Überladung Starter Batterie beim Einsatz von HLR

[sailor0646]

Durch den Einsatz eines Hochleistungsladereglers (HLR) wird die Spannung der Lima während der Ladephase bekanntermaßen erhöht. Dadurch wird die Salonbatterie deutlich schneller geladen. Der Spannungsabfall an den Trenndioden spielt dabei keine Rolle weil die Sensorleitung des HLR die Spannung direkt an der Batterie misst und den Spannungsabfall kompensiert.

Das Problem dabei ist, dass die (volle) Starterbatterie die gleiche hohe Spannung erhält wie die (leere) Salonbatterie. Die Starterbatterie wird damit natürlich überladen und kann Schaden nehmen.

Ich kenne als (theoretische) Lösung den Einsatz einer weiteren Diode in Serie zur Trenndiode für die Starterbatterie. Damit bekommt die Starterbatterie immer ca. 0,6 Volt weniger als die Salonbatterie und eine Überladung wird vermieden.

Hat jemand dies so gebaut (mit welcher Diode) und praktische Erfahrungen damit oder hat jemand noch eine andere Lösung in petto? Nein, den Einsatz eines B2B-Ladegerätes oder eines VSR statt der Dioden wollte ich hier bitte nicht diskutieren.

[Woody]

Alfred,

Starterbatterien sind, was die Behandlung beim Laden angeht, möglichst robust gebaut - durchaus auch auf Kosten anderer Eigenschaften: Moderne Lichtmaschinen liefern 14,4V - auf einer langen Strecke in den Urlaub würde die Starterbatterie des PKW dann ja auch überladen.

Ich empfehle meinen Kunden daher, bei Verwendung des HLR diese Tatsache zu ignorieren - es sei denn, besondere Schaltungsdetails sprächen dagegen. So hatte ein Kunde die Verbraucherbank sehr weit weg (> 10m) von der LiMa stehen, die Starterbatterie hingegen direkt daneben. So würde der HLR entsprechend höher ausregeln, um den Spannungsfall im Kabel zur Verbraucherbatterie zu kompensieren, die Starterbatterie würde die höhere Spannung aber ohne den Kabelverlust "ungebremst" abbbekommen - da haben wir eine zusätzliche Diode eingesetzt.
Gruß,

Jörg

[sy-merger]

Zitat von sailor0646

...
Ich kenne als (theoretische) Lösung den Einsatz einer weiteren Diode in Serie zur Trenndiode für die Starterbatterie. Damit bekommt die Starterbatterie immer ca. 0,6 Volt weniger als die Salonbatterie und eine Überladung wird vermieden.

Hat jemand dies so gebaut (mit welcher Diode) und praktische Erfahrungen damit oder hat jemand noch eine andere Lösung in petto? Nein, den Einsatz eines B2B-Ladegerätes oder eines VSR statt der Dioden wollte ich hier bitte nicht diskutieren.

Hallo Alfred,

ich habe das unter Verwendung einer 20A Diode (SKR 20/1200 gibt es für etwa 6 € bei Conrad. Das Datenblatt kannst du von mir bekommen.) so gemacht. Abhängig von deiner Starterbatterie brauchst du aber evt. eine größere. Einzelheiten hier . Wenn du noch Fragen haben solltest, kannst du mir gern über die dort angegebene Mailadresse schreiben.

Martin

[tritonnavi]

Das die Starterbatterie mal eine ganze Zeit 14,4V hat ist ganz sicher nicht das Problem.
Wie Jörg schon schrieb, wären sehr viele Autostarterbatterien sonst ständig kaputt.

Das Problem ist wohl eher, dass die Starterbatterie, bei ungünstiger Installation, auch durchaus noch etwas höhere Spannungen als 14,4V verkraften muss.
Beispiel: Wenn die Versorgungsbatterie 14,4V Spannung hätte und mit 40A geladen wird, dann ist die Spannung am Ausgang der Trenndiode auf jeden Fall schon mal höher, als an der Batterie.

Wieviel höher die dann ist, hängt natürlich von der Dimensionierung der Leitung zwischen Trenndiode und Versorgungsbatterie, sowie von der Qualität der Anschlüsse ab.
Wenn ich da als Beispiel mal 16mm² mit 2m Länge (Hin-und Rück) nehme, bin ich schon bei gut 0,1V mehr (wenn alle Anschlüsse hervorragenden Kontakt haben).
Die Starterbatterie bekommt dann ungefähr 14,5V maximale Ladespannung. Das wäre für die Starterbatterie auch noch kein Thema.

Bei 10mm² und 6m wären wir aber schon bei realistischen 0,3V mehr.

Natürlich muss man bei der ganzen Betrachtung auch bedenken, dass das ein dynamischer Prozess ist:
Die Versorgungsbatterie wird ja nicht ewig mit dem ungünstigsten Fall (volle Stromstärke bei Ladeschlussspannung) geladen, sondern nur kurze Zeit.
1.Wenn die Ladeschlussspannung von 14,4V an der Versorgungsbatterie noch nicht erreicht ist (also fast die gesamte I-Phase), wird auch die Spannung an der Starterbatterie entsprechend niedriger sein.

