LiFePo4 über Lichtmaschine laden

Irgendeine externe Lichtmaschine nehmen, die von den Einbaumaßen her passt (es ist schwierig genug sowas zu finden) und die geeigneten Ladeparameter (Spannung/Strom) bietet.

Wichtig ist es, drei Dinge zu bedenken:

1. Dass die Kühlung der Lima im Motorraum ausreicht.

2. Dass der Antriebsriemen für die gewählte Limaleistung ausreicht.

3. Dass Lithium-Batterien immer ein BMS besitzen, welches die Batterie abschalten kann. Einen Betrieb ohne angeschlossene Batterie vertragen die überspannungsempfindlichen Shottky-Gleichrichterdioden der Lichtmaschine aber gar nicht!

Deshalb wird man nicht darum herum kommen, zur dauerhaften Dämpfung der Lichtmaschine wenigstens einen dicken Elektrolytkondensator mit wenigstens 2.200µF/40V und eine 1,5kW Suppressordiode (je nach Bordspannung 18V (bei einem 12V-Bordnetz) oder 36V (bei einem 24V-Bordnetz) parallel zum Ausgang der Lima zu schalten, um die bei abgeschalteter Batterie die sonst ungedämpft anliegenden Spannungsspitzen wirksam zu dämpfen. Man kann auch eine kleine Bleibatterie zur dauerhaften Dämpfung parallelschalten, nur hat man dann immer Spannung auf dem sekundären Netz, selbst dann, wenn die LiFePO4-Batterie abgeschaltet ist.

Über den eventuell entgangenen PV-Ertrag beim Einsatz einer Lichtmaschine würde ich mir keine grauen Haare wachsen lassen, dafür ist der eventuell erlittene Schaden (Ertragsverlust) zu klein. Dieses Problem ist ja schon allein deshalb kaum sinnvoll lösbar, weil es unter den außerhalb von Wüsten üblichen Betriebsbedingungen kaum keine Möglichkeit gibt, mit ausreichender Wahrscheinlichkeit vorherzusehen, wie viel Sonne die Module für den Rest einer Fahrt denn noch einfangen werden. Denn das ist ja meistens spekulativ. Du kannst Dir natürlich einen Schalter einbauen, mit dem Du die Lima nach Belieben Ein- und Ausschalten kannst, wenn Du gerne spekulierst. Aber eine elektronische Steuerung würde ich damit eher nicht beauftragen wollen.

"A2B-Ladegerät". Wenn ich diesen Sterling-Marketing-Quatsch schon lese, kriege ich Plaque und Haarausfall gleichzeitig. Sinnlose Leuchtdiodengräber mit unzäligen Ladekurven für Batterien in allen Gehäusefarben. Sowas braucht keiner! Nimm wie gesagt einfach eine passende Lichtmaschine mit zur Batterie passendem Regler und die Dämpfungsteilen, dann passt das schon.

Grüße, Tom

Warum nicht erst Mal schauen was das für eine LiMa ist und dann einen Ladebooster dahinter?

Das wäre auch meine bevorzugte Vorgehensweise gewesen, aber er schrieb ja schon, dass es sich um ein Fahrzeug mit BMS handelt. Deshalb habe ich gleich den Plan B beschrieben.

Grüße, Tom

Dass die Bleibatterie nicht versehentlich tiefentladen wird, sollte man am besten über Verbraucher mit integriertem Tiefentladeschutz sicherstellen. Wenn das nicht möglich ist, bleibt nur, einen Tiefentladeschutz zwischen Bleibatterie und Verbrauchern zwischenzuschalten. dieser darf aber nicht die Verbindung zwischen Lichtmaschine und Bleibatterie unterbrechen!

