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| Technik-Talk Alles was nicht Bootspezifisch ist! Einbauten, Strom, Heizung, ... Zubehör für Motor und Segel |
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Themen-Optionen |
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#1
21.11.2004, 12:29
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Trenndiode - Batterie laden
Hi,
ich habe eine starterbatterie und eine verbraucherbank a 2 batterien. mein vorgänger hat den ladestrom der lichtmaschine über ein relais gelöst. gab diese strom, waren alle batereien zusammengeschlossen. mir gefällt das nicht, denn wenn eine batterie schlecht wird, könnte sie, weil gebrückt, für ärger sorgen. ich will die batterien über eine trenndiode anschließen. sie wären dann nur gebrückt wenn mein batterieschalter für die verbraucher so geschalten ist. aber was macht man mit dem landanschluss? läuft der auf den kreislauf der lichtmaschine und so über die trenndiode? sonst wären ja wieder beide batterien bebrückt! danke für tipps)) cu andy 
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#2
21.11.2004, 12:57
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Hallo,
Wenn Du einen Diodenverteiler einbaust, fällt daran eine Spannung von etwa 0,7 Volt ab, und die Lichtmaschinen muß eine um diesen Betrag höhere Spannung liefern. Das tut sie nur, wenn man einen speziellen Regler einbaut, falls das geht. Hast Du das Boot erst kürzlich von Deinem Vorgänger erworben? Dann laß die Anlage erst einmal so, wie sie ist. Fahre eine Saison und mache Erfahrungen. Dein Vorgänger hat sich doch sicherlich auch etwas dabei gedacht, als er ein Trennrelais eingebaut hat. Es gibt Ladegeräte, die mehrere Ausgänge haben und so mehrere Batterien gleichzeitig laden können, auch wenn die Batterien nicht parallel geschaltet sind. Das hat den Vorteil, daß man keine Schalter vergessen kann und alles automatisch läuft. Du solltest das Laden der Batterien mit Landanschluß strikt vom Laden der Batterien per Lichtmaschine trennen. Du kannst sicher sein, daß Du hier in kürzester Zeit eine Menge kompetenter Beiträge finden wirst. Kannst Du eine Zeichnung Deiner Anlage machen und hier reinstellen? Das wäre sehr hilfreich. Auch Angaben über die Lichtmaschine wären nützlich. Beste Grüße Ludwig
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#3
21.11.2004, 13:05
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Die Technik mit diesem Batterie-Laderelais ist halt auch eine, wenn auch keine empfehlenswerte. Aber das ist Andreas ja auch schon aufgefallen.
Zur Batterietrennung würde ich die Installation eines elektronischen Ladeverteilers empfehlen, da dieser nicht den bereits angesprochenen Spannungsverlust hat. Das Ladegerät auf alle Fälle direkt an den einzelnen Batteriebänken anschliessen. Moderne Geräte haben 2 Ladeausgänge, damit Service- und Starterbatterien parallel geladen werden können, ohne sie elektrisch zusammenzuschalten
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Klaus Fair winds and clear skies Bekennender Segler
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#4
21.11.2004, 14:10
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Moin,
es gibt mittlerweile auch schon Trenndioden, die haben so gut wie keinen Spannungsabfall mehr. Daran zu erkennen, dass sie zusätzlich noch Anschlüsse für D+ der Lichtmaschine und Masse haben. Wenn ich richtig informiert bin, haben sie keine Dioden, sondern MOSFet Transistoren verbaut. Bei diesen Trenndioden benötigst Du keinen neuen LiMa Regler. Trennrelais haben mehrere entscheidene Nachteile: Sie haben Metallkontakte. Je höher der Strom, um so grösser macht sich dieser Übergangswiderstand bemerkbar. Die kleinen Trennrelais haben keine Schraubanschlüsse, sondern nur Steckkontakte. An diese Kontakte bekommst Du nur Leitungen mit max 6mm² Querschnitt angeschlossen. Für sehr kleine LiMas mag das vielleicht noch gehen, ansonsten ist der Querschnitt zu gering. 