ein paar Sekunden kam sogar eine Stichflamme heraus. Der hatte sich wohl
einen zu großen Schluck aus dem 24V/5A Netzteil gegönnt ;-)
Einen Brand gab es trotzdem nicht.

....

Anläßlich des Autauschs von Heizungswärmetauscher und
Klimaanlagenverdampfer an meinem olympischen Alptraum (Audi A3 8L), wo ich
quasi die komplette Armaturentafel abgebaut habe, kann ich Dir bestätigen,
daß sich die Hersteller in Sachen Brandvermeidung nicht verhoben haben. Da
fĂźgen sich PE, PVC, PP, ABS und PA in lustiger Einheit mit
2.5mm^2-Kupferkabeln, die Ăźber 20A-Sicherungen direkt an Batterieplus
hängen. Auch die Zentralelektrik ist so eine Sache.

Hör' bloß auf. Im Mai hatte ich das zweifelhafte Vergnügen, das Ergebnis
eines "GrillanzĂźnders auf Hinterreifen" zu sehen. Da war so richtig
nichts mehr im Innenraum zu erkennen, was nicht aus Metall war. Erst
hatte ich gedacht, da wollte einer das Radio klauen, weil das auf dem
Boden lag. Dann wurde mir klar, dass die Mittelkonsole nicht mehr
existierte...

Und da war noch nicht einmal Benzin beteiligt.

Falk
--
Ich frage mich, warum es eigentlich normal ist, daß ein Fußgänger
solange in Regen, Kälte und Wind warten muss, bis alle, die bequem,
warm und trocken in ihren Autos sitzen, vorbeigefahren sind, statt
dass die Autos den Fußgänger vorlassen müssen.

 

[Volker Bartheld]

On Wed, 18 Dec 2019 20:41:05 +0100, Falk Willberg wrote:

On 18.12.19 10:47, Volker Bartheld wrote:
auf die keramischen Mehrschichtkondensatoren wird
wohl niemand freiwillig verzichten wollen, s. auch
https://www.youtube.com/watch?v=QgKY5QWehME
Da sehe ich beim Überfliegen ordentlich verschmortes FR4, aber kein
Feuer. Ist wohl wirklich nicht so kritisch.

IIRC hatte Louis Rossmann auf seinem YouTube-Kanal mal einen Fall, wo in
einem Macbook Pro ein Kurzschluß (wieder mal einer dieser Kondensatoren)
eine Art Vulkankrater in die Multilayerplatine gefressen hat. Die dabei
entstehende Kohleschicht hat dann ihrerseits einen Kurzschluß zwischen
Masse- und Betriebsspannungsebene erzeugt, mit einigermaßen katastrophalen
Konsequenzen. So richtig abgefackelt scheint das Notebook aber auch da
nicht zu sein.

Ich habe selbst mal einen Cortex M3 im TQFP-144 rot leuchten sehen. Nach
ein paar Sekunden kam sogar eine Stichflamme heraus. Der hatte sich wohl
einen zu großen Schluck aus dem 24V/5A Netzteil gegönnt ;-)

Eines meiner ersten DIY-Projekte (eine Transistorzündanlage fürs Auto, ein
Golf II 1.3) ging ähnlich spektakulär schief.

Ich wollte eigentlich vor dem Einbau nur einen harmlosen "Schreibtischtest"
durchführen, hatte also die Schaltung an eine Autobatterie und
Frequenzgenerator angeschlossen, am Ausgang die Zündspule vom Schrott mit
Funkenstrecke statt Zündkerze. Soweit alles gut, der Fehler lag bei der
Ermittlung der Frequenz. "So 6000U/min dreht ja ein Benziner schon, also
1500Hz (wegen der vier Zylinder)" dachte ich mir voller Vorfreude. So ein
Faktor 60 konnte sich dann leider nicht verspielen und die blauen
Büschelentladungen nebst Ozongeruch beim Hochdrehen der Frequenz hätten
mich durchaus stutzig machen können.