2. Die Stromstärke nimmt nach Erreichen der 14,4V an der Versorgungsbatterie ab. Damit wird auch automatisch der Spannungsabfall zwischen Versorgungsbatterie und Trenndiode kleiner.
Wenn der Spannungsabfall kleiner wird, kann auch der Spannungsunterschied zwischen Versorgungs- und Starterbatterie nicht mehr so groß sein.

Von daher würde ich mal sagen:
Die gesamte Leitung zwischen Trenndiodenausgang und Versorgungsbatterie, sowie die Minusleitung zwischen Starter- und Versorgungsbatterie müssen sehr gut dimensioniert sein und es müssen sich sämtliche Kontaktstellen usw. in sehr gutem Zustand befinden.
Dann passiert der Starterbatterie auch nichts.

Wenn eine vernünftige Dimensionierung der Leitungen aus irgendwelchen Gründen nicht möglich ist (z.B. zu große Entfernung zwischen Trenndiode und Versorgungsbatterie, wie Jörg schon schrieb), dann kann eine Diode in die Starterbatterieleitung eingesetzt werden.

Dann hat man allerdings Verluste in der Trenndiode und in der Extra-Diode.
Außerdem kann die Starterbatterie, wenn die mal ernsthaft entladen ist, nicht mehr so schnell und nicht mehr ganz voll geladen werden.

Mal so eine Idee:
Wie wärs denn, wenn man den HLR auf 14,8V einstellt und die Messleitung an den Eingang der Trenndiode anschließt.
Beide Batterien können dann maximal nur 14,8V minus der Trenndiodenspannung (0,3V?) bekommen.
Dann bräuchte man keine weitere Diode.
Die Versorgungsbatterie würde dann eventuell minimal langsamer geladen werden (hängt auch wieder stark von der Zuleitung ab, aber die Starterbatterie bekäme man dann, im Notfall schneller und vor allem auch richtig voll.

Gruß
Friedhelm

[pininfarina]

Das die Starterbatterie mal eine ganze Zeit 14,4V hat ist ganz sicher nicht das Problem.
Wie Jörg schon schrieb, wären sehr viele Autostarterbatterien sonst ständig kaputt.

Das Problem ist wohl eher, dass die Starterbatterie, bei ungünstiger Installation, auch durchaus noch etwas höhere Spannungen als 14,4V verkraften muss.

Ich würde da keinen großen schaltungstechnischen Aufwand betreiben. Als Startebatterie einfach eine Optima AGM in Spiraltechnologie genommen und fertig. Die verträgt locker bis zu 15 Volt!

Viele Grüße von,

Wolfgang

[apiroma]

DU solltest den Sense Anschluß der entsprechenden Ladegeräte benutzen um die Überladung zu verhindern. Daneben regelt der Lader dann auch die jeweiligen Spannungen und Ströme.
Auch lassen sich gute Geräte entsprechend der Batterien an getrennten Ausgängen einstelllen.
Man kauft einmal ein gutes Ladegerät passend zu den örtlichen Gegebenheiten.
Dann bleibt nur die Landstromversorgung einzuschalten bzw. zu fahren und gelegentlich die Batterien zu prüfen.

[tritonnavi]

@pininfarina:
"Ich würde da keinen großen schaltungstechnischen Aufwand betreiben. Als Startebatterie einfach eine Optima AGM in Spiraltechnologie genommen und fertig. Die verträgt locker bis zu 15 Volt!"

Diese Spannung verträgt die Optima (Yellow und Redtop) aber auch nicht ewig. In den Ladeanweisungen dieser beiden Optima-Typen steht, dass die mit Konstantspannung zwischen 13,8 und 15,0V nur mit bis zu 10A geladen werden dürfen und das zeitlich begrenzt (6-12h).
Die zulässige Dauerspannung der Optimas liegt im völlig üblichen Bereich: 13,2 - 13,8V.
Das sind sicherlich gute Starterbatterien, aber die haben natütlich auch ihren Preis.

Hallo Karl-Heinz,
ging es in diesem Thread nicht die ganze Zeit um den Anschluss eines HLR, bei dem die Senseleitungen sich bereits an der Batterie befinden?
Um Netz-Ladegeräte ging es jedenfalls nicht.

Gruß
Friedhelm

[sailor0646]

Zitat von tritonnavi

Wie wärs denn, wenn man den HLR auf 14,8V einstellt und die Messleitung an den Eingang der Trenndiode anschließt.
Beide Batterien können dann maximal nur 14,8V minus der Trenndiodenspannung (0,3V?) bekommen.
Dann bräuchte man keine weitere Diode.
Die Versorgungsbatterie würde dann eventuell minimal langsamer geladen werden (hängt auch wieder stark von der Zuleitung ab, aber die Starterbatterie bekäme man dann, im Notfall schneller und vor allem auch richtig voll.

