Zweitbatterie - Angst vor Ausgleichsstrom

[der-Andere]

Hallo,

irgendwie schein das kein gängiges Thema oder Problem zu sein, zumindest finde ich nicht wirklich viel darüber.Ich will eine zweite Gel bzw. AGM-Batterie im Auto verbauen. Die soll beim Urlaub immer wieder mal die Kühlbox versorgen, sowie Laptop, Kamera usw. laden. Viel mehr wird sie aber gebraucht um die Flugakkus meiner Modellflugzeuge zu laden. An einem langen Flugtag saugt man dann aber so eine Batterie schon mal leer.
Deswegen kann ich mich nicht mit dem Gedanken anfreunden, einfach ein Trennrelais an D+ zu schalten, weil ich bei einer neuen Starterbatterie und ziemlich leeren Zweitakku einen ziemlich hohen Ausgleichsstrom erwarte, der eigentlich über dem empfohlenen Ladestrom des Zweitakkus liegt. Desweiteren kann es im Urlaub auch mal vorkommen, dass der Zweitakku ziemlich leergesaugt wird, und durch 2-3tägige Standzeit mit offenen Türen und ab und zu mal Radio/Innenbeleuchtung an, auch die Starterbatterie ein wenig entladen wird. Hier meine zweite Befürchtung, dass zwei leere Akkus der Lichtmaschine zu viel Strom oder Last abverlangen. (Fahrzeug wird ein NV200)

Seh ich das alles zu eng, und soll einfach ein starkes Trennrelais verbauen, oder sind meine Gedanken gerechtfertig? Im Netz finde ich nicht wirklich viele Probleme dazu, aber alle 3 Jahre eine neue Lichtmaschine oder neuen Zweitakku kaufen, wegen schleichender Fehlbenutzung möchte ich auch vermeiden.

Danke und Gruß, Florian

 

[zooom]

Also, die Generatorleistung moderner Autos ist mehr als ausreichend, den Strom nimmst Du im Leben nicht ab, den die Lichtmaschine heutzutage produziert. Natürlich ist auch die Größe der Versorgerbatterie ein wichtiges Kriterium, aber so bis 80 oder 100AH seh ich da kein Problem.
Aus meiner Erfahrung hat es noch nie Probleme gegeben, bei unterschiedlichem Ladezustand der Erst- und Zweitbatterie, beide Verbindungsleitungen sollen ja mit ca. 70A abgesichert sein, das ist dann schon eine gewaltige Last, bis diese Sicherung beim Laden fliegt.
Wir hatten bislang ein einziges Mal so eine Streifensicherung defekt bei einem Kunden, Ursache unklar, und das in 14 Jahren.
Ein größeres Problem sehe ich in der unterschiedlichen Ladecharakteristik, die Säure- AGM- und Gelbatterien erfordern, AGM und Gelbatterien bekommst Du ohne Hilfsmittel nicht voll geladen, weil die eine höhere Schlußspannung brauchen.
Meine Empfehlung: Nimm ne vernünftige Säurebatterie und lad sie gelegentlich oder regelmäßig mit einem guten Ladegerät auf, der Lebensdauergewinn einer Gelbatterie ist m.E. nicht durch den hohen Preis gerechtfertigt, wir haben hier Säurebatterien, die haben als Zweitbatterien 9 Jahre gehalten in der Regel halten sie ca. 5 Jahre.
Ganz schlechte Erfahrungen hab ich mit einem deutschen "Premium"hersteller gemacht (liefert auch an Porsche), Reklamationsquote 15%, No Name dagegen 0%, und diese Spezialbatterien sind sogar extra als zyklenfest bezeichnet.
Auf meine Reklamation war dann plötzlich die Ladespannung des Generators wohl nicht ok, oder die des Ladegerätes, kurz, Batterien des Herstellers mit dem musikalischen Namen werde ich nie wieder verbauen, denn die Kosten blieben bei mir hängen.

 

[der-Andere]

Hm.. das ist jetzt genau das was ich nicht erwartet habe. Wäre aber wohl die günstige Lösung, schließlich sind ein Trennrelais und eine normale Starterbatterie ja viel günstiger als eine anständige Gel-Batterie mit irgendwelcher Ladeelektronik o.ä.

Werde ich vermutlich so machen, danke für Deine Einschätzung und Erfahrung!

