Kabelquerschnitt/Sicherungen Starter-Zweitbatterie

  • Hallo zusammen,


    auch auf die Gefahr hin das dieses Thema schon behandelt wurde, hier meine Fragen:
    Starterbatterie 88Ah, Zweitbatterie 90Ah, verbunden mit 6qmm Leitungslänge ca. 2m und zwischengeschaltetem Trennrelais 70A und Sicherung 40A.
    6 qmm Ist lt. mehreren Aussagen z.B. in VW Bussen mit Zweitbatterien serienmäßig verbaut.
    Eine andere Information besagt, das der Lichtmaschinen Ladestrom ca. 25% der Nominalleistung der LiMa beträgt. LiMa in meinem Fall max 90A würde heißen ca. 20-25A. Dann würde 6qmm reichen, allerdings existieren soviel Meinungen, das ich nicht schlau draus werde was nun eigentlich der richtige
    Querschnitt ist. Außerdem konnte mir bisher niemand sagen welcher Maximalstrom bei z.B leerer Zweitbatterie, voller Starterbatterie und ladender LiMa auftreten kann (natürlich immer auch abhängig von Alter der Akkus ....).
    Kann jemand sachdienliche Hinweise gerne auch näherungsweise geben?


    Danke im voraus


    Walter

  • +Hallo,


    der Maximalstrom über das Verbindungskabel liegt in der Regel beim maximalen Lichtmaschinenstrom. Er kann aber auch deutlich höher liegen, wenn z.B. bei eingeschaltetem Trenn-Relais oder Trenn-MOSFET extrem leistungsstarke Verbraucher aus der Zweitbatterie gespeist werden und der Spannungsabfall an der Zweitbatterie so hoch ist, dass ein Großteil des Stroms dann von der Starterbatterie nachströmt. Dieser zusätzliche Strom addiert sich dann zum Lichtmaschinenstrom und muss natürlich mit durchs Kabel.


    Jetzt muss man aber zwischen zwei Zuständen unterscheiden:

    • Ist der Strom im Verhältnis zum Kabelquerschnitt viel zu hoch, erhitzt sich das Kabel, was zu Schäden bis hin zum Brand führen kann. Das muss natürlich unbedinmgt vermieden werden und deshalb darf man auch keine Verbraucher die mehrere hundert Ampere Strom aufnehmen über z.B. 4 oder 6mm²-Kabel betreiben, welche für so hohe Ströme nicht geeignet sind.


    • Etwas ganz anderes ist es dagegen, wenn auf einer 2m langen 6mm²-Verbindungsleitung zwischen Starter- und Zweitbatterie unter normalen Lastbedingungen (U=IxR) z.B. schon 0,5V Spannung abfallen, weil dann die Ladespannung an der Zweitbatterie um 0,5V zu gering ist, was langfristig zu Batterieschäden führen kann, mindestens aber die zur Aufladung notwendigen Zeiträume sinnlos verlängert un dadurch zu einem im Mittel deutlich niedrigeren Ladezustand führt, als es notwendig wäre. Dem Kabel wird dieser geringe Spannungsabfall wegen der geringen daraus folgenden Erhitzung noch lange nichts ausmachen, sehr wohl aber dem angeschlossenen Akku.

    Dass serienmäsig deutlich geringere Kabelquerschnitte verbaut werden, als von mir immer wieder empfohlen, ist leider wahr. Das liegt aber daran, dass die Fahrzeughersteller immer die maximale Belastbarkeit der Kabel zugrunde legen und sich um das Thema Ladespannung an der Batterie in der Regel keine Gedanken machen. Und weil das so ist, habe ich bisweilen auch mehr zu tun, als mir lieb ist, denn das Hauptärgerniss der Wohnmobilisten ist üblicherweise zu geringe Batteriekapazität in Verbindung mit zu geringer Wiederaufladung während der Fahrt. Diese im Grunde hausgemachten Probleme kann man schon durch einfachen Austausch der zu dünn dimensionierten Kabel gegen entsprechend dickere, verlustarme Kabel und bessere Trenn-Technik leicht beheben.