Gruß
Friedhelm

Hallo Friedhelm,

das wäre m.E. keine gute Idee, denn den Aufwand mit dem HLR treibe ich doch um die Salonbatterien so schnell wie möglich zu laden. Eine Diode in die Ladeleitung zur Starterbatterie zu schalten ist dagegen doch viel einfacher.

[sailor0646]

Zitat von pininfarina

Ich würde da keinen großen schaltungstechnischen Aufwand betreiben. Als Startebatterie einfach eine Optima AGM in Spiraltechnologie genommen und fertig. Die verträgt locker bis zu 15 Volt!

Viele Grüße von,

Wolfgang

Hallo Wolfgang,

eine neue Batterie, statt einer Diode? Kein attraktiver Vorschlag.., sorry

[sailor0646]

Zitat von apiroma

DU solltest den Sense Anschluß der entsprechenden Ladegeräte benutzen um die Überladung zu verhindern. Daneben regelt der Lader dann auch die jeweiligen Spannungen und Ströme.
Auch lassen sich gute Geräte entsprechend der Batterien an getrennten Ausgängen einstelllen.
Man kauft einmal ein gutes Ladegerät passend zu den örtlichen Gegebenheiten.
Dann bleibt nur die Landstromversorgung einzuschalten bzw. zu fahren und gelegentlich die Batterien zu prüfen.

Hallo Karl-Heinz,

es geht hier um die Ladung durch einen HLR, also Ladung durch eine Lima...

[tritonnavi]

Hallo Alfred,
deine Salonbatterie würde nicht unbedingt langsamer geladen werden, wenn die Verkabelung zwischen Trenndiode und Salonbatterie gut dimensioniert ist.
14,8V - 0,3V (unterstellter Spannungabfall durch die Trenndiode) - 0,1V Spannungsabfall durch die Verkabelung =14,4V bei 40A (Beispiel s. vorherige Beiträge).

Du bekommst dann aber deine Starterbatterie voll, was mit einer Extra Diode im Starterbatteriekreis und bei nur 14-14,1V Maximalspannung an der Starterbatterie (bei 0,3V Spannungsabfall durch die Diode) nur mit sehr langer Motorlaufzeit möglich ist.

Eine volle Starterbatterie wäre mir persönlich mehr wert, als eventuell 10 Minuten mehr Ladezeit für die Salonbatterien.
Bei den Salonbatterien kommt man normalerweise, trotz HLR, sowieso nicht immer ohne Netzladung aus.

Ein anderer Vorschlag mit fast gleicher Wirkung wäre, die Senseleitung direkt am Trenndiodenausgang (zur Salonbatterie) anzuschließen (dann natürlich mit nur 14,4V eingestellter Maximalspannung).
Eine Überladung beider Batterien wäre damit ausgeschlossen, die Ladung der Salonbatterie etwas langsamer (direkt abhängig von der Leitungsqualität zwischen Trenndiode und Salonbatterie).
Die Starterbatterie wäre aber immer schnell und ganz voll geladen.

Gruß
Friedhelm

[sy-merger]

Zitat von tritonnavi

....
Eine volle Starterbatterie wäre mir persönlich mehr wert, als eventuell 10 Minuten mehr Ladezeit für die Salonbatterien.
Bei den Salonbatterien kommt man normalerweise, trotz HLR, sowieso nicht immer ohne Netzladung aus.
....

Gruß
Friedhelm

Warum machst du dir eigentlich um deine Starterbatterie solche Sorgen? Glaubst du nur, die sei nicht genügend geladen oder hast du dir auch mal den Spaß gemacht ein bisschen zu rechen? Wenn ja, würde mich das sehr interessieren.

Martin

[sailor0646]

Zitat von tritonnavi

Hallo Alfred,
deine Salonbatterie würde nicht unbedingt langsamer geladen werden, wenn die Verkabelung zwischen Trenndiode und Salonbatterie gut dimensioniert ist.
14,8V - 0,3V (unterstellter Spannungabfall durch die Trenndiode) - 0,1V Spannungsabfall durch die Verkabelung =14,4V bei 40A (Beispiel s. vorherige Beiträge).

Du bekommst dann aber deine Starterbatterie voll, was mit einer Extra Diode im Starterbatteriekreis und bei nur 14-14,1V Maximalspannung an der Starterbatterie (bei 0,3V Spannungsabfall durch die Diode) nur mit sehr langer Motorlaufzeit möglich ist.

Eine volle Starterbatterie wäre mir persönlich mehr wert, als eventuell 10 Minuten mehr Ladezeit für die Salonbatterien.
Bei den Salonbatterien kommt man normalerweise, trotz HLR, sowieso nicht immer ohne Netzladung aus.

Ein anderer Vorschlag mit fast gleicher Wirkung wäre, die Senseleitung direkt am Trenndiodenausgang (zur Salonbatterie) anzuschließen (dann natürlich mit nur 14,4V eingestellter Maximalspannung).
Eine Überladung beider Batterien wäre damit ausgeschlossen, die Ladung der Salonbatterie etwas langsamer (direkt abhängig von der Leitungsqualität zwischen Trenndiode und Salonbatterie).
Die Starterbatterie wäre aber immer schnell und ganz voll geladen.

