Trenn-MOSFET im Defender

Hallo Tom,

so werden wir es machen.
Ich hänge dann für die Zeit die zwei Pluskabel der Zusatz- und Fahrzeugbatterie zusammen.
Für die paar Tage muss es gehen.

Grüße Ornith

Hallo,

ob Sie nasse Akkus verwenden, oder welche mit in Glasvlies aufgesogenem Elektrolyten (AGM), oder auch welche mit Elektrolyt, der durch Kieselgur angedickt wurde (Gel), ist bei Ihrer Anwendung im PKW belanglos. Der Vorteil von nassen Akkus ist größtenteils ihr etwas geringerer Preis gegenüber AGM- oder Gel-Akkus. Ihr Nachteil ist, dass sie aufrecht betrieben werden müssen. Diese Forderung dürfte bei Montage und Betrieb im Defender-Batteriekasten unter dem Fahrersitz stets gewährleistet sein.

Die von Ihnen genannte Winde ist ein typischer Hochstromverbraucher und sollte daher nach Möglichkeit aus der hochstromfähigen Starterbatterie versorgt werden, besonders dann, wenn während des Windenbetriebes ohnehin der Motor läuft. Theoretisch könnte man die Winde auch an der Zweitbatterie anschließen, jedoch muss man dann alle im Winden-Stromweg liegenden Verbindungskabel, Sicherungen und natürlich auch die verwendete Trenn-Technik zwischen Starter- und Versorgungsbatterie auf die dann durch die Winde geforderten hohen Ströme auslegen, was naturgemäß unnötig aufwändig und teuer ist.

Als Trenn-System kommt beim Defender ausschließlich der Trenn-MOSFET in Frage. Er bringt die in diesem Fahrzeug benötigte hohe Belastbarkeit und Robustheit mit. Die Saftschubse ist dagegen ein Spezialgerät für Bordnetze, die sich nicht auftrennen lassen und aus welchen dann notgedrungen alle Verbraucher gleichermaßen mit Strom versorgt werden müssen. Dieses Problem liegt bei Ihnen – jedenfalls soweit ich es Ihrem Schreiben entnehmen konnte – nicht vor, weshalb es daher auch keinen Grund gibt, die Nachteile dieser Technik zu akzeptieren.

Grüße, Tom

Ok, vielen Dank für die Antwort.

Bei einer 100A LiMa würde also das 120A MOSFET ausreichen? Oder brauche ich wegen dem Windenbetrieb grundsätzlich das 300A MOSFET?
Ich würde dann also alle Verbraucher die bei ausgeschaltetem Motor betrieben werden sollen an die Sekundär-Batterie klemmen.

Als Sekundärbatterie wäre es also egal ob "normaler" Akku oder AGM? Was muss ich bei der Auswahl der Sekundärbatterie grob beachten? Müsste ich erst aufaddieren, wie viel Amp. die Verbraucher der Sekundärbatterie zusammen verbrauchen würden? Im Prinzip wird nur die Standheizung inkl. Gebläse über einen Zeitraum betrieben, der für die Batterie "interessant" wird. Bei den restlichen Verbrauchern wie z.B. Arbeitsscheinwerfern könnte bei längerer Nutzung auch der Motor gestartet werden.

Vielen Dank!!!

Wie ich schon schrieb: Dier Winde als ausgesprochener Hochstromverbraucher sollte an der Starterbatterie angeschlossen werden. In diesem Fall würde deren Strombedarf nicht über den Trenn-MOSFET fließen und muss deshalb auch nicht berücksichtigt werden. Dann kommt man mit dem 120A-Trenn-MOSFET aus. Wenn die Winde aus der Zweitbatterie versorgt werden soll, muss es zwingend der dicke 300A-ZVL sein.

AGM-Akkus sind qualitativ meist gut und langlebig, aber leider bei größeren Kapazitäten recht teuer. Starterbatterien scheiden als Versorgung für zyklische Lasten aus, weil sie zu schnell an Kapazität verlieren und dann kaputt gehen. Zyklenfeste(!) mit flüssigem Elektrolyten gefüllte Akkus sind meist recht günstig und im PKW auch gut anwendbar.

Die benötigte Batteriekapazität kann man grob abschätzen, wenn man die Stromaufnahme der Verbraucher mit deren Einschaltdauer multipliziert. Eine Standheizung kann man mit Wasserpumpe bzw. Gebläse rundgerechnet mit etwa 100W Leistungsbedarf ansetzen, das sind bei 12V gut 8A Stromaufnahme. Will man eine Stunde lang heizen, benötigt man also etwa 8Ah. Blöderweise bekommt man aus einem 100Ah-Akku nie 100Ah herauzs, sondern nur deutlich weniger. Zumal er meist nicht neu und auch nicht zu 100% geladen ist. Ferner sollte man Tiefentladungen mit Blick auf eine lange Lebensdauer des Akkus vermeiden. Diese Tatsachen führen dazu, dass man in der Praxis nur mit etwa einem Viertel der aufgedruckten Akkukapazität rechnen sollte, bei einem 100Ah-Akku also mit 25Ah. Unter dieser Betrachtungsweise reicht ein Akku mit 100Ah also aus um drei Stunden lang am Stück die Standheizung zu betreiben. Für Lampen lässt sich die benötigte Kapazität sehr leicht berechnen, da deren Leistungsaufnahme zumeist genau bekannt sind. So nimmt eine 12V/50W-Lampe z.B. etwa 4,2A auf (50W/12V=4,17A). Anhand solcher Berechnungen bekommt man schnell ein Händchen für die benötigte Batteriekapazität.