    Natürlich stimmt es, dass der "durchschnittliche" Ladestrom bei einem 100AH-Bleiakku in Verbindung mit einer 100A-Lichtmaschine bei 20-30A liegt. Das liegt aber am Prinzip des Bleiakkus, der zwar zu Beginn der Ladung sehr hohe Ladeströme aufnehmen kann (wenn man ihm entsprechende Bedingungen bietet), dann aber mit zunehmender Aufladung den Ladestrom immer weiter absinken lässt. Das sollte jedoch nicht zu dem Glauben verführen, dass dünne Kabel hier nicht stören, weil der Ladestrom ja auch bei dicken Kabeln ja nach einer gewissen Zeit absinkt, denn die während der anfänglichen Hochstromladung in den Akku übertragene Energiemenge ist überraschend hoch. Mit dünnen Kabel fällt diese Energiemenge deutlich geringer aus, was die längeren Ladezeiten begründet. Man bekommt unter optimalen Bedingungen durchaus 60% und mehr Ladung in einen Bleiakku!


    Grüße, Tom


    PS: Zur Illustration hier mal eine Grafik, die ich im Netz gefunden habe. Man erkennt den typischen Ladestromverlauf eines optimal mit (konstanter) Ladespannung (nennt man dann "U-Kennlinie") versorgten Bleiakkus. Die Fläche unter der roten Kurve stellt die eingeladene Energiemenge dar. (Quelle basytec.de)


  • 6 qmm Ist lt. mehreren Aussagen z.B. in VW Bussen mit Zweitbatterien serienmäßig verbaut.
    Dann würde 6qmm reichen, allerdings existieren soviel Meinungen, das ich nicht schlau draus werde was nun eigentlich der richtige Querschintt ist.

    Hi Woita.
    Hier findest Du einen bequemen Querschittsrechner:


    http://www.suleica-orion-club.…_leitungsquerschnitte.htm


    Allerdings mußt Du dazu erst wissen:
    1. Welcher Strom maximal über die Ladeleitung fließen kann (2. Teil Deiner Fragen) und
    2. Welcher max. Spannungsabfall auf der Ladeleitung sinnvoll ist, um die Batterie in möglichst kurzer Zeit zu laden.
    Diese Fragen wird sicher Tom genauer beantworten.
    Klar, je dicker die Ladeleitung ist, desto besser. Aber das hat natürlich auch seine Grenzen.
    Letzlich läufts immer auf einen Kompromiss zwischen möglichst kurzer Ladezeit und vernünfig verlegbaren Leitungsquerschnitt hinaus. 6 qmm dürften jedoch auf alle Fälle zu dünn sein. Aber da wird sicher Tom genauer draufeingehen.


    Beste Grüße
    Helmut

  • Außerdem konnte mir bisher niemand sagen welcher Maximalstrom bei z.B leerer Zweitbatterie, voller Starterbatterie und ladender LiMa auftreten kann (natürlich immer auch abhängig von Alter der Akkus ....).
    Kann jemand sachdienliche Hinweise gerne auch näherungsweise geben?

    Hi Tom


    An diesen Teil der Frage möchte ich mich gerne anhängen und sie noch erweitern:
    Welcher maximale Ladestrom kann in die Batterie fließen, wenn er nicht durch den Generators selbst begrenzt wird?
    Dann ist der Strom doch nur durch den Akku (bzw. dessen Innenwiderstand), den Leitungswiderstand, und die Übergangswiderstände (Klemmen, Schalter,Relais) begrenzt und der Strom ergibt sich aus der Summe dieser Widerstände sowie der Spannungsdifferenz zwischen der Generatorspannung (14,4V) und der EMK des Akkus?


    Bitte Werte aus der Praxis.


    Beste Grüße und Danke
    Helmut

  • Diese zunächst einfach erscheinende Frage ist nur schwer und m.E. auch kaum praxisgerecht zu beantworten. Ich habe vor ein paar Jahren Experimente mit hochstromfähigen Rundzellenakkus (Hawker Zyklon) gemacht, wo ein 2,5Ah-Akku ein 100A-Netzteil mit dem Anfangsladestrom problemlos in die Knie gezwungen hat. Solche Ströme fließen aber wirklich nur wenige Sekunden, dann kommen die Diffusionsvorgänge innerhalb der Aktivmassen und des Elektrolyten nicht hinterher und es kommt an den Elektrodenoberflächen zu oberflächlichen Sättigungsvorgängen. Daher finde ich auch, dass der Ausdruck "Gegen-EMK" beim Bleiakku nicht so recht passt, denn die elektrochemischen Vorgänge sind im Gegensatz zur Elektromotorischen Kraft komplexer Natur und nicht linear. Der Faktor Zeit spielt dabei eine wesentliche Rolle.