Gruß
Friedhelm

Hallo Friedhelm,

deine Vorschläge sind mir etwas zu verworren und zu unübersichtlich. Ich will und werde eine Anlage mit klaren Verhältnissen bauen.

Ich werde alle Leitungen so dimensionieren, dass sie die Spannungsverhältnisse möglichst wenig beeinflußen. Ich werde auch die Sensorleitung an die Salonbatterie anschließen und den HLR mit der optimalen Ladespannung arbeiten lassen um die Salonbatterien so schnell wie möglich und so voll wie möglich zu laden.

Da bei dieser Konfiguration die Ladespannung für die Startbatterie zumindest für einige Zeit zu hoch ist, wird das die Lebensdauer der Startbatterie mehr oder weniger verkürzen. Ich werde dies auf Kosten der schnellen und kompletten Ladung der Startbatterie durch eine Spannungsreduzierung verhindern. Ich denke, das kann ich mir leisten, weil ein Startvorgang die Startbatterie nur mit ca. 3 % der Kapazität belastet und eine unvollständige Ladung der Startbatterie deshalb gut tolerierbar ist, bis ich sie wieder mit 230 Volt voll lade (ca. 2-3 Tage).

Da es keine besseren Vorschläge gab, werde ich also eine zweite Diode vor die Startbatterie schalten. Ich bedanke mich für alle Vorschläge.

[ManfredBochum]

Hallo,

@Da es keine besseren Vorschläge gab, werde ich also eine zweite Diode vor die Startbatterie schalten. Ich bedanke mich für alle Vorschläge.

Das ist auch das einzig sinnvolle und logisch nachvollziehbar.

Gruß Mani

[sy-merger]

Zitat von sailor0646

....
Da bei dieser Konfiguration die Ladespannung für die Startbatterie zumindest für einige Zeit zu hoch ist, wird das die Lebensdauer der Startbatterie mehr oder weniger verkürzen. Ich werde dies auf Kosten der schnellen und kompletten Ladung der Startbatterie durch eine Spannungsreduzierung verhindern. Ich denke, das kann ich mir leisten, weil ein Startvorgang die Startbatterie nur mit ca. 3 % der Kapazität belastet und eine unvollständige Ladung der Startbatterie deshalb gut tolerierbar ist, bis ich sie wieder mit 230 Volt voll lade (ca. 2-3 Tage).

...

Ergänzend dazu habe ich die Beobachtung gemacht, das v o r Einbau des HLR beide Batterien durch den Standardregler bis zur Endspannung von 13,9 V geladen wurden. Der HLR ist auf eine Endspannung von 14,4 V eingestellt. Bis zu diesem Wert geht die Spannung an der Servicebatterie rauf, da dort der Fühler angebracht ist. An der Starterbatterie liegen dann zum gleichen Zeitpunkt 14,8 V an. Da sie durch den Startvorgang kaum entladen ist, fließt auch nur ein geringer Ladestrom. Der dadurch wiederum geringere Spannungsabfall an der Zuleitung ist für diese höhere Spannung verantwortlich. Die danach zusätzlich eingebaute Diode (um die es in dieser ganzen Diskussion geht) senkt diese um 0,6V auf 14,2 V wieder herab. Auch die Starterbatterie wird damit auf eine um 0,3V höhere Ladeendspannung gebracht als vor dem Umbau auf den HLR. Wenn ich mir zu Standardreglerzeiten keine Gedanken über die Ladung machen musste, warum sollte ich das jetzt bei der höheren Ladung?

Eine zusätzliche Ladung der Starterbatterie über Landstrom kann man sich auch sparen. Wenn man mit der Starterbatterie wirklich nichts anderes macht als den Motor zu starten, ist die immer so geladen, dass man noch viele weitere Versuche hat. Wer von euch schließt denn sein Auto jede Nacht an die Steckdose an, nur damit es am Morgen auch anspringt? Ich lade die Starterbatterie ausschließlich über die Lima. Selbst nach einem langen Winter ohne Nachladen und Ausbau der Batterien ist der Motor sofort da. Warum sollte er auch nicht?

Martin

[sailor0646]

Hallo Martin,

ws du schreibst ist sehr interessant. Ich stimme Dir zu, dass man es sich, wegen der Kapazität, leisten kann die Startbatterie nur über die Lima zu laden. Wie du weißt, sollte eine Batterie aber ab und zu auch mal richtig vollgeladen werden um eine Sulfatierung zu vermeiden. Das wird sie aber mit der vorgeschalteten Diode durch die Lima eigentlich nicht. Die gemessene Spannung von 13,9 Volt ohne HLR reicht dazu auch nicht. Deswegen kann eine Ladung durch den 230 V Lader ab und zu nicht schaden. Außerdem hat das Ladegerät sowieso zwei Ausgänge. Warum dann nicht die Starterbatterie da dran hängen. Das ist auch für die Winterzeit besser, denn da wird der Motor nicht oft an sein.