Fällt mir grade noch ein: Eine Säurebatterie sollte ich entlüften? Hatte den Platz unterm Beifahrersitz in Gedanken reserviert für den Zweitakku, dort wirds wohl schlecht mit dem Entlüften funktionieren?

 

[zooom]

Mußte halt mit nem Schäuchlein durch den Boden, das ist ja kein Problem aber notwendig.
Ich würde die Batterie unterflur machen, aber das ist natürlich mühsam.

 

[Beastie]

Gibt es eigentlich auch Konzepte, die ein Parallelschalten von zwei Batterien erlauben ( also Fahr und Zusatzbatterie), die Kopplung aber erst nach einer einstellbaren Energieentnahme aus der Fahrbatterie automatisch auftrennen?

Ich finde es immer sehr schade, dass man das Gewicht von zwei Batterien durch die Gegend schleppt, aber am Ende nur die Kapazität einer so richtig nutzt.. zudem finden Autobatterien hohen Dauerstrom (bezogen auf Ihre Nennkapazität) nicht wirklich amüsant und wollen unter diesen Bedingungen nicht mehr das raus rücken, was in ihnen steckt.. sprich man erreicht bei weitem nicht die Nennkapazität.. Das Thema betrifft so Anwendungen wie Ladegeräte für Modellflugakkus (da werden schon mal 30 min 20..30 A gesaugt..) oder Spannungswandler, die ja auch gerne mal für mehr als ein paar Sekunden ordentlich Strom aus dem 12 V Netz haben wollen.. da sähe man im Zweifel mit 2* 62 AH allemal besser aus als mit 1* 62 Ah Auch wenn man dann aus der Fahrbatterie natürlich nur bestenfalls 50% entnehmen sollte.

Zudem laufen die Spannungen vielleicht nicht ganz so brutal auseinander wie bei ner vollen Fahrbatterie und einer bis auf 10 V runtergenudeleten Zusatzbatterie.

 

[helmut_taunus]

Gibt es eigentlich auch Konzepte, die ein Parallelschalten von zwei Batterien erlauben ( also Fahr und Zusatzbatterie), die Kopplung aber erst nach einer einstellbaren Energieentnahme aus der Fahrbatterie automatisch auftrennen?

Hallo,
wie soll die Energieentnahme gemessen werden? Strom mal Zeit kann es wohl nicht sein.
Denn es ist nicht wichtig, wieviel entnommen wurde, sondern entscheidend zum Anlassen wieviel noch drin ist nach der Entnahme, je nach zufaelligem Ladezustand und Batteriequalitaet vorher.
Die Sache ist noch kniffliger, weitere Parameter muesste man beruecksichtigen, wie Batteriekapazitaet, Restkapazitaet nach Alter, Batterietemperatur und Motortemperatur. Ein (Winter) kalter Motor braucht 'mehr Batterie' zum Anlassen.

Den Ladezustand wird man kaum erfassen, am besten vielleicht mit dem Batteriesensor von Bosch.
In einem Rechner die Sensor-Daten beobachtet ueber Zeit (Zeit = Batterielebensdauer), kann man dem wirklichen Ladezustand sicher einiges naeherkommen, als zb nur mit einer Spannungsmessung oder eigene Strom-mal-Zeit-Beobachtung.

Eine Schaltung ist denkbar, die tatsaechlich wie angesprochen trennt, oder bei spaeter waehrend der naechsten Fahrt wieder aufgeladener Fahrbatterie verbindet zum Laden der Zweitbatterie.
Eine solche Schaltung ist mir nicht bekannt.

Als Bastlerloesung erscheint mir eine 'weiche Verbindung' der beiden Batterien geeigneter. Habs nicht durchgerechnet, aber ein laengeres duennes Kabel oder mit extra Widerstand im Kabel eine Verbindung erscheint geeignet, so dass nur wenig Strom als Ausgleich fliessen kann. Dazu eine Schaltung, die bei -Unterspannung an der Fahrbatterie gemessen- die Fahrbatterie wegschaltet von den Verbrauchern, die bei Motorlauf wieder beide Batterien zusammenschaltet.

