Warenkorb zeigen
Ihr Warenkorb ist leer.
| Drucken |

Technische Details

MicroCharge-Stützsystem ('Saftschubse')


Hoher Stromverbrauch in Fahrzeugen hat schon so manchen in den Wahnsinn getrieben. Nicht genug, daß die Batterie dauernd leer ist, sie ist zu allem Übel auch noch schnell verschlissen. Das liegt daran, daß Starterbatterien von ihrer Konstruktion her überhaupt nicht dazu geeignet sind, sogenannte zyklische Lasten zu versorgen. Starterbatterien wurden entwickelt, um die extrem hohe Stromaufnahme des Anlassers zu verkraften, deshalb sind sie mit vielen dünnen und großflächigen Bleielektroden aufgebaut. Bei zyklischer Belastung (damit gemeint sind regelmäßig weitgehende Entladungen und Aufladungen) und tieferer Entladung, wie sie z.B. bei Akkus in Elektro-Rollstühlen vorkommt, verlieren Starterbatterien schnell an Leistung.

Für solche Anwendungen benötigt man Akkus mit dicken, massiven Bleielektroden, damit der Akku viele hundert Lade-/Entladezyklen durchhält, ohne merklich an Leistung zu verlieren. Leider lassen sich aber mit solchen dicken Elektroden keine Motoren starten, denn sie können die zum Start nötigen hohen Ströme nicht aufbringen. Ein Dilemma!

In solchen Fällen bieten sich Lösungen mit Bordnetztrennung über Trenn-MOSFET und Zweitbatterie an. Das ist oft eine sehr gute Lösung! Das macht es jedoch erforderlich, daß die Verbraucher, die von der Zweitbatterie versorgt werden sollen, auch an die Zweitbatterie angeschlossen werden. Es ist also bei nachträglicher Umstellung auf ein Zweitbatteriesystem immer auch eine Umverdrahtung dieser Verbraucher erforderlich. Gerade das stellt aber oft ein großes Problem dar, denn die vielen einzelnen Verbraucher in überdurchschnittlich gut ausgestatteten Fahrzeugen lassen sich kaum ohne weiteres "entwirren" und in einem einzigen Sekundärnetz zusammenfassen, um so die Starterbatterie wirklich zu entlasten. Besonders bei fertig ausgestattet gelieferten Fahrzeugen wie Taxen, Wohnmobilen o.ä. fällt die nachträgliche Auftrennung des Bordnetzes oft schwierig.


Für alle diese Fälle gibt es ab sofort eine völlig neue Lösung:

Die MicroCharge-'Saftschubse'!


Aber wie trennt man zyklische Lasten von der Starterbatterie ab, ohne die Netze wirklich zu trennen?

Die Idee: Bordnetz-Stützung mit erhöhter Schwebespannung!

Das Prinzip des faulen Tandemfahrers: Fahren mehrere Leute zusammen auf einem Tandem, braucht der Faule nur eine Winzigkeit langsamer zu treten als die anderen und schon muß er sich überhaupt nicht mehr anstrengen. Die anderen übernehmen seine Last komplett. Genau so funktioniert die MicroCharge-Saftschubse. Nur halt andersrum...!

 


Bild 1: Links 12V/100Ah Starterbatterie, mitte 24Ah AGM-Akku, rechts MicroCharge-Saftschubse im Kofferraum eines Mercedes W140

 

Wenn der Motor steht, liegt die Spannung der Autobatterie je nach Ladezustand zwischen 12,0 und 12,8V. Die MicroCharge-Saftschubse stellt über einen integrierten Gleichspannungswandler eine Stützspannung von etwa 13V aus einem zyklenfesten 12V-Zweitakku zur Verfügung. Diese geringfügige Spannungserhöhung wirkt nun ähnlich wie eine Trenn-Diode, weil der elektrische Strom immer den Weg des geringsten Widerstands nimmt. Wird dem Fahrzeugnetz ein Strom entnommen, so wird dieser vom Stützsystem und somit vom zyklenfesten Gel-Akku aufgebracht, nicht mehr von der Autobatterie. Daher der Ausdruck 'Saftschubse': Der Gleichspannungswandler 'schiebt' den Strom vom Zweitakku bei Bedarf ins primäre System. Auch wenn der Stützakku zunehmend entladen wird und seine Klemmenspannung dadurch absinkt, hält der in der Saftschubse integrierte Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) die Stützspannung trotzdem konstant auf 13V. Erst bei elektrischen Lasten vom mehr als 50W Leistung sinkt die Stützspannung etwas ab und die Starterbatterie hilft bei der Versorgung starker Verbraucher mit. Als Stützakku verwendet man natürlich eine zyklenfeste Akku-Bauform, wie sie in vielen verschiedenen Bauformen im Handel erhältlich ist.

---> Problem gelöst!