Wenn die Spannung an der Starterbatterie bei dir auf 14,8 Volt hoch geht, dann muss der HLR ziemlich aufdrehen um die 14,4 Volt an der Salonbatterie zu halten, weil an der Zuleitung relativ viel Spannung abfällt. Mir scheint, dass das Kabel zur Salonbatterie wohl etwas zu dünn geraten ist. Hast du mal gemessen, wieviel Spannung an der Leitung von der Lima zur Salonbatterie bei maximaler Ladung abfällt? Ich werde da ein Kabel mit 35 mm² einsetzen.

Für den nächsten Winter habe ich allerdings noch vor ein Solarpanel zu beschaffen, welches mindestens die Selbstentladung der Batterien ausgleichen soll, denn eine Tiefentladung über den Winter möchte ich natürlich auch vermeiden.

[sailor0646]

Hallo Martin,

deine Homepage ist sehr informativ - Kompliment!

Ich habe überlegt, welchen Strom die zusätzliche Diode aushalten muss. Im schlimmsten Fall (Salonbatterie voll, Starterbatterie leer) wird meine Lima diese versuchen mit 60 A zu laden. Ein höherer Strom kann eigentlich darüber nicht fließen, oder?

Demnach sollte die Diode mindestens 60 A besser mehr aushalten. Welche Diode würdest du verwenden? Hast du die Platte für deine Diode selbst gebaut, oder gibt es da fertige Platten? Hast du eine Ahnung wie viel Kühlung die Diode benötigt?

Ich habe jetzt bei Conrad geschaut und gesehen, dass die Leistungen für eine halben Sinus und 150° Umgebungstemperatur spezifiziert sind. Da Gleichspannung anliegt, sollte man wohl die Belastbarkeit verdoppeln, auch um die Umgebungstemparatur niedrig zu halten. In jedem Fall wird eine ordentliche Kühlung notwendig sein, denn die Diode verbrät bei 0,6 Volt und 60 A immerhin 36 Watt.

[tritonnavi]

Hallo Alfred,

meine "verworrenen" Vorschläge sollten eigentlich nur ein Denkanstoß sein, mehr nicht.

Zu der Ladung von Starterbatterien:
Die Zeiten, als Standardregler mit ca 14V (und darunter) arbeiteten sind zumindest im KFz-Bereich schon länger vorbei.

Um die 14,4V sind auch beim Standardregler heutzutage üblich.

Von daher würde ich eine Maximal-Spannung von nur um die 14V bei der Starterbatterie, die sich durch die Spannungabsenkung durch eine Zusatzdiode ergibt, negativ beurteilen.

Wenn diese niedrige Spannung ausreichend wäre, um eine Starterbatterie zeitgerecht voll zu laden, hätte wohl niemand die Spannung der standardregler auf ca 14,4V hochgesetzt.

Gruß
Friedhelm

[sy-merger]

Hallo Alfred,

das sind ja eine ganze Menge Fragen auf einmal. Ich will mal versuchen zu antworten, muss aber dazu sagen, dass ich bei KFZ-Elektronik auch meine Grenzen habe. Eigentlich bin ich Entwicklungsingenieur für Kommunikationsprodukte. Mit Funk kenne ich mich deshalb wesentlich besser aus. Die Batterieladetechnik auf dem Boot habe ich mir auch nur angelesen.

Ladung
Die Ladung einer Batterie erfolgt nach einer Exponentialfunktion, d.h. mit zunehmender Ladung fließt immer weniger Strom. Am wirtschaftlichsten wird deshalb eine Batterie zwischen etwa 50 und 80% ihrer Ladung betrieben. Unter 50% soll man sie nicht entladen, weil das auf die Lebensdauer geht und über 80% dauert es halt. Um die letzten 20 % zu beschleunigen hat man die IUoUo Ladetechnik erfunden. Die Spannungsüberhöhung der ersten Uo-Phase beschleunigt die Ladung. In den Batteriespezifikationen steht drin, dass man diese höhere Spannung nicht nicht länger anliegen lassen darf wenn die Ladung erfolgt ist, weil die Batterie dann gast. Deshalb muss man dann auf die zweite Uo-Phase und damit Ladungserhaltung schalten. Diese Spannung entspricht der, die auch für Dauerladung zulässig ist. Auch mit dieser Spannung wird die Batt geladen. Es dauert nur länger. Wäre das nicht so, hätten alle KFZ-Hersteller ein Problem. Mit Mit chemischen Vorgängen wie Sulfatierung kenne ich mich nicht so aus. Aber wenn meine Batterie die gleiche Lebensdauer wie im Auto erreicht bin ich zufrieden. Ich gebe aber zu meine Starterbatterie im letzten Frühjahr obwohl sie noch keinerlei Ermüdungserscheinungen hatte, vorsorglich ausgetauscht zu haben. Eine 7 Jahre alte Batterie gibt auch im Auto gern von jetzt auf nachher den Geist auf und das wollte ich auf meiner Überführungsfahrt auf dem Binnenweg ins MM nicht riskieren.