    Ferner kommt es sehr darauf an, ob es sich um Starterbatterien oder normale Gel- bzw. AGM-Akkus handelt. Die Stromaufnahmefähigkeit von Starterbatterien ist naturgemäß viel größer als die von Gel- bzw AGM-Akkus. Auch noch von Wichtigkeit ist die "Vergangenheit" eines Bleiakkus: Wurde eine Starterbatterie z.B. unmittelbar vor der Aufladung mit sehr hohem Strom entladen, bestehen beste Bedingungen dafür, dass der sich einstellende Ladestrom gleichfalls sehr hoch sein wird. Auch hier liegt die Ursache hauptsächlich in den zuvor bei der Hochstromentladung aufgebauten oberflächlichen Sättigungsvorgängen, die bei einer längeren Verweilzeit ohne Strom langsam von selbst verschwinden, aber bei sofortiger Ladung dafür sorgen, dass begierig Strom aufgenommen und Material umgesetzt wird. In jedem Fall dauern diese Wirkungen nur wenige Sekunden bis Minuten, weshalb Sie in der Praxis auch nicht von Wichtigkeit sind. Die Dauer dieser extrem hohen Anfangsladeströme sind letztlich zu kurz, um Kabel oder Anschlüsse zu überhitzten oder sonstwie zu Schwierigkeiten zu führen. Der Motorstart ist hier ein alltägliches Beispiel: Der Anlasser wird betätigt, wodurch sofort mehrere 100A Entladestrom einsetzen. Unmittelbar am Ende dieser Starkentladung beginnt der umgekehrte Prozess und die Batterie nimmt sofort allen von der Lichtmaschine zur Verfügung gestellten Strom auf. Dabei ist es egal, ob die Lichtmaschine 30 oder 200A liefern kann, es wird - ausreichend niederimpedante Leitungen und Anschlüsse vorausgesetzt - einfach alles verschlungen. Nach wenigen Sekunden ist der Spuk vorbei, die Sättigung setzt ein und der Ladestrom sinkt auf wenige Ampere ab.


    Und nochmal zum Thema Kabelquerschnitt:


    Der erwähnte Kabelrechner ist übrigens prima :thumbsup: und geht vorbildlich auf das Problem des Spannungsverlusts bei der Akkuladung ein. Beim Versuch das passende Kabel für die oben angesprochene 2m lange Verbindungsleitung zur Zweitbatterie zu berechnen, die mit den maximal 90A der Lichtmaschine belastet wird, kommt man auf 26mm². Hier wird man also ein handelsübliches 25mm²-Kabel verwenden und alles richtig machen. Die 0,25V die man dann bei Volllast verliert sind zu verschmerzen. Aus diesem Grund ist es auch nicht sinnvoll hier ein viel dickeres Kabel verlegen zu wollen, denn damit gewinnt man kaum noch etwas, halst sich aber größere Schwierigkeiten bei der Installation und Verlegung auf als nötig.


    Grüße, Tom

  • servus,


    also erstmal vielen dank für die ausführlichen antworten!


    soweit kann ich das einigermassen nachvollziehen, obwohl mir gerade in der 12V Akku Technik einiges an verständnis abgeht...


    In
    meinem Fall hängen an der Zweitbatterie im Stand (bei getrenntem
    Betrieb): Standheizung (Webasto Airtop 2000, max. 30W), ein paar
    Lämpchen,
    evtl. kleiner Radio o.ä., und eine Kühlbox mit max. 4,5A (je nach Schaltstufe)
    Die
    Kühlbox läuft natürlich auch während der Fahrt, richtig große
    Verbraucher sind also nicht dabei. (Klar kann ich die Kühlbox nicht 3
    Tage
    ohne Ladung an der Zweitbatterie durchlaufen lassen....)