16mm² sollten es schon gerne sein. Es gibt zwar auch Trennrelais mit Schraubkontakten (von Bosch), habe sie aber noch nie verbaut gesehen. Persönlich verbaue ich eigentlich nur die verlustfreien Trenndioden. Und ich installiere sie nicht mit irgendeinem Schalter, sondern so wie es sich gehört: D+ Anschluss an D+ von der LiMa, Masse an Masse, B+ von der LiMa an den Eingang mit min. 16mm² und die Ausgänge ebenfalls mit min 16mm² direkt zu den Batterien. Eine negative Wechselwirkung zwischen den Batterien konmnte ich bisher noch nicht feststellen. Noch etwas zum Ladegerät: Die beste Lösung ist die Verwendung von je einem Ladegerät pro Batterie(bank) oder die Verwendung eines Ladegerätes mit mehreren Ausgängen. Sollte nur ein Ladegerät vorhanden sein, diese direkt an die Verbraucherbatterie(bank) anschliessen. Die Starterbatterie wird von der LiMa ausreichend geladen, solange eine wirkliche Trennung von Motor- und Verbraucherbatterie gegeben ist. Du kannst noch einen "Natoknochen" einbauen, der die Verbraucher- und Starterbatterie im Notfall überbrückt (die + Pole), oder einen "Batt 1, Batt 2, both, off"-Schalter nehmen. Damit könntest Du dann im Notfall den Motor mit der Verbraucherbatterie starten, ohne dass die Starterbatterie parallel dazu liegt. Ein paar Überbrückungskabel und ein 13er Maulschlüssel würden übrigens auch gehen.  Jörg Jörg
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#5
21.11.2004, 16:00
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Stell mal eine Schaltung rein. Das macht die Beurteilung leichter.
Paul
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#6
21.11.2004, 16:40
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Moin,
werde ich machen. Muss aber erst noch das Schaltplanprogramm installieren. So, die Zeichnungen sind zwar keine Meisterwerke geworden, aber zur Anschauung müsste es langen. Kurz noch eine Erklärung zum Umschalter: Der Schalter besitzt zwei Eingänge, einen für die Starterbatterie und einen für die Verbraucherbatterie, und einen Ausgang. Es kann umgeschaltet werden, welcher Eingang auf den Ausgang geschaltet wird. Eben Batterie 1, Batterie 2, Batterie 1 und Batterie 2 oder keine. Natoknochen ist eine umgangssprachliche Bezeichnung für einen einpoligen Hochleistungsschalter. ("Der mit dem roten Hebel") Sah ich leider zu spät und die Rohdaten sind schon wieder gelöscht  :Beim Überbrückungskabel muss das Ende vom Kabel natürlich an den Batteriepol der Starterbatterie und nicht auf das Kabel von der Starterbatterie zur Trenndiode angeschlossen werden. Jörg
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#8
22.11.2004, 08:53
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Trenndioden gibt es verlustarm einmal als Kondensatorbrücken, meistenteils aber mit einer Ausgleichsdiode, die den Spannungsverlust auf 0,1 Volt reduziert.
Die übliche Installation entspricht dann einer der obigen Zeichnungen. Sollte das Ladegerät nur einen Ausgang haben, so ist doch der Anschluss an die Verbraucherbatterien zweckmässig, die Starterbatterie wird eh kaum belastet.
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beste Grüße Stefan
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#9
23.11.2004, 21:13
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Hallo Jörg,
danke für die Schaltungen. Auf meinem Schiff habe ich die Version mit dem Umschalter (unter Last schaltbar). Einziger Unterschied mir mir ist, dass mein Ladegerät 2 getrennte Ausgänge hat. Ansonsten prima Schaltung, die funktioniert.
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#10
25.11.2004, 11:02
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Eine Trenndiode mit 0,1 V Spannungsabfall?? Das ist möglicherweise ein Irrtum. Die Halbleiterphysik und das Material (Silizium) sorgen für 0,7 Volt. Da viel Strom fließt und ein Übergangswiderstand vorhanden ist, muß gekühlt werden, denn nur so fließt die Verlustleistung, die am Übergangswiderstand erzeugt wird, ab.