Eine Lichtmaschine mit Ladebooster ist Blödsinn, da man normale Lichtmaschinen schon mit einem Regler ausstatten sollte, der die passende Spannung zur Verfügung stellt. Im Fall der angeschlossenen Blei- und LiFePO4-Batterie empfiehlt sich ein Regler mit einer Ladespannung zwischen 14,4 und 14,7V. Also entweder eine Lima besorgen, die schon einen passenden Regler mitbringt, oder den herstellerseitig an der Lichtmaschine montierten Regler gegen einen mit besser passender Ausgangsspannung austauschen. Jeder nachgeschaltete Ladebooster/Ladewandler oder "A2B-Regler" tut ja nicht viel mehr, als die nicht zur Batterie passende Ladespannung einer bereits im Fahrzeug eingebauten Lichtmaschine so zu optimieren, dass sie zur Batterie passt. Ist man, wie hier, völlig frei in der Wahl des Lichtmaschinenreglers, baut man für höchstens 50,- Euro einen besser passenden Lichtmaschinenregler als den originalen in die Lichtmaschine ein und hat das Problem damit besser gelöst, als jeder nachgeschaltete Wandler es für viel mehr Geld könnte.

Grüße, Tom

Zitat von Harry

Das Fahrzeug ist ein MAN TGE, baugleich mit VW Crafter, Bj. 2018.

Da es sich bei der verbauten Lichtmaschine um eine intelligente handelt, kann ich lt. Werkstatt nicht ohne weiteres einen Ladebooster anschließen. Die Fahrzeugelektronik würde irgendwann einen Batteriefehler melden da im System die Batteriedaten hinterlegt sind.

Ich fahre ein 2021 Ducato Wohnmobil auch mit "intelligenter" Lichtmaschinensteuerung.
Es ist heute üblich, dass die Hersteller von Womos bei Basisfahrzeugen mit dieser Steuerung ab Werk Ladebooster (B2B Ladegerät) einbauen und das funktioniert auch problemlos, Knaus und viele Andere verbauen den Schaudt Ladebooster mit 25A oder 45A (beide haben eine Lithium Einstellung wählbar).
Selbstausbauer verwenden zumeist entweder Votronic oder Victron Booster.
Knaus hat seit einem Jahr als Basisfahrzeug den MAN TGE, auch dort ist der Schaudt Booster verbaut.
Es gibt keinerlei Probleme mit dem Fahrzeug Batteriemanagement. Im Basisfahrzeug ist der Hella Batteriesensor (IBS) verbaut.
Die Aussage deiner Werkstatt ist so nicht haltbar.
Es gibt gelegentlich Probleme mit der Starterbatterie, da diese vom Management auf 50-80% Füllstand gehalten wird und die Ladespannung der Lima durch den IBS auf 12,5V-12,8V künstlich abgeregelt wird (nur beim Bremsen, bergab wird die volle Ladespannung freigegeben).
Dieses kann man durch einen Ladebooster mit zusätzlicher Starterbatterieladung (Votronic) oder einen Standby Lader (Votronic, Büttner) ausgleichen.
Ein 230V Ladegerät im Womo kann ebenfalls so gewählt werden, dass eine Starterbatterie mitgeladen wird. (dann braucht man keinen Standby Lader).

Zitat von Harry

1.: Wenn ich einen Lima Regler mit den Anschlüssen D und DFM verwende, und nichts daran anschließe, regelt er dann die Spannung wie er soll?

Ganz so einfach ist die Sache mit dem Regler leider nicht. Aber wenn ich jetzt begänne, die Lichtmaschinen-Reglertechnik detailliert zu erklären, würde das ein abendfüllendes Programm.

Zitat

Also die D Klemme kann ich für eine Kontrollleuchte verwenden, DFM kann ich unbenutzt lassen.

Ich sehe schon, ganz ohne geht es nicht...

Ein Lichtmaschinen-Regler hat drei Anschlüsse: Plus, Minus und den Regelausgang. Plus versorgt den Regler mit Strom, Minus wird zum Abfluss benötigt und der Regelausgang ist mit der Erregerwicklung verbunden. Dann gibt es zwei verschiedene Lichtmaschinen-Typen, zum einen die positiv erregten und die anderen sind die negativ erregten. Klingt kompliziert, ist aber einfach: Bei den positiv erregten hängt einer der beiden Anschlüsse der Erregerwicklung an Minus, bei den negativ erregten hängt dieser Anschluss an Plus.