Grüße, Tom

Dann ist soweit im Grunde alle klar

Hätte da nur noch eine Frage:

Ich habe gerade nach Versorgungsbatterien gesucht und folgendes gelesen: "Die Lichtmaschine im Fahrzeug dient zwar zur Ladeunterstützung, eine
kontrollierte Ladung der Batterie kann aber nur mit einem Ladegerät oder
Laderegler mit I/U Ladekennlinie gewährleistet werden. Die Winner Solar
kann mit einem Ladestrom von 0,3 der Kapazität geladen werden."

Was halten Sie davon?
Wenn ich das richtig verstehe, wäre der Einsatz bei ausschließlicher Ladung über die Lima (abgesehen von Wartungsladungen über eine externes Ladegerät) bei dieser Batterie nicht empfehlenswert !?!?

Zitat

Die Lichtmaschine im Fahrzeug dient zwar zur Ladeunterstützung, eine kontrollierte Ladung der Batterie kann aber nur mit einem Ladegerät oder Laderegler mit I/U Ladekennlinie gewährleistet werden.

Wegen solcher unsinnigen Aussagen von Akku-Herstellern oder -Händlern krümmt es mich jedes Mal vor Schmerzen und ich rolle hysterisch schreiend auf dem Boden herum...

Eine I/U-Kennlinie bedeutet, dass zu Beginn der Ladung mit konstanten Strom geladen wird (I-Ladung) und nach Erreichen der gewünschten Klemmenspannung dann die Spannung konstant gehalten wird (U-Ladung). In der zeitlichen Abfolge erhält man dann eine "I/U-Kennlinie".

Was für eine Kennlinie hat nun eine PKW-Lichtmaschine? Die Lichtmaschine besitzt einen Spannungsregler, der die Ausgangsspannung stets konstant zu halten versucht (U-Kennlinie). Wenn jedoch eine Last an die Lichtmaschine angeschlossen wird, welche den Maximalstrom der Lichtmaschine (bei der jeweiligen Motordrehzahl) überschreitet, kann der Regler die Spannung nicht mehr konstant halten und die Spannung sinkt in dem Maße ab, wie der Strom steigen würde. Das ist jetzt keine 100%ige I-Kennlinie, aber etwas durchaus vergleichbares. Zusammen erhält man wieder - man glaubt es kaum - die gute, alte I/U-Kennlinie... Praktisch also ideal geeignet zum Laden von Bleiakkus aller Art. Was daran für "Winner Solar"-Batterien nicht optimal sein soll, kann ich nicht nachvollziehen. Denn das sind schließlich auch nur ganz normale Bleiakkus.

Zitat

Die Winner Solar kann mit einem Ladestrom von 0,3 der Kapazität geladen werden.

Was der Hersteller hier meint, ist nicht der maximal zulässige Ladestrom, sondern vermutlich der Maximalstrom bei Konstantstromladung, also wenn keine Spannungsbegrenzung stattfindet (das ist dann aber eine I- statt der geforderten I/U-Ladung) maximal zulässige Ladestrom. Da man Bleiakkus aber generell nie ohne Spannungsbegrenzung laden sollte (wegen der sonst bei Überschreiten der maximal zulässigen Klemmenspannung unvermeidlichen Gitterkorrosion), braucht uns dieser Wert nicht weiter zu interessieren. Man wird den Akku also völlig ohne Schwierigkeiten auch an eine riesige 1.000A Lichtmaschine anschließen und laden können, wenn (das ist wichtig!) deren Ausgangsspannung stimmt (etwa 14,0-14,2V bei 15°C). Der Akku wird dann zu Beginn der Ladung einen sehr hohen, aber unkritischen Anfangsladestrom aufnehmen, durch welchen sich die benötigte Ladezeit merklich verkürzt und der sich darüber hinaus auch noch sehr positiv auf Kapazität und Lebensdauer des Akkus auswirkt. Mit Fortschreiten der Ladung wird der Akku den Ladestrom dann selbsttätig reduzieren, so dass es nicht zur Überladung kommen kann.

Man stellt erstaunt fest: Es gibt nur wenige technische Gebiete, in denen so viel Blech geredet (oder geschrieben) wird wie beim Umgang mit Akkus. Wenn selbst Akku-Hersteller und -Händler diesbezüglich regelmäßig von sich geben, könnte man annehmen, dass es sich bei Bleiakkus um besonders komplizierte Gebilde handelt. Dabei ist aber gerade das nicht der Fall, denn Bleiakkus sind die einfachsten Akkus die es überhaupt gibt. Das macht ja geraden ihre Beliebtheit aus: Einfach eine passende Ladespannung anschließen und schon...