Bei hoher Stromentnahme an den Innenraumverbrauchern fliesst viel Strom aus der Zweitbatterie und ein wenig nach aus der Fahrbatterie. Ist die hohe Stromaufnahme beendet, fliesst weiter ein Ladestrom von der Fahr- in die Zweitbatterie nach. Ich denke so an einzelne Ampere. In den angesprochenen Flugzeiten = Stromentnahme-Pausen wuerde die Zweitbatterie etwas nachgeladen. Wie kommunizierende Roehren, zwei Kanister mit einem duennen Roehrchen verbunden, und ein sperrendes Ventil, wenn der Fahr-Kanister halb leer ist.
Das Laden der leeren Zweitbatterie dauert im Fahrbetrieb dann ebenfalls laenger, wuerde aber bei ueppig nachgeladener Fahrbatterie auch im Stand weitergehen.

Ob das alles preislich guenstiger auszubalancieren ist als eine banal groessere Zweitbatterie muss extra ueberlegt werden.

Gruss Helmut

 

[der-Andere]

Gibt es eigentlich auch Konzepte, die ein Parallelschalten von zwei Batterien erlauben ( also Fahr und Zusatzbatterie), die Kopplung aber erst nach einer einstellbaren Energieentnahme aus der Fahrbatterie automatisch auftrennen?

Das Einzige was ich bisher gefunden hab gibts beim großen C. Leider sind die Schaltspannungen nicht einstellbar, ich überlege mir aber trotzdem es anstatt einem Trennrelais zu kaufen:
http://www.conrad.de/ce/de/product/8560 ... erie-Lader

 

[zooom]

Nee tu das nicht, das wäre nur dann zielführend, wenn beide Batterien gleich oder zumindest nicht zu weit auseinander sind von der Kapazität her sind.

 

[helmut_taunus]

Hallo,
den Artikel sehe ich zum ersten Mal.
In den technischen Daten steht
Ladung der Zweitbatterie beginnt bei 13,6 Volt
Geraet schaltet ab bei 12,8 Volt

Die Zweitbatterie bekommt beginnend oberhalb von 13,6 Volt Energie zugefuehrt, und zwar so lange die versorgende Spannungsquelle oberhalb 12,8 Volt bleibt.

Mein Kommentar, das ist also zeitlich nur waehrend die Lichtmaschine laeuft.
Dann aber kommt richtig Ladestrom, bis kurzzeitig 80 Ampere, sofern die Leitungen das hergeben.

Die Fahrbatterie wird man damit im Stand nicht halb leer bekommen, jedenfalls nicht mit den voreingestellten 12,8Volt. Aber man wird die Zweitbatterie in kurzer Zeit wieder gut fuellen koennen. Auch ein Vorteil fuer Modellflieger, wie im zweiten Kommentar zum Artikel erwaehnt.
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Eine andere uebliche Loesung aehnlich effektiv ist zum Laden der Zweitbatterie, nur bei Motorlauf mit einem Relais die Zweitbatterie mit der Bordelektrik zu verbinden. So wie in meinem Roten. Camper laden die Zweitbatterie im Stand auch auf anderem Wege, dann ist es gut, wenn die Bordelelektrik von der Zweitbatterie sicher getrennt ist.
Gruss Helmut

 

[Beastie]

Helmut hat natürlich Recht.. gezieltes Entladen macht nur dann Sinn, wenn man den Ladezustand der Batterie vor der Entladung auch kennt.. aber das wäre nur die gleiche Schaltung mit anderer Stromrichtung... und ja.. in der Tat, das wäre nichts anderes als Strom pro Zeit erfassen..

Stichwort wäre hier 'Akkumanagement' ... gehört derweil ja bei vielen Akkubetriebenen Geräten zum guten Ton und ist natürlich auch ein MUSS für jedes Elektrofahrzeug... eben ne elektronische Tankuhr..

Erfasst man dann noch die typische Ladeschlussspannung als 'VOLL' Kriterium und die Ladeentspannung als 'LEER' Punkt kann man sogar recht schöm die wirkliche Kapazität eines Akkus im Auge behalten und berücksichtigen, was ja bekanntlich bei der normalen Starterbatterie auch nicht unbedingt der reine Luxus wäre...

Spannung ist leider nur sehr bedingt als Kriterium für den Ladezustand brauchbar und taugt im besten Fall nur für die Extremwerte beim Bleiakku, um eine Zerstörung zu vermeiden.. darum find ich diese Spannungswächterlösungen auch nicht so prickelnd.. als Notbremse völlig ok.. aber im Regelbetrieb nicht optimal.