    Mein
    evtl. Problem hängt m.A. nach an den (wie gesagt) unterschiedlichen
    Ladezuständen 1te voll - 2te leer und dem dann max. fließendem Ladestrom
    von 1ter zu 2ter während dem Fahr(Lade)betrieb.


    Soweit
    ich das jetzt verstanden habe, kann der ladestrom max. die LiMa
    Produktion erreichen (hohe Verbraucher an der zweitbatterie schließen
    wir
    wie beschrieben aus). das wären 90A. Wäre für ein 6qmm kabel
    zuviel. Da ja während der fahrt auch weiterer verbrauch anfällt
    (motorsteuerung, etc), verbleibt als ladestrom für die batterien ja nur
    ein teil - meine bisherige Info ca. 25%??, 6qmm wäre also ausreichend.
    Nachteil
    wäre also eine längere ladedauer im ungünstigen fall eine nicht
    ausreichend wieder geladene zweite wenn der Fahr(Lade)betrieb nur über
    einen kurzen zeitraum erfolgt und dadurch hervorgerufen auf dauer eine
    schneller alternde zweitbatterie?


    Welchen Querschnitt sollte ich
    vernünftigerweise aufgrund meiner verbraucher wählen? (vermutlich wird
    es auf den schon beschrieben Kompromiss hinauslaufen)


    Grüße
    Walter

  • Man wird davon ausgehen können, dass maximal etwa 70 - 80A Ladestrom für die Zweitbatterie zur Verfügung stehen. Gemäß des weiter oben genannten Kabelrechners käme man bei einer 2m langen Verbindungsleitung zur Batterieladung also auf ein benötigtes 25mm²-Kabel.


    Zitat

    Mein evtl. Problem hängt m.A. nach an den (wie gesagt) unterschiedlichen Ladezuständen 1te voll - 2te leer und dem dann max. fließendem Ladestrom von 1ter zu 2ter während dem Fahr(Lade)betrieb.

    Von der vollen Starterbatterie (~12,8V) fließt kein nennenswerter Ladestrom zur leeren Zweitbatterie (~12,2V). Es ist ein oft anzutreffender Irrglaube, dass bei der Zusammenschaltung einer voller und einer leerer Batterie sofort ein riesiger Ausgleichsstrom fließen würde und sich beide Batterien die Ladung teilen würden. Über Wochen oder Monate mag das ja durchaus so sein, aber innerhalb weniger Stunden passiert erst mal fast gar nichts. Also braucht dieser eventuell fließende Strom, der höchstens(!) wenige Ampere beträgt, auch nicht berücksichtig werden.


    Die Kühlbox ist als Verbraucher nicht zu unterschätzen, weil sie über die Zeit betrachtet dem Versorgungsakku eine beachtliche Energiemenge entnimmt. Pro Stunde immerhin 4,5Ah. Das klingt zunächst handhabbar und eher wenig, aber aus meiner täglichen Praxis weiß ich, dass dies doch regelmäßig zu großen Schwierigkeiten führt. Man muss schon optimale Bedingungen schaffen, damit solche Verbraucher sich ohne negative Folgen für das Gesamtsystem aus dem Netz bedienen können. Mit dem Zweitakku wurde hier schon mal ein gutes Fundament gesetzt, jetzt wird noch die ausreichende Anbindung mit dem 25mm²-Kabel und ein gutes Trenn-Relais oder ein Trenn-MOSFET benötigt, um das System komplett zu machen.


    Für die Standheizung gilt sinngemäß dasselbe. Alte Regel: Die Heizzeit sollte die folgende Fahrzeit tunlichst nicht überschreiten. Ich weiß jetzt nicht, ob Standheizung und Kühlbox zusammen Dienst tun (eher ungewöhnlich...), aber falls ja, würde sich das Problem deutlich verschärfen.


    Grüße, Tom

  • Hallo.


    Habe ein kurze Frage zur Thematik Kabelquerschnitt.


    Wie sieht es mit dem Querschnitt zwischen LiMa und Starterbatterie aus?
    Wenn ich von einer 100A LiMa und ca. 2m Kabel bis zur Batterie ausgehe, bräuchte ich laut dem oben genannten Rechner bei 0,25V Spannungsabfall ein 28,8mm² Kabel.


    Ist das realistisch?


    Ich denke, dass serienmäßig eher dünnere Kabel verbaut werden.


