Hallo,
also da muß ich etwas ausholen...
Beim ersten Problem "Spannungsausgleich" vermute ich, dass Sie zwei 12V-Akkus zu einem großen 24V-Akku in Reihe geschaltet haben, von denen einer regelmäßig defekt wird. Ich hoffe, dass ich hier richtig liege.
Durch die Reihenschaltung selbst passiert aber noch nichts, denn alle 12 oder 24V-Bleiakkus bestehen letztlich aus einer Reihenschaltung von mehreren 2V-Einzelzellen. Ob diese in einem, zwei, oder mehreren Gehäusen vorliegen, ist für die Funktion ohne Belang.
Das beschriebene Problem tritt aber immer dann auf, wenn man den so künstlich entstandenen 12V-Mittelabgriff (also die Verbindung beider 12V-Akkus miteinander, welche genau die Hälfte der Vordspannung führt) "missbräuchlich" nutzt, in dem man dort einen Strom entnimmt. Dann wird der an Minus angeschlossene Akku teilweise entladen, der an Plus angeschlossene aber nicht. Damit stört man die Balance der Akku-Reihenschaltung natürlich ganz erheblich.
Wenn man nun versucht, die beiden Akkus ( die nun unterschiedliche Ladezustände aufweisen) über eine einzige 24V-Ladespannung zu laden, kommt es zu Schwierigkeiten: Der (teilweise) entladene Akku nimmt einen recht hohen Ladestrom (bei niedriger Klemmenspannung) auf, während der zweite (voll geladene) Akku eigentlich überhaupt keinen Ladestrom benötigt, diesen durch die Reihenschaltung aber aufgezwungen bekommt. Die Folge ist, dass der volle Akku stark überladen wird, innerlich korrodiert und dadurch schnell unbrauchbar wird. Zudem wird wegen der starken Gasung des zweiten Akkus der Bereich um diesen durch austretendes Schwefelsäure-Aerosol geschädigt (Rost!). Oh oh, ganz schlecht...!
Was tun?
Lösungen:
- Optimal wäre natürlich eine saubere Trennung beider Netze (24V und 12V) durch zwei vollständig getrennte Lichtmaschinen, eine für jedes Netz. Dann stehen sofort die passenden Spannungen für jeden Akku zur Verfügung uhnd man kann sich sämtliche Kunstgriffe sparen. Nachteil: Man braucht Platz für eine zweite Lichtmaschine im Motorraum und die kostet natürlich auch Geld.
- Eine zweite Lösung wäre eine spezielle Relaisschaltung, die beim Start und während der Motor läuft die beiden Akkus in Reihe schaltet (24V), bei stehendem Motor aber beide Akkus parallel schaltet (12V). Das geht natürlich nur dann, wenn A) bei stehendem Motor keine 24V benötigt werden und B) bei laufendem keine 12V. Ansonsten ist das aber eine sehr elegante Methode, um sich die bisherigen Probleme nachhaltig vom Hals zu halten. Größtes Problem: Man benötigt sehr leistungsfähige "Öffner"-Relais (also Relais, die im Ruhezustand geschlossen sind und den vollen Anlasserstrom durchleiten können) und die gibt es leider nicht für kleines Geld. Zumindest habe ich bisher noch keine finden können. Bei der Bahntechnik findet man sowas, aber da läuft leider nichts unter EUR 300,- pro Relais...
- Daher läuft es meist darauf hinaus, dass man mit Gleichspannungswandlung (24V nach 12V) arbeitet. Hierbei muss man aber zwei Probleme im Auge behalten, nämlich einerseits, dass der Wandler es locker schafft, die 24V-Starterbatterien im Stand zu leeren und andererseits, dass die Leistung eines solchen Gleichspannungswandlers (DC/DC-Wandler) eine feste Grenze hat. Man bekommt diese Probleme aber in den Griff, indem man den Wandler z.B.über Zündungsplus oder Lichtmaschine-Klemme-"D+" steuert. Dann läuft er nur bei laufendem Motor und lädt einen nachgeschalteten 12V-Akku. Steht der Motor, findet auch keine Wandlung statt und alle 12V-Verbraucher entnehmen ihren Strom einzig einer externen 12V-Akku. Das klappt in der Praxis noch am besten.
Im Prinzip benötigt man also - wie unter Pos. 3. genannt - einen 24V -> 12V DC/DC-Wandler ausreichender Leistung, den man entweder über Zündungsplus versorgt, oder über D+ ansteuert. Dessen Ausgangsspannung sollte optimalerweise auch nicht 12V betragen, sondern wie bei einer normalen Lichtmaschine etwa 14V, damit ein 12V-Bleiakku darüber geladen werden kann. Das wäre dann so etwas wie meine MicroCharge Lade-Booster, nur dass hier eben 24V -> 12V-Wandler verbaut wären, statt 12V -> 12V-Wandlern. Kann ich Ihnen anbieten, überhaupt kein Problem. Stellt sich nur die Frage, wie hoch Ladestrom bzw. Ladeleistung sein müssen und das hängt wiederum davon ab, wie viel Energie innerhalb der Motorlaufzeit(!) in den 12V-Aku "umgepumpt" werden muss.
Zu Ihrem zweiten Problem:
Meine Saftschubse leistet maximal 50W. Man kann also Verbraucher bis zu einer Leistung von 50W (~4A) innerhalb des Bordnetzes direkt über die Zweitbatterie versorgen. Werden höhere Leistungen gefordert, wird der Starterbatterie die Differenz zwischen Saftschubsen-Maximalleistung und Aufnahmeleistung aller eingeschalteten Verbraucher entnommen und das so lange, wie mehr Strom verbraucht wird als die Saftschubse liefern kann. Sinkt der Verbraucherstrom unter die Saftschubsen-Maximalleistung, wird die zuvor der Starterbatterie entnommen Ladung wieder zurück in die Starterbatterie gespeist. Insofern spielt die maximale Stromaufnahme von Verbrauchern eigentlich keine so wichtige Rolle. Wichtig ist aber, dass die Zweitbatterie der Saftschubse über ausreichend Ladung verfügt um alle Lasten versorgen zu können. Eine normale Standheizung ist jedenfalls kein Problem, wenn man nicht gerade stundenlang heizt und nur minutenlang fährt.
Viele Grüße!
Tom