Fazit: Alles wird gut! Einfach den Akku an die Lichtmaschine anschließen, ausreichend dicke Kabel verwenden und vielleicht auch mal die Ladespannung der Lichtmaschine überprüfen (die meisten Regler arbeiten leider nicht besonders genau). Wenn die Ladespannung stimmt, wird der Akku auch gut geladen.

Grüße, Tom

Hallo Tom,

heute hab ich nun endlich den MOSFET zu Ihnen verschickt.

Hatten noch eine Fzg-Schau und gestern einen Werkstatttermin.

Grüße Ornith

Hallo Tom,

das Mosfet hab ich Anfang der Woche wieder verbaut und es funktioniert alles tadellos.
An der Stelle noch einmal ein Dankeschön für die unkomplizierte Hilfe! Ihren "Support" kann ich nur loben und Sie weiterempfehlen.

Grüße Ornith

Guten Abend.

Ich wollte nochmal kurz auf die Seilwinde als Hochstromverbraucher zurückkommen.

Hier habe ich Batterien gefunden, die meiner Meinung nach einen sehr hohen Kurzschlußstrom liefern. Wäre sowas (wenig Ah/ viel A) nicht grundsätzlich die passende Batterie z.B. für Seilwinden etc.?
Von der Konstruktion her müssten das doch Starterbatterien sein, oder? Also herkömliche Flüssigstarterbatterie raus und sowas rein?

Und gibt es bei solchen Batterien irgendwas bei der Ladung (mit einem Ladegerät) zu beachten?

Gruß
Benni

Bei diesen Batterien dürfte es sich um die üblichen Hybriden zwischen Starterbatterien und AGM-Batterien handeln. Also AGM-Batterien mit großflächigen Gitterplatten. Diese Bauform erlaubt eine höhere Zyklenfestigkeit als normale Starterbatterien, allerdings bei nicht ganz so niedrigem Innenwiderstand. Zum Starten von Motoren und erst recht zum Betrieb von Seilwinden eignen die sich in der Regel sehr gut.

Besondere Ladevorschriften gibt es dafür nicht. Sind ja im Grunde normale Bleiakkus. Erst wenn die Bleilegierung deutlich verändert wird oder die Säuredichte, ändern sich auch die Spannungen. Das ist hier aber nicht der Fall.

Grüße, Tom

Optima Batterien scheinen ja auch sehr gut zu funktionieren.

Ich denke eine RT 4.2 mit 50Ah und 815A dürfte als Start- & Windenbatterie gute Dienste leisten.
Allerdings wundert mich, dass die Yellow Top Reihe als "Flagschiff" eine 75Ah Batterie hat (38/48/55/66 und 75Ah). Ist das für eine Versorgerbatterie nicht zu wenig? Hier benötigt man doch in der Regel eher mehr Ah für Verbraucher die ohne laufenden Motor betrieben werden, oder sehe ich das falsch? Wäre im Bereich Versorgerbatterie z.B. mit einer Banner Energy Bull (z.B. 100Ah oder 115Ah) die bessere Lösung???

Gruß
Benni

Dass Bleibatterien in Wickelzellen-Technologie geringere Kapazitäten aufweisen als Bleibatterien aus prismatischen Zellen, braucht nicht zu verwundern: Wenn man Zylinder zu rechteckigen Blöcken zusammensetzt, bleibt zwangsläufig immer eine Menge Luft dazwischen. Dieses Problem haben prismatische Batterien natürlich nicht und deshalb ist deren Kapazität auf's Volumen gerechnet auch deutlich höher. Aber man kann natürlich mehrere Batterien in Wickelzellen-Technik zusammenschalten und so die Kapazität steigern. Das Gewicht dürfte bezogen auf die Kapazität in etwa dasselbe sein, nur das erforderliche Bauvolumen ist eben größer.

Wie hoch die Kapazität von Versorgungsakkus sein sollte, lässt sich nicht pauschal beantworten. Man könnte höchsten sagen: So groß wie möglich. Denn je größer die Kapazität ist, um so geringer wird der Verschleiß sein und um so höher die Lebensdauer. Kaufpreis, Volumen und ganz besonders das Gewicht sind jedoch Faktoren, die auch bedacht werden müssen. Gerade das Gewicht setzt großen Bleiakkubänken in Kraftfahrzeugen meist recht enge Grenzen.

Ob man Batterien aus zylindrischen oder prismatischen Einzelzellen verwendet, spielt in der Praxis keine große Rolle. Beide Systeme haben ihre jeweiligen Vor- und Nachteile. Die Wickelzellen-Technologie besticht mit besonders niedrigen Innenwiderständen und großer Zyklenfestigkeit. Die prismatischen bringen höhere Kapazitäten mit und kosten deutlich weniger. Man wähle je nach Gusto das passende aus.

Grüße, Tom