Kabel
Ich verwende die Standardkabel mit 25mm2, die in meiner Bavaria drinwaren. Der Spannungsabfall (etwa 400 mV max.) wird problemlos durch den Regler ausgeglichen und zu warm werden sie auch nicht. Warum sollte ich da tauschen?

Volladung durch Landstrom
Anfangs hatte ich auch mal die Starterbatterie an einen Ausgang des Ladegerätes angeschlossen. Durch den Batteriecontroller mit dem ich die Servicebatterie überwache, bin ich aber schnell zu der Erkenntnis gekommen, das diese dann nicht richtig geladen wird. Ursache ist das Verhalten des Ladegerätes von Sterling. Dieses hat zwar drei Ausgänge aber nur einen gemeinsamen Regler für alle drei. Das führt dazu, dass die vollste Batterie das Ladeverhalten bestimmt. Diese Batterie war bei mir regelmäßig die Starterbatterie. Wenn die wieder voll ist, geht das gesamte Ladegerät auf Erhaltungsladung, mit entsprechenden Nachteilen für die Servicebatterie. Seit dem ich mit allen drei Ausgängen die Servicebatterie lade, sind wir alle - meine Batterien und ich auch- glücklich.

Diodendimensionierung
Es ist richtig, wenn du absolut für den worst case (das wäre ein Kurzschluss der Batterie) auslegen willst musst du eine Diode wählen, die den Kurzschlussstrom der LIMA kann. Ich habe mich bewusst dagegen entschieden und riskiere die Diode in diesem Grenzfall. Ich bin ganz pragmatisch vorgegangen und habe den Strom in die 56 Ah Starterbatt gemessen. Der war nie höher als 5 A. Das sind dann etwa 3 Watt, für die man den Kühlkörper dimensionieren muss. So ganz kritisch ist das wegen des gegenläufigen Temperaturkoeffizienten der Diode aber nicht. Wenn bei dir größere Ströme fließen sollten, nimmst du halt eine größere Diode. Ich habe hier noch eine 150 A, die allerdings ein M12 Gewinde hat und deswegen schwer zu verbauen ist. Aber das wäre sicher mit Kanonen nach Spatzen geschossen.

Webseite
Es freut mich natürlich, wenn dir meine Webseite gefällt. Noch mehr würde es mich freuen, wenn auch du Spuren in Form eines Gästebucheintrages hinterlassen würdest.

Martin

[sailor0646]

Hallo Martin,

danke, dass du dir die Mühe machst meine Fragen zu beantworten. Die Funktionsweise einer Batterie ist mir grundsätzlich bekannt. Hier meine Kommentare zu einzelnen Punkten.

Zitat von sy-merger

Mit chemischen Vorgängen wie Sulfatierung kenne ich mich nicht so aus.

Die Sulfatierung entsteht immer, wenn ein Batterie längere Zeit nicht ganz voll geladen wird und stellt eigentlich den wichtigsten Grund für defekte Batterien dar. Daran sind meist zu schwache Ladegeräte schuld, die es nicht schaffen die Batterie bei gleichzeitig angeschlossenen Verbrauchern über Nacht voll zu laden. Mein Ladegerät wird deshalb für 360 AH Kapazität der Batterien 60 A Ladeleistung haben.

Kabel
Ich verwende die Standardkabel mit 25mm2, die in meiner Bavaria drinwaren. Der Spannungsabfall (etwa 400 mV max.) wird problemlos durch den Regler ausgeglichen und zu warm werden sie auch nicht. Warum sollte ich da tauschen?

Natürlich halten die Kabel diesen Strom aus. Der Nebeneffekt ist halt, dass dein HLR den Spannungsabfall der Diode und des Kabels kompensieren muss und mit ca. 15,4 Volt lädt. Davon kommen bei der der vollen Starterbatterie eben 14,8 Volt an. Mit der zusätzlichen Diode hast du das Problem aber wieder kompensiert. Ist also kein wirkliches Problem, solange der HLR und die Lima diese hohe Spannung auch liefern können. Allerdings "verbraucht" der Spannungsabfall am Kabel immerhin bis zu 24 Watt (0,4 x 60 A), die dir nicht mehr für die Ladung zur Verfügung stehen.

Volladung durch Landstrom
Anfangs hatte ich auch mal die Starterbatterie an einen Ausgang des Ladegerätes angeschlossen. Durch den Batteriecontroller mit dem ich die Servicebatterie überwache, bin ich aber schnell zu der Erkenntnis gekommen, das diese dann nicht richtig geladen wird. Ursache ist das Verhalten des Ladegerätes von Sterling. Dieses hat zwar drei Ausgänge aber nur einen gemeinsamen Regler für alle drei. Das führt dazu, dass die vollste Batterie das Ladeverhalten bestimmt. Diese Batterie war bei mir regelmäßig die Starterbatterie. Wenn die wieder voll ist, geht das gesamte Ladegerät auf Erhaltungsladung, mit entsprechenden Nachteilen für die Servicebatterie. Seit dem ich mit allen drei Ausgängen die Servicebatterie lade, sind wir alle - meine Batterien und ich auch- glücklich.