    Wenn ja, dürfte eine Umrüstung auf angemessene Kabel sinnvoll sein, oder?

  • Ja klar, die Autohersteller schauen natürlich auf den Cent und bauen viel dünnere Kabel ein. Ein einem 124er Mercedes hatte ich eine 55A-Lima und zwei parallel geschaltete - dafür mit hitzefesten Glasfasern isolierten - 2,5mm²(!)-Strippen zwischen Lima und Batterie. Hier kann man also problemlos und sehr günstig schon große Verbesserungen bei der Batterieladung erreichen, wenn man die Klingeldrähte durch 25 oder 35mm²-Kabel ersetzt.


    Übrigens: Auch mal das Massekabel zwischen Karosserie und Motorblock überprüfen. Das ist zwar meistens dick genug, aber es ist hin und wieder beschädigt und noch viel öfter weist es nur mangelhaften elektrischen Kontakt zur Karosserie auf. Da geht dann auch schon mal viel Spannung unter Last verloren.


    Grüße, Tom

  • Danke für die Antwort.


    Ich werde mir die Verkabelung mal genau ansehen und ggf. größere Kabel verlegen. Bzgl. des Massekabel kann ich nur zustimmen. Das gammelt sehr gerne weg. Habe auch noch keine akzeptable Möglichkeit gefunden das zu verhindern.


    Gruß
    Benni

  • Genau. Entweder das geflochtene Kabel gleich in das erhitzte flüssige Fett legen, oder das mit Fett bestrichene Kabel mit einer Heißluftpistole erwärmen, bis das Fett schmilzt und einzieht.


    Grüße, Tom

  • Ja klar, die Autohersteller schauen natürlich auf den Cent und bauen viel dünnere Kabel ein. Ein einem 124er Mercedes hatte ich eine 55A-Lima und zwei parallel geschaltete - dafür mit hitzefesten Glasfasern isolierten - 2,5mm²(!)-Strippen zwischen Lima und Batterie. Hier kann man also problemlos und sehr günstig schon große Verbesserungen bei der Batterieladung erreichen, wenn man die Klingeldrähte durch 25 oder 35mm²-Kabel ersetzt.


    Übrigens: Auch mal das Massekabel zwischen Karosserie und Motorblock überprüfen. Das ist zwar meistens dick genug, aber es ist hin und wieder beschädigt und noch viel öfter weist es nur mangelhaften elektrischen Kontakt zur Karosserie auf. Da geht dann auch schon mal viel Spannung unter Last verloren.


    Grüße, Tom


    Einspruch !


    Auch ich war einer von vielen glücklichen W124-Besitzern.
    Das Auto war bei einem Mindestmaß an Pflege einfach "unkaputtbar".


    Allerdings hatte mein Daimler eine 10mm² starke Strippe von der Lima zur Batterie.
    Auch "feuerfest" umsponnen, wie (fast) alle Leitungen ohne Absicherung.


    Meine Lima hatte 70A (Standard beim Diesel mit Klimaanlage), aber lieferte nur 13,8 V.
    Etwas zu wenig, um die Batterie in angemessener Zeit richtig "voll" zu bekommen.
    Zwar hielten die Glühlampen ewig, aber das Licht war dafür auch nicht besser, als bei einem Ford Escort von 1970 mit 25A Gleichstrom-Lima und Bilux-Lampen :S .


    Ein neuer Regler mit 14,2 V sorgte einerseits für weniger schwarze Löcher im Scheinwerferlicht,
    und andererseits dafür, dass nach ein paar Stunden Standheizungsbetrieb der Motor immer noch angesprungen ist, wenn auch auf der letzten Rille.
    Die Batterien landeten nach derlei Strapazen regelmäßig kurz vor Ablauf der Garantie beim Händler, und wurden dann anstandslos ersetzt :D :D


    Mit dem alten Regler parkte man besser im Gefälle, wenn man vorhatte, im Wagen bei eingeschalteter Standheizung zu übernachten (das waren noch Zeiten :rolleyes: ).
    Dann konnte man den Diesel immer noch anrollen lassen, denn Strom brauchte der ja nicht zum Laufen.