Denke, auch für die Zusatzbatterie wäre es ein echter Gewinn, zu wissen, wie voll sie im Fahrbetrieb wieder geladen werden konnte...alles zwischen randvoll und rappelleer ist ne ziemliche Grauzone die aber natürlich mir wachsender Erfahrung im Umgang mit den eigenen Resourcen ihren Schrecken verliert

Aber wenn das noch niemand anbietet ist der Aufwand wohl größer als der Nutzen für die meisten Anwender
(Was nicht meint, dass es kein spannendes Bastelprojekt wäre...)

 

[bonsaicamper]

Mir ist nicht klar geworden, welche Vor- und Nachteile das System mit Trennrelais einerseits und das System mit dem Kontrollgerät, das es bei Conrad gibt, andererseits hat. Kann mir das jemand so erklären, dass auch ein absoluter Nullblicker das versteht. Aus meiner Laiensicht hört sich die Lösung mit der Parallelschaltung eigentlich gut, insbesondere einfach und günstig, an(?)

 

[Beastie]

Kleiner Tipp: Etwa 99 % aller C Produkte gibt es ein paar Euro günstiger vom gleichen Laden unter 'Völkner' .. in diesem Fall : http://www.voelkner.de/products/61754/Z ... r-80A.html

 

[Beastie]

Vorteil eines Trennrelais aus meiner Sicht: Mann kann im Notfall auch relativ einfach die Zusatzbatterie als Hilfbatterie zum Starten nutzen.. der Nachteil wäre, dass sich der maximal von der Lichtmachine zur Verfügung stehende Ladestrom sich auf zwe Batterien verteilt, es also im Zweifel doppelte so lange braucht, bis die Fahrbatterie wieder randvoll ist..

Die kompliziertere Ladeschaltung macht das etwas anders.. die sorgt immer dafür, dass zuerst die Fahrbatterie voll geladen wird und dann ist erst die Zusatzbatterie dran..

Wer also richtig flexibel sein will, ist mit einem Handtrennschalter und einer damit unterbrechenbaren Parallelschaltung von Fahr und Zusatzakku am einfachsten bedient.. setzt allerdings passendes Mitdenken voraus und wenn man doch mal pennt, ist alles entladen.

Das Grundproblem: Die Ladeleistung der Lichtmaschine ist begrennzt, man bekommt also pro Fahrstunde nur eine limitierte Menge an Strom erzeugt, die man dann speichern kann, bleibt einem bei beiden Systemen erhalten..

Nun ist es aber so, dass die Energiemenge, die den Bleiakku pro Zeiteinheit eingeladen werden kann, nicht etwa konstant ist sondern zum Ende der Ladung deutlich abnimmt.

Um das zu verstehen ist wichtig zu wissen, wie so ein Bleiakku geladen wird: Ist er leer, begrenzt man nur den maximal zulässigen Ladestrom auf ein maximal zulässigen Wert, was zu einem Ansteigen der Akkuspannung führt. Im zweiten Schritt sorgt man nun auch dafür, dass bei der Ladung einen maximale Spannung nicht überschritten wird, was dann dazu führt, dass bei erreichen dieser Spannung der Ladestrom deutlich unter den maximal zulässigen abfällt.. Ende der Ladung ist dann erreicht, wenn bei maximaler Ladeschlussspannung kein Strom mehr fließt. ([urlhttp://de.wikipedia.org/wiki/Ladeverfahren]Stichwort I/U- Kennlinie beim Laden[/url]... konstanter Strom bei begrenzter Spannung ..)

Zu Anfang fließt also richtig viele Ladestrom.. am Ende fast gar keiner mehr.

Entsprechend kann man nun versuchen, die maximale Ladeleistung der Lichtmaschine auf 2 Batterien zu verteilen.. ist die erste Batterie in dem Bereich angekommen, wo nicht mehr der maximale Ladestrom aufgenommen wird, kann man diesen Strom zum laden der 2. Batterie nutzen, ohne dass die Ladezeit für die erste kürzer wird. (Genau das ist der Gag bei der C-Schaltung...)