Dieses Verhalten deines Ladegerätes ist natürlich sehr nachteilig. Aus diesem Grund raten auch viele Fachleute auch zu einem getrennten kleinen 230V Ladegerät für die Starterbatterie. Bessere Ladegeräte haben aber getrennte Regler mit getrennten Kennlinien für jeden Ausgang. Da passiert dieses Problem eben nicht. So eines werde ich mir kaufen.

Diodendimensionierung
Es ist richtig, wenn du absolut für den worst case (das wäre ein Kurzschluss der Batterie) auslegen willst musst du eine Diode wählen, die den Kurzschlussstrom der LIMA kann.

Mit den 60 A meinte ich den vollen Ladestrom meiner Lima, der in die Starterbatterie fließen würde, wenn diese leer und gleichzeitig die Salonbatterie voll wäre. Das ist ziemlich unwahrscheinlich, aber eine stärkere Diode kostet auch nur wenige Euros mehr und ich möchte auch nicht riskieren, dass sich die Diode so erhitzt, dass eine Brandgefahr entstehen kann. Dass die Diode kaputt geht ist dabei nicht das Problem.

Webseite
Es freut mich natürlich, wenn dir meine Webseite gefällt. Noch mehr würde es mich freuen, wenn auch du Spuren in Form eines Gästebucheintrages hinterlassen würdest.

Das werde ich natürlich noch nachholen

[tritonnavi]

Hallo Martin,
die Diode für die Starterbatterieladung würde ich persönlich grundsätzlich stärker dimensionieren als 5A. Wenn deine Starterbatterie mal zufällig "richtig" entladen sein sollte (was gerade bei einer relativ kleinen Batterie eher sein kann, als bei einer größeren), kann eben tatsächlich mal ein 10-fach höherer Strom fließen. Von daher würde ich die Auslegung genau so sehen, wie Alfred.

Hallo Alfred,


@sailor0646:
"Natürlich halten die Kabel diesen Strom aus. Der Nebeneffekt ist halt, dass dein HLR den Spannungsabfall der Diode und des Kabels kompensieren muss und mit ca. 15,4 Volt lädt. Davon kommen bei der der vollen Starterbatterie eben 14,8 Volt an. Mit der zusätzlichen Diode hast du das Problem aber wieder kompensiert. Ist also kein wirkliches Problem, solange der HLR und die Lima diese hohe Spannung auch liefern können. Allerdings "verbraucht" der Spannungsabfall am Kabel immerhin bis zu 24 Watt (0,4 x 60 A), die dir nicht mehr für die Ladung zur Verfügung stehen."

Die 14,8V liegen an der Starterbatterie aber nur genau so lange an, wie der stärkere Strom zur Salonbatterie fließt und das ist nur, bis die U1-Phase (Ladeschlussspannung wird an der Salonbatterie erreicht) anfängt.

Nach kurzer Zeit in der U1-Phase sinkt der Ladestrom der Salonbatterie, der Spannungsabfall wird proportional geringer und zum Ende der U1-Phase (Absorbtionsphase) würden dann auch ca 14,4V an der Starterbatterie anliegen und eine Kompensierung ist dann definitiv nicht mehr nötig.

Wenn jetzt noch eine zusätzliche Diode vor der Starterbatterie eingesetzt wird hast du für die Starterbatterie nur noch 13,8 bzw, 14,1V (je nach Diode) als Ladespannung und das ist auf Dauer etwas wenig.

Eine Frage:
Welches Ladegerät schwebt die vor, dass zwei Ausgänge mit völlig getrennten IUoU-Kennlinien hat?

Gruß
Friedhelm

[sailor0646]

Zitat von tritonnavi

Hallo Alfred,

meine "verworrenen" Vorschläge sollten eigentlich nur ein Denkanstoß sein, mehr nicht.

Zu der Ladung von Starterbatterien:
Die Zeiten, als Standardregler mit ca 14V (und darunter) arbeiteten sind zumindest im KFz-Bereich schon länger vorbei.

Um die 14,4V sind auch beim Standardregler heutzutage üblich.

Von daher würde ich eine Maximal-Spannung von nur um die 14V bei der Starterbatterie, die sich durch die Spannungabsenkung durch eine Zusatzdiode ergibt, negativ beurteilen.

Wenn diese niedrige Spannung ausreichend wäre, um eine Starterbatterie zeitgerecht voll zu laden, hätte wohl niemand die Spannung der standardregler auf ca 14,4V hochgesetzt.

Gruß
Friedhelm

Hallo Friedhelm,

ich wollte dich mit dem Ausdruck "verworren" nicht beleidigen. Für mich war dein Ansatz aber etwas zu sehr um die Ecke gedacht und für mich nicht verständlich.