 


 
Bild 2: Prinzipschaltbild MicroCharge-Saftschubse

Die Vorteile liegen auf der Hand:

  • Kein Umbau nötig
  • Universell und vielseitig anwendbar
  • Günstiger Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers: 89%
  • Geeignet für kleine bis mittlere Zweitakkus bis etwa 66Ah
  • Supereinfacher Anschluss an alle 12V-Bordnetze
  • Kostengünstige und nachhaltige Lösung
  • Komplette Schonung und Lebensdauerverlängerung der Starterbatterie
  • Damit jederzeit hohe Startsicherheit

Betriebsart Stützen: Wird der Motor gestoppt, erkennt dies die MicroCharge-Saftschubse durch die plötzlich abfallende Bordspannung. Der integrierte Gleichspannungswandler schaltet sich ein und hebt die Spannung an der Starterbatterie auf 13V. Sämtlicher Strombedarf bis zu 4A (50W) wird in dieser Betriebsart dem Zweitakku entnommen. Größere Ströme werden von der Starterbatterie beigesteuert. Sinkt der Strombedarf, wird ein Teil des entnommen Stroms durch die Saftschubse wieder in die Starterbatterie zurück geladen. Es ist jederzeit möglich, größere Verbraucher direkt an den Stützakku anzuschließen, so wie man es üblicherweise bei Zweitakku-Systemen macht. Aus der Sicht solcher Verbraucher arbeitet die Saftschubse dann wie ein automatisches Trenn-Relais: Abtrennung des Zweitakkus bei Abstellen des Motors, automatische Zuschaltung nach Motorstart.

Betriebsart Laden: Bei laufendem Motor schaltet sich der Gleichspannungswandler ab und der Zweitakku wird ganz normal zusammen mit der Starterbatterie aufgeladen. In dieser Betriebsart arbeitet die Saftschubse ähnlich wie ein automatisches Trenn-Relais.

Schutzschaltungen: Die in der Stützelektronik enthaltenen Schutzschaltungen schützen Gleichspannungswandler und Zweitakku vor Überlastung und verhindern, daß der Zweitakku zu tief entladen wird. Ausreichend früh vor erreichen der Tiefentladeschwelle wird der Zweitakku abgeschaltet, um Beschädigungen zu vermeiden. Ebenso wird verfahren, wenn die Spannung der Starterbatterie zu niedrig liegt. Erst wenn der Motor gestartet wurde schaltet sich das System wieder ein. Alles arbeitet vollautomatisch.


Die MicroCharge-Saftschubse verlängert die Lebensdauer der Starterbatterie, auch in extrem belasteten Bordsystemen (z.B. bei Taxen, Einsatzfahrzeuge o.ä.), um viele Jahre! Die ständigen Probleme permanent unterladener Starterbatterien gehören damit der Vergangenheit an, weil die 'Saftschubse' rund um die Uhr das primäre Bordnetz stützt. Die komplette Zyklenlast wird ab sofort von dem kleinen AGM-Akku getragen, der deutlich billiger und zyklisch erheblich langlebiger ist.

Es empfiehlt sich - gerade bei hochbelasteten Bleiakkusystemen - wenigstens ein mal monatlich die Akkus mit einem guten Netzladegerät vollständig aufzuladen. Das dauert, unabhängig vom verwendeten Ladegerät, mindestens 10 Stunden und ist daher durch einfaches Fahren kaum zu schaffen! Mit dieser regelmäßigen Vollladung begegnet man wirksam der ansonsten unvermeidlichen vorzeitigen Sulfatierung, die durch langanhaltende, langsame Entladung entsteht. Gerade der Stützakku ist wegen der permanenten Entladung ein Sulfatierungs-Kandidat, weil sich durch langsame Entladung übergroße Bleisulfatkristalle bilden, die sich aus physikalischen Gründen nur langsam zurückbilden lassen, weil sie durch das ungünstige Verhältnis von Oberfläche zu Volumen recht inaktiv sind. Pulser helfen hierbei leider kaum, weil sich die vollständige Aufladung durch Pulsen auch nicht merklich beschleunigen lässt. Sehr hilfreich ist hierbei ein kleines elektronisch geregeltes Ladegerät, daß über Nacht den (im Fahrzeug eingebauten) Akku mit Ladestrom versorgt. In einer Garage oder auf einem privaten Parkplatz am Haus legt man einfach eine Verlängerungsschnur zum Fahrzeug und schließt dort das Ladegerät an. Übrigens kann man die heutigen kleinen Ladegeräte auch sehr einfach fest im Fahrzeug installieren und braucht dann nur das Netzkabel nach außen zu führen. Sie werden es kaum glauben, aber Ihre Batterien werden auf diese Weise steinalt und bleiben gleichzeitig sehr leistungsfähig. Wählen Sie für diesen Zweck ein Ladegerät, daß die Akkus mit ausreichender Spannung auflädt. Viele Ladegeräte schalten schon bei erreichen von 13,8V ab und schaffen es deshalb nicht, die Akkus zu 100% aufzuladen. Solche Ladegeräte sind für diesen Anwendungszweck nicht geeignet. Die Ladespannung sollte (bezogen auf 20°C) unbedingt mindestens 14,2V erreichen, besser noch 14,4V. Nur dann bilden sich die unvermeidlichen großen Bleisulfatkristalle wieder vollständig zurück in Blei und Bleidioxid. Ich empfehle für diesen Zweck z.B. unseren BC-1210 'modified'-Lader mit 10A-Ladeleistung.


Bei technischen Fragen zur MicroCharge-Saftschubse steht Ihnen das MicroCharge-Forum zur Verfügung. Dort gestellte Fragen werden stets kurzfristig beantwortet. Sollten Sie darüber hinaus noch Fragen haben, können Sie mich gern auch per Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! Sie müssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen können. oder auch telefonisch um Rat fragen.