Mosfets sind so etwas ähnliches wie Transistoren, haben aber keine Diodenstrecken mit 0,7 V Spannungsabfall. Dafür gibt's dort einen solchen von ca. 0,1 bis 0,4 Volt zwischen Drain und Source im Falle, dass das Gate ausgesteuert wird. ABER: auch hier wird Wärme aufgrund des Übergangswiderstandes produziert. Dioden sind alles in allem erheblich betriebssicherer als Mosfets - falls einmal die Wahl besteht.
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#11
25.11.2004, 11:55
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Moin,
welche Bauteile nun wirklich in den "verlustfreien" Trenndioden verbaut sind, kann ich leider nicht sagen. Irgandwann/irgendwo habe ich mal gelesen/gehört, dass MosFets verwendet werden. Daher IMHO. Aus der praxis kann ich nur sagen, dass ich bisher noch keine Ausfälle damit hatte, dass die Spannungsabfälle den Herstellerangaben entsprechen (also kaum noch messbar sind) und mir bisher noch keine durch übermässige Wärme abgefackelt sind. Jörg
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#12
25.11.2004, 12:39
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Was ich nicht immer verstehe,warum Dioden- Verteiler nicht als gute Lösung angesehen werden.
Habe diese in zwei Booten drin oder gehabt. Eingebaut und das ganze vergessen. Natürlich entsprechend Lima mit Referenz- Diode angepaßt.
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Gruß Thomas Ehre sei Gott in der Höhe. Er hat das Meer so weit gemacht, damit nicht jeder Lumpenhund, mit dem die Erde so reichlich gesegnet, dem ehrlichen Seemann da draussen begegnet. (abgewandelte Inschrift ehem. Marine Kaserne Glückstadt)
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#13
25.11.2004, 15:09
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Zitat:
Besser als Dioden sind die MOSFETS in Bezug auf ihren geringeren Spannungsabfall - allerdings kommt ein höherer elektrischer Aufwand hinzu, da das Gate des Mosfet ausgesteuert werden muß. IMHO zu fehleranfällig und damit der Diode unterliegen.
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#14
25.11.2004, 15:19
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Zur Ergänzung:
Auf meinem Boot sind die Reglerleitungen an den Limas aufgetrennt und auf jeweils eine Batterie gelegt. Somit wird der Spannungsabfall des Diodenverteilers und eventuelle Leitungsverluste ausgeglichen. Motor/ Lima: VP Gruss Ulli
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Mein Profilbild muss geändert werden...
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#15
27.11.2004, 11:08
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Hallo,
warum setzt ihr keine Schottky Dioden ein? Ich denke das ist ein guter Kompromiss zwischen MOSFET und normaler Diode. Gibt es als Module bei Conrad. Am besten die doppelten zu 200A 45V. Auf Kühlkörper schrauben, fertig. Viele Grüße Thomas
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--------------------------------------------- wenns nur schon fertig wär
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#16
27.11.2004, 14:51
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Hallole,
wenn ich das Bild recht entziffern kann, fällt auch an der Schottky-Diode bei 25 °C und 100 A eine Spannung von 0,54 Volt ab. Ohne einen speziellen Laderegler wird auch damit die Batterie nicht voll. Lediglich der Kühlkörper der Dioden könnte kleiner bemessen werden, aber dieser Vorteil ist nicht wirklich der Hit. Ich bleibe dabei: - Ein Trennrelais, das über D+ geschaltet wird und die Starterbatterie bei laufender Maschine parallel zur Borbatterie schaltet, ist am einfachsten, weil alles andere so bleibt, wie es ist. - Der Regler an der Lichtmaschine bleibt (allerdings auch die Nachteile...), dadurch werden im Falle eines Abrauchens keine anderen als die serienmäßigen Ersatzteile benötigt. - die Bordbatterie wird ohne Spannungsabfall geladen. - Jeder Elektriker kann diese Schaltung nachvollziehen. - Es gibt keinen Batterieumschalter, den man fehlbedienen könnte - Zum Notstart braucht man nur ein Starthilfekabel, aber das hat man doch meist sowieso an Bord. Russisch einfach sollte alles an Bord sein - damit kommt man am weitesten. Ludwig
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#17
27.11.2004, 16:29
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Schaut mal bei www.solarlink.de nach. Dort wird u.a. ein relativ preiswerter Trenndiodenverteiler mit 2 Ausgängen mit je 90 A angeboten. Er soll einen Spannungsabfall von nur 0.005 Volt haben.