Nun lese ich im Datenblatt der C-Schaltung 'Arbeitsspannung 0.6 Volt' ... das deutet auf eine simple Diode zur Entkopplung von Fahr- und Zusatzbatterie hin, die verhindern soll, dass von der Zusatzbatterie Strom richtung Fahrbatterie abfliesst.. was nach dem oben gesagten aber auch ein Problem sein kann, weil eben genau diese 0.6 Volt Spannungsabfall der Zusatzbatterie an Ladeschlussspannung fehlen.. was dann wieder meint, der Zusatzakku wird nicht zu 100 % geladen sondern vielleicht nur zu 80..90% .. (kein Grund zur Panik..würde er vermutlich sonst auch nur, weil eben die letzten paar Prozent sehr lange Strecken brauchen würden weil nur wenig Ladestrom fliesst.. das wird aber eben durch ne Diode im Ladezweig nicht besser...)

 

[bonsaicamper]

Wenn man unter der Woche nur verhältnismäßig kurze Strecken fährt, ist eine C-Schaltung also vermutlich gesünder für die Starterbatterie, weil dann der durch die kurzen Strecken ohnehin nur recht begrenzte Ladestrom erst einmal gänzlich der Starterbatterie zugute kommen.

Bei uns ist das nämlich so, dass ich selber unter der Woche zwar relativ lange Strecken mit meinem Geschäftswagen fahre, aber meine Frau meist nur relativ kurze Strecken mit dem Evalia (manchmal nur 2 x 2 km). Dadurch wird die Starterbatterie des Evalia, insbesondere im Winter, ohnehin stark beansprucht. Wenn ich's richtigbverstanden habe wäre die beschriebene C-Schaltung wohl die bessere Alternative.

 

[Anonymous]

Schaltung hier: http://up.picr.de/5117944.jpg

CTEK Ladegeräte sind sehr zu empfehlen (ATU oder woanders)
Auch würde ich eine 90A Lichtmaschine einbauen (lassen) sonst werden die Batterien nicht vernünftig voll, ebenso sollten die DInger nicht sehr unterschiedlich sein. Zusätzlich kann man noch Solar aufs Dach packen (nur 2. Batterie).

Von Spielereien wie "eine Batterie läd die andere" würde ich dringend abraten.

Spielereien wie zb. einen Natoknochen ans Anlasserkabel zu machen (Eigenbau-Wegfahrsperre sind sehr nett. Auch kann eine "Umschaltung" zwischen Batterie 1 und 2 sinn machen. Das müssen dann aber beides geeignete Starterbatterein sein. Wer mit einer Gelbatterie seinen Wagen startet hat nicht lange was davon Es gibt Natoknochen die eine Doppelfunktion haben (Batt1 / aus / Batt2).

Sofern es um Ströme zwischen den Batterien geht, Leitungen unbedingt so kurz wie möglich halten, Kabeldicke so fett wie das eines Starterkabels. (eigentlich Dieselstarterkabel, aber Benziner geht eigentlich auch WENN das Kabel nicht sehr lang ist...(ca 1m).

Eine Kühlbox mit einer Batterie zu versorgen ist im Grunde genommen quatsch. Die Kühlbox lutscht dir die Batterie schneller aus als du gucken kannst. Sinn (sofern man da von Sinn sprechen kann) macht nur eine ABsorberkühlbox die WÄHREND der Fahrt knackige ca. 14V Ladestrom bekommt, im Stand 220V oder Gas. Aber diese Absorberdinger sind ehr was für kältere Regionen

 

[Beastie]

Mhm.. ich glaube der aller erste Schritt bei der Planung einer 2. Batterieinstallation ist die genaue Überlegung, was man damit überhaupt machen will .. Sprich sich aufschreiben, welche Verbraucher wie lange und mit welchem Strombedarf zu versorgen sind und welche Zeit zum Laden zur Verfügung steht.

Kann gut sein, dass man dann wirklich nicht mehr ohne Strom aus der Steckdose klar kommt der natürlich auch dann von Vorteil ist, wenn man am heimischen Parkplatz Zugriff auf ne Steckdose Zugriff hat. Wer mit vollen Battrien ins Weekend startet, ist immer im Vorteil

Die 'Campingverbraucher' bekommt man ja recht gut erfasst... wo ich allerdings völlig planlos bin ist die Fahrbatterie und alles, was da dran hängt.