  • Beim W124 sitzt die Batterie vorn im Motorraum, beim E38 dagegen hinten im Kofferraum. Es liegt auf der Hand, dass man in zweiten Fall ein erheblich längeres und natürlich auch dickeres Batteriekabel verwenden muss, wenn man den Motor darüber zu starten gedenkt. Das ist zwar keine Entschuldigung dafür, nur ein 10mm²-Kabel beim Mercedes zu verwenden (oder gar nur 5mm², wie damals in meinem 200D), aber immerhin eine Erklärung.


    Grüße, Tom

  • So, Leute,


    also wenn Ihr das Thema Mercedes anspricht, dann will ich auch mitreden!


    zum W124er: Es wurden je nach BJ, MOPF, Ausstattung und Verkaufsland die verschiedensten Limas eingebaut. Meiner (124.191, also E300D 6-Zyl Kombi - Französische Version) hat zB eine 110A Lima drin. Wie Tom schon gesagt hat ist die Batterie vorne eingebaut, allerdings nur bei den 4, 5, und 6-Zylindern. Bei den V8-Motoren (420 und 500er) war die Batterie im Kofferraum, genauso wie in der W140er S-Klasse. Und da denke ich, dass die Kabel noch dicker sein durften.


    Die Hauptleitungen (Original) an meinem w124er sind schon recht dick (so geschätzt 20qmm, ich kann mal morgen abend nachmessen), auf jeden Fall sind die erheblich dicker als nur 5qmm.


    Ein interessanter Vergleich wäre die Queerschnitte w124/w140 zu
    vergleichen. Tom, wie dick waren die Leitungen an deinem W140er?


    Der 200D ist ein Ausnahmefall. Es ist eine abgespeckte Version des 124ers (das meine ich jetzt nicht abwertend) aber um den Preis (relativ) dezent halten zu können, musste überall gespart werden, wo es nur ging. Kabel sind dünner, Drehzalhmesser ist weg, Zusatzpumpe am Duoventil gestrichen, und, und, und.


    übrigens...falls es hier noch w124 Fahrer gibt die ihre Autos noch Lange fahren wollen: Bei MB wird derzeit gerade umsortiert (nach und nach werden die Ersatzteile ins Classic-Center umgelagert), und teilweise kommt man an schöne Schnäppchen... wie zB das grosse Batterieblech (für 100Ah Batterien) für... 20 EUR inkl MWst! (das kleine Blech kostet im Vergleich 50 EUR). Da lässt sich Prima ein kleiner Gelakku + Saftschubse einbauen, ohne am Fahrzeug etwas verändern zu müssen. Bei Interesse einfach melden, dann kann ich die Teilenummern raussuchen.


    In den Kombis (Tee-Modelle) gibt's eine andere sehr schöne Möglichkeit, 2 kleine Gelakkus plus Saftschubse einzubauen, und zwar dort, wo eigentlich der Original-Verbandskasten sitzt. Wenn's jemanden interessiert mache ich gerne eine Anleitung mit Fotos und Erklärungen zum Einbau.


    gruss und gute Fahrt!


    Denis

  • Zitat

    Ein interessanter Vergleich wäre die Queerschnitte w124/w140 zu vergleichen. Tom, wie dick waren die Leitungen an deinem W140er?

    Hallo,


    habe ich zugegeben nie gemessen. Aber geschätzt jedenfalls fingerdick und mehr als ausreichend um den dicken Achtzylinder zu starten. :)


    Grüße, Tom

  • Ich habe nochmal bei meinem Defender nachgeschaut, da der Motor derzeit ausgebaut ist.


    Wenn ich das richtig gesehen habe, gehen von der Lima 4 Kabel mit 4-6mm² zum Anlasser und dann ein dickeres weiter zur Batterie. Kann das leider nicht exakt messen.
    Dann wäre ich bei einem Gesamtquerschnitt von 16-24mm² (Lima an Anlasser).
    Da die Kabel in einem weiten Bogen um den Motor gelegt wurden, obwohl eigentlich nur 20cm zwischen Lima und Anlasser liegen, und die Kabel total porös sind, werde ich hier wohl mal Hand anlegen müssen.


    Soll ich besser direkt ein kurzes 25mm² Kabel von der Lima auf den Anlasser legen? Oder wieder 4 einzelne Kabel?


    Gruß
    Benni

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