Warum bist du so fixiert darauf die Startbatterie unbedingt mit der Lima voll zu laden. Das ist doch überhaupt kein Problem. Selbst mit einer halb vollen Startbatterie kann man den Motor noch gut starten. Spätestens nach 3 Tagen fahre ich wieder in einen Hafen und lade die Starterbatterie wieder ganz voll. Im Gegensatz zu Martin halte ich das auch für lebensverlängernd.

Die mögliche Überladung kann aber z.B. bei einer geschlossenen Batterie sehr schnell zu Problemen führen. Aber auch bei einer offenen Batterie verkürzt es (tendenziell) die Lebenszeit. Aber selbst wenn dies nicht der Fall wäre, schadet die Diode in keinem Fall, verhindert aber mögliche Probleme. Da die Diode weniger als 20 Euro kostet, sehe ich da auch kein finanzielles Risiko.

Ich werde die Leitung von der Lima zur Trenndiode und zur Salonbatterie in 35 mm² ausführen um den Spannungsabfall zu begrenzen. Auch damit wird die Spannung an der Starterbatterie nicht so hoch steigen, weil der HLR nicht so viel Spannungsverlust kompensieren muss.

Als Ladegerät habe ich das Mastervolt Mass 12/60-2 geplant zu kaufen. Ich habe nochmal nachgelesen. Bei diesem Gerät beeinflußt der Ladezustand der Starterbatterie am zweiten Ausgang die Kennlinie des ersten Ausgangs für die Salonbatterie nicht. Allerdings arbeitet der zweite Ausgang nur als Erhaltungslader. Damit wird die Startbatterie zwar nicht sehr schnell aber auch voll geladen.

Wen man ein Ladegerät hat wie Martin, welches komplett zurück schaltet weil die Starterbatterie voll ist, dann sollte man die Starterbatterie da nicht anschließen und mit einem zweiten Ladegerät oder nur mit der Lima laden.

[sy-merger]

Zitat von tritonnavi

Hallo Martin,
die Diode für die Starterbatterieladung würde ich persönlich grundsätzlich stärker dimensionieren als 5A. Wenn deine Starterbatterie mal zufällig "richtig" entladen sein sollte (was gerade bei einer relativ kleinen Batterie eher sein kann, als bei einer größeren), kann eben tatsächlich mal ein 10-fach höherer Strom fließen. Von daher würde ich die Auslegung genau so sehen, wie Alfred.

.....

Gruß
Friedhelm

Wie ich oben schon schrieb, habe ich auch daran gedacht und eine 20A Diode verwendet. Das läuft inzwischen seit drei Jahren ohne Probleme. Und wenn alle Stricke reißen habe ich auch noch ein kurzes Kabel mit dem ich, wie bei einer Fremdstartung beim Auto, die Servicebatterie zum Starten parallel schalten kann. Das war aber noch nie nötig.

Martin

[pininfarina]

Mein Ladegerät wird deshalb für 360 AH Kapazität der Batterien 60 A Ladeleistung haben.

Hallo Alfred,

hast Du derzeit einen Batteriemonitor an Bord und kannst Du etwas über die Ladeströme im praktischen Betrieb - ohne HLR - sagen?

Viele Grüße von,

Wolfgang

[sailor0646]

Zitat von pininfarina

Hallo Alfred,

hast Du derzeit einen Batteriemonitor an Bord und kannst Du etwas über die Ladeströme im praktischen Betrieb - ohne HLR - sagen?

Viele Grüße von,

Wolfgang

Hallo Wolfgang,

ich habe das Schiff erst vor Kurzem gekauft. Es ist 5 Jahre alt und der Voreigner hat mir berichtet, dass er nach 3 Jahren die Batterien das erste Mal austauschen musste. Die neuen Batterien haben jetzt auch schon wieder kaum noch Kapazität, wie ich leider feststellen musste, obwohl ich es zwei Wochen am Landstrom hatte.

Ich führe das darauf zurück, das das Schiff nur ein Ladegerät mit 20 A Leistung und natürlich auch keinen HLR hat. Wahrscheinlich sind sie sulfatiert, weil sie nie richtig voll geladen wurden und deshalb wohl auch öfter tief entladen wurden. Das Schiff hat keinen Batteriemonitor.

Bei 360 Ah Kapazität reicht ein 20 A Ladegerät definitiv nicht aus. Wenn im Salon 10-15A verbraucht werden, bleiben nur 5-10 A für die Ladung übrig. Damit werden die Batterien erst in 3 Tagen einigermaßen voll.

Bevor ich jetzt die Batterien wieder austausche, will ich die gesamte Ladetechnik gründlich verbessern. Deswegen diese Diskussion hier. Ich werde auch einen Batteriemonitor installieren um zukünftig den Batteriestatus genau zu kennen. Ich hoffe, dass die neuen Batterien dann deutlich länger leben.

Mit einem HLR habe ich gute Erfahrungen in meinem vorigen Schiff gemacht. Die Batterien wurden nach dem Einbau erheblich schneller und auch wirklich voll geladen und ich konnte 2-3 Tage in einer Bucht liegen, vorher nur einen Tag, bevor die Batterien leer waren.