Paul
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#18
27.11.2004, 17:36
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Zitat:
Wenn deine Verbraucherbatterie ziemlich entladen ist und sie wird durch das Trennrelais parallel zur Starterbatterie geschaltet, geschieht innerhalb weniger Minuten ein Ausgleich der Ladezustände der Batterien. D. h. deine Starterbatterie wird merklich entladen. Ein Beispiel: Starterbatterie 120 Ah, Bordnetzbatteriebank 2 x 120 Ah, Starterbatterie voll, Bordnetzbank 120 Ah entladen (nach 2 Tagen Ankern). Dann wird der Motor gestartet und das Relais schaltet die Batterien parallel. Nach 15 Minuten wird der Motor gestoppt. Hierbei passiert folgendes: Die Ladezustände der Batterien haben sich in den 15 Minuten ausgeglichen. D. h. aus der Starterbatterie flossen 40 Ah in die Verbraucherbatterien. Während dieser Zeit hat die Lima so etwa 10 Ah geliefert (55 A Lima lädt bei Verwendung eines Standardreglers Batterien, die etwa diesen Ladezustand haben, mit ungefähr 40 A). Davon sind 3,3 Ah in die Starterbatterie geflossen. Ergebnis: Der Starterbatterie fehlen jetzt 36,7 Ah! Und genau das will man ja vermeiden. Getrennte Batterien setzt man ein, um immer eine volle Starterbatterie zu haben. Geeignete Wege zur Trennung der Batterien sind ein Diodenverteiler mit geeigneter Kompensierung oder ein elektronischer Ladestromverteiler, der fast keinen Spannungsabfall hat.
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Gruß Heinz-Dieter
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#19
27.11.2004, 17:50
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Ich finde ihr macht das alles viel zu kompliziert.
Ich starte mit den Verbraucherbatterien. Dann habe ich immer eine volle Not-Batterie die über eine Diode geladen wird und somit immer voll einsatzbereit ist. Ein paar mal im Jahr wird umgeschaltet und von der Not-Batterie gestartet um deren Funktion zu überprüfen.
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#20
27.11.2004, 19:39
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@ bottwarttaucher
ich muß h-d recht geben. Abgesehen davon Trennrelais direkt an D+ kann zwar jeder Elektriker, bloß dann fängst Du Dir leicht ein Problem ein, nämlich der Regler der LIMA schaltet nicht ein. Warum? Der Strom, der durch die Ladekontrolleuchte in den Regler, bzw. in die LIMA fließt, dient zur Vorerregung. Wenn nun das Trennrelais parallel dazu angeklemmt wird, fließt der Strom teilweise schon in das Relais ab und nix mit Vorerregung. Somit wird der Regler die LIMA erst bei höheren Drehzahlen scharf schalten können. Dieser Effekt tritt besonders auf, wenn die Lampenfassung der Ladekontrolleuchte durch Korrosion höhere Übergangswiderstände aufweist. Abhilfe: 2 Dioden (1N4007) in Reihe zur Spule des Trennrelais schalten. Dann muß mindestens 1,4V anstehen, damit Strom in die Spule fließen kann. Somit kann die LIMA ohne Problem normal "starten". Ist nicht nur mein Trick. Auch BOSCH empfiehlt Trennrelais so zu schalten.