Stattdessen hat es den Deckel des durchaus massiven, auf einen Kühlkörper
geschraubten Transistors mit lautem Knall abgesprengt. Die Trümmerteile
flogen haarscharf an meinem Kopf vorbei und blieben in der Zimmerdecke
stecken.

Ups.

> Einen Brand gab es trotzdem nicht.

Mir ist mal ein Gabelschlüssel vom Autodach gerutscht. Der schaffte sich
dabei auf unerfindliche Weise durch einen Spalt der offenstehenden
Motorhaube direkt auf die Pole der Batterie, wo er sich dann verschweißte.
Ich konnte das Ding aber noch geistesgegenwärtig mit einem Hammer
wegschlagen, die Säure brodelte schon ganz ordentlich.

Das hätte eine Sauerei gegeben.

Volker

 

[Falk Willberg]

On 19.12.19 10:08, Volker Bartheld wrote:

....

Eines meiner ersten DIY-Projekte (eine TransistorzĂźndanlage fĂźrs Auto, ein
Golf II 1.3) ging ähnlich spektakulär schief.

Ich wollte eigentlich vor dem Einbau nur einen harmlosen "Schreibtischtest"
durchfĂźhren, hatte also die Schaltung an eine Autobatterie und
Frequenzgenerator angeschlossen, am Ausgang die ZĂźndspule vom Schrott mit
Funkenstrecke statt ZĂźndkerze. Soweit alles gut, der Fehler lag bei der
Ermittlung der Frequenz. "So 6000U/min dreht ja ein Benziner schon, also
1500Hz (wegen der vier Zylinder)" dachte ich mir voller Vorfreude. So ein
Faktor 60 konnte sich dann leider nicht verspielen und die blauen
Bßschelentladungen nebst Ozongeruch beim Hochdrehen der Frequenz hätten
mich durchaus stutzig machen kĂśnnen.

Ich habe mal eine MZ auf 12V umgebaut. Ich bekam aber nur eine
"HochleistungszĂźndspule", die den Unterbrecher binnen Sekunden schmelzen
lies.

Also eine TransistorzĂźndung eingebaut, aber der Motor sprang nicht an,
hat immer nur zurĂźckgeschlagen. Also wollte ich den Kerzenstecker
ziehen. Zum GlĂźck hat mich das Summen aus dem Zylinderkopf irritiert und
ich habe erstmal die ZĂźndung ausgeschaltet.

Kerzenstecker auf den Zylinderkopf gelegt, ZĂźndung an und das Knattern
der 5cm langen Funken gesehen. Das Ding hat geschwungen. Gut, dass ich
noch die ZĂźndung abgeschaltet hatte...

Falk
--
Ich frage mich, warum es eigentlich normal ist, daß ein Fußgänger
solange in Regen, Kälte und Wind warten muss, bis alle, die bequem,
warm und trocken in ihren Autos sitzen, vorbeigefahren sind, statt
dass die Autos den Fußgänger vorlassen müssen.

 

[Patrick Schaefer]

Am 18.12.2019 um 10:47 schrieb Volker Bartheld:

Nicht praktikabel. Schon auf die keramischen Mehrschichtkondensatoren
wird wohl niemand freiwillig verzichten wollen,

Braucht ja auch keiner. FĂźr Anwendungen direkt an KL30 gibt es
biegefeste MLCC mit soft termination, fßr Steuergeräte die jenseits der
10 A abgesichert sind auch Failsafe-Kondensatoren (quasi intern zwei in
Reihe). Diese Typen verursachen bei Bruch keinen Kurzschluß.

Frßher war es ßblich, in solchen Fällen zwei MLCC in Reihe zu schalten,
und diese mechanisch um 90° gedreht anzuordnen.

Leiterplatten mit Automotive-Zulassung sind selbsverlĂśschend (UL 94
V-0), ebenso die fßr Steuergerätegehäuse verwendeten Kunststoffe
(ABS-PC, PA6.6/GF30 etc).


Mit externer Energiezufuhr (Akkupack, Tank) brennt natĂźrlich alles
irgendwann.


Patrick