Man kann jetzt beigehen und eine bestehende Lichtmaschine seines originalen Regler berauben, um ihr einen Fremdregler einzubauen. Aber das ist leider nicht ganz einfach. Besonders bei modernen Lichtmaschinen ist der Regler recht tief in das Lichtmaschinensystem integriert, so dass ein Austausch des originalen Reglers gegen einen Fremdregler ein schon rein mechanisch ausgesprochen kompliziertes Unterfangen ist. Weshalb ich ausdrücklich davon abrate, in eine Lichtmaschine einen Fremdregler einzubauen. Besser ist es, einen direkt zur Lichtmaschine passenden Regler mit der gewünschten Regelspannung von Lichtmaschinenhersteller zu kaufen. Dann hat man zwar noch immer den Aufwand den Regler auszutauschen, aber das ist doch das eher kleinere Problem. Vertrau mir, ich habe mein Gewerbe mal mit der Herstellung solcher Regler begonnen und weiß daher, dass das oft ein grässlicher Aufwand ist.

Zitat

2.: Sind diese Regler dann temperaturüberwacht um eine eventuelle Überlast der Lichtmaschine abzusichern?

Die Bosch MFR Regler sollten lt. Beschreibung eine Überwachung eingebaut haben.

Lg

Harald

Die Regler brauchen keine Temperaturüberwachung, um die Lichtmaschine vor Überlastung zu schützen. Das macht schon der Motorenhersteller, indem er entsprechend den Vorgaben des Lichtmaschinenherstellers die Übersetzung zwischen Kurbelwellen- und Lichtmaschinen-Riemenscheibe den richtigen Drehzahlbereich vorgibt, in dem die Lichtmaschine arbeiten wird. Das ist nicht nur wegen der zur Stromerzeugung erforderlichen Drehzahl wichtig, sondern auch deshalb, damit der in der Lichtmaschine integrierte Lüfter immer ausreichend Kühlluft durch die Lichtmaschine saugt. Und die Umgebungstemperatur darf einen bestimmten, vom Lichtmaschinenhersteller max. vorgegebenen Wert nicht überschreiten. Sind diese beiden Faktoren korrekt gewählt, kann eine Lichtmaschine unter normalen Betriebsbedingungen nicht überlastet werden.

Allerdings haben viele Lichtmaschinenregler eine Temperaturkompensation eingebaut. Diese bringt Vorteile bei der Ladung von Bleibatterien. Bei LiFePO4-Batterien wird diese jedoch nicht benötigt.

Also: Wenn eine besondere Lichtmaschinenspannung gewünscht wird, nehme man entweder eine Lichtmaschine, die schon einen Regler mit der passenden Regelspannung mitbringt, oder man baue einen Regler vom Hersteller der Lichtmaschine ein, der die gewünschte Ausgangsspannung einstellt.

Grüße, Tom

Achso. Mit diesen Bus-Systemen kenne ich mich nicht aus. Da bin ich in der Technik der Achtziger-Jahre stecken geblieben.

Grüße, Tom

Dito!

Bei den alten, noch selbständig arbeitenden Lichtmaschinen kann man den Regler "beschwindeln", indem man in D+ eine Diode einfügt. Dadurch entsteht ein Spannungsabfall und der Regler hebt die Ausgangsspannung an. Ist gut geeignet, um die alte Lichtmaschinenspannung von 14 V für Blei-Antimonbatterien auf 14,8 V für Blei-Calcium-Batterien anzuheben.

Mit den ferngesteuerten Maschinen geht das wohl nicht ohne weiteres. Mein Ford Connect (Bj. 2007 mit schon Steuergerät für die Lima) brauchte 14 Tage, um mir anzuzeigen, daß die Lichtmaschine defekt ist. Ich hatte es über ein separates Voltmeter bemerkt, obwohl die Kontrollampe immer brav aus ging. Da ich neugierig war, wie lange mir das Auto den Lichtmaschinenschaden noch vorenthalten wollte, fuhr ich täglich bis zum 14. Tag auf Batterie, erst dann ging die Kontrollampe "plötzlich" nicht mehr aus.

Rainer