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Gruß Thomas Ehre sei Gott in der Höhe. Er hat das Meer so weit gemacht, damit nicht jeder Lumpenhund, mit dem die Erde so reichlich gesegnet, dem ehrlichen Seemann da draussen begegnet. (abgewandelte Inschrift ehem. Marine Kaserne Glückstadt)
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#21
27.11.2004, 20:02
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Die beste Lösung,wenn der Motor es erlaubt ist eine zweite getrennte Lichtmaschine für die Servicebatterie.Keine Probleme mit Spannungsabfall u.wenn mal eine Lima ausfällt kann man zur Not mal überbrücken.Doppelte Riemenscheibe u.2.Halterung montieren.Lima ran und fertig.So ist es professionell u. auf grösseren Yachten sowieso üblich.Bei Yachten ab ca.15m Länge empfehle ich ein 24 Volt Netz,weil es vom Preis her günstiger wird,der Kabelquerschnitt wird geringer ,man kann alle Lampen mit E 14 oder E 27 Fassungen verwenden.Leuchtstofflampen gibts bei jedem E-Grosshändler unter Notbeleuchtung u.die meisten nautischen Geräte arbeiten sowieso von 12-36 Volt.Für die Motor u.Tankanzeigen gibts Vorwiderstände.Keine Hafenbarkasse hat 12Volt.
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#22
27.11.2004, 20:20
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Zitat:
 Manchmal drehen sogar die Hafenrundfahrt- Barkassen im Hafen bei, wenn ich voll drauf halte
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Gruß Thomas Ehre sei Gott in der Höhe. Er hat das Meer so weit gemacht, damit nicht jeder Lumpenhund, mit dem die Erde so reichlich gesegnet, dem ehrlichen Seemann da draussen begegnet. (abgewandelte Inschrift ehem. Marine Kaserne Glückstadt)
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#24
28.11.2004, 23:53
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Hi,
Bottwarttaucher hat sicherlich richtig abgelesen. Angegeben ist der Arbeitspunkt bei 100A und 25°C. Die 25°C beziehen sich auf die Sperrschichttemperatur der Diode (TJunction). Sie darf hier den max. Wert von 175° nicht überschreiten. Da der Innenwiderstand der Diode und damit der Spannungsabfall temperaturabhängig ist, stelle ich den Kühlkörper möglichst so ein, dass ich bei ca. 175°C - 20% herauskomme (Worst Case). Ich laufe in der Regel der 125° Kennlinie entlang (s.u.). 100A Ladestrom halte ich auch für eher unwahrscheinlich. Ich gehe unten in der Kennlinie mal von 20A aus. Da lande ich dann bei 0,4V. Natürlich hast Du recht Bottwarttaucher, wir können lange rechnen, auch die 0,4V lassen sich nicht wegdiskutieren. Da hilft nur Kompensation z.B. über einen Ladestromregler. Bei den einfachen 2-Punkt Reglern tritt nun allerdings ein Problem auf: Ich stelle eine Ladespannung am regler ein, kann aber auf die Strom- und Temperaturabhängigkeit der Durchlassspannung nicht reagieren. Am Ende reden wir aber über Marginalien. Ich bin immer noch der Meinung, daß wir die beschriebenen Batterieausgleichströme mit den Trenndioden ganz gut in den Griff bekommen. Ich versuche an Bord feinmechanische Bauteile soweit möglich, einzuschränken. Viele Grüße Thomas
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--------------------------------------------- wenns nur schon fertig wär
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#25
29.11.2004, 20:07
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Zitat:
Das muß etwas mehr als ein einfacher Diodenverteiler sein, denn wozu sind sonst die Anschlüsse D+ und - dran? Die braucht ein normaler Diodenverteiler nicht. Und wenn das Ding mit IGBT-Halbleitern arbeiten täte, würde der Hersteller es doch werbetechnisch ausschlachten. Aber selbst IGBTs hätten einen Spannungsabfall, der deutlich größer als 5 mV ist. Vorausgesetzt, die 0,005 Volt stimmen, dann ist das Ding wirklich sensationell. Und preiswert dazu! Hat jemand Erfahrungen damit? Viele Grüße Ludwig
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