Genau in diese Kerbe schlägt ja die Frage : Winterbetrieb / Kurzstrecke ... wenn man im Winter nicht mal die Fahrbatterie gnaz voll bekommt, macht es dann überhaupt Sinn, ne Zusatzbatterie mitzuschleifen?

Mit großer LiMa und 230 V Boardlader ist man definitiv auf der sicheren Seite und ganz vorsichtige nehmen dann auch noch einen kleinen Stromerzeuger mit ....aber das Zeug will auch erst mal bezahlt und eingebaut sein.. und man schleppt es je nach Fahrzeug auch im Alltag mit sich rum.

Bei mir privat haben sich zwei Extreme für ein Weekend herauskritalisiert: 12 Ah Bleiakku daheim geladen für das spartansiche Spasshaben und ein 2 kW Generator wenn es ans Eingemachte geht. Ne echte Zweitbatterie wäre bei meinen Anwendungen entweder overkill oder hoffnungslos unter dimensioniert.. will damit nur sagen: Es gibt nicht die optimale Anlage sonder immer nur die am besten zur eigenen Anforderung passende..

Entscheiden ist also, sich klar zu werden, was man mit dem Strom im Fahrzeug anstellen möchte.. auch ne leere Fahrzeugbatterie ist kein Weltuntergang sondern ggf. nur ein Restrisiko :zwink:

 

[bonsaicamper]

Von Spielereien wie "eine Batterie läd die andere" würde ich dringend abraten.

Kannst Du näher erläutern, warum Du dringend davon abraten würdest?

 

[Beastie]

Gegen die Idee, aus einer Batterie die andere zu laden, spricht eigentlich nur die Energiebilanz des ganzen.. ist eben so, als wenn du Sprit von einem Tank in den anderen umfüllst, dabei aber ca. 20 % des Sprits durch undichte Leitungen verlierst...

Solange Bleiakkus die ganze Zeit parallel geschaltet sind, habe sie Schaltungsbedingt immer die gleiche Batteriespannung an den Klemmen.. wie sich dann allerdings der Strom auf die beiden Batterien aufteilt ist wieder ein anders Kapitel..allerdings sehe ich nicht, dass dann ein 'Umladen' statt findet.

Anders sieht es wieder aus, wenn zwei Batterien mit unterschiedlicher Spannungslage parallel verbunden werden.. dann fließt natürlich ein Ausgleichsstrom bis sich die Spannungslage beider Batterien angeglichen hat.. das wäre dann aber genau das, was ein einfaches Trennrelais bewirkt.

 

[Anonymous]

Von Spielereien wie "eine Batterie läd die andere" würde ich dringend abraten.

Kannst Du näher erläutern, warum Du dringend davon abraten würdest?

Das ist ganz simpel. Eine Batterie braucht 13-14 Volt um sich _vernünftig_ aufzuladen. (Ich empfehle lesen in T3-Foren, dort werden ständig schlechte Westfalia-Batterieschaltungen optimiert) Eine Batterie selbst hat keine 13 Volt, höchstens wenn sie nagelneu und pickepackevoll ist. Auch kann man mit einer Batterie keinen vernünftigen Ladezyklus simulieren. Beide Batterieen werden auf Dauer nur 2 Strompfützen sein wo man nicht mal ordentlich Leistung abrufen kann. Auch geht zuviel Energie "unterwegs" verloren. Fakt ist, bei einem 2-Batterien-Konzept wie ich es oben verlinkte, wird die 2. Batterie nur voll wenn eine 90A Lichtmaschine verbaut ist (und ggf. ein 220V Lader für den Campingplatz noch dranhängt). Leitungen müssen zwingend sehr kurz gehalten werden.

 

[Anonymous]

....aber das Zeug will auch erst mal bezahlt und eingebaut sein..

Wer den Gedanken schon am Anfang hat sollte das Thema "Camping" streichen oder sich so einfach wie möglich einrichten. Für Campinglicht braucht man keine 2. Batterie (gibts genug Alternativen - Osram LEDs etc...), zum kühlen ist sie schwachsinn, ein PKW der eine Standheizung hat ist so ausgelegt das die 1. Batterie das stemmt, ansonsten ist es ein Camper wo alle notwendigen Installationen schon enthalten sind.