Mosfett, Solaranlage und Lichtnaschiene

Hallo,

Laderegler im engeren Sinne werden für Bleiakkus nicht benötigt, wenn die Ladespannung wenigstens halbwegs im passenden Bereich liegt (13,8 - 14,5V). Dann regelt der Akku seinen Ladestrom selbsttätig. Da jetzt noch einen externen Ladebooster zwischen zu schalten wäre einerseits überflüssig und würde andererseits vermutlich die korrekte Funktion des Trenn-MOSFETs stören.

Grüße, Tom

Hallo,

die Lichtmaschine stellt (normalerweise) eine konstante Lade- und Versorgungsspannung für das Bordnetz zur Verfügung. Das reicht zum Laden von Bleiakkus völlig aus. KFZ-Bleiakkulader mit spezieller (IUoU...-)Ladekennlinie ("Lichtmaschine-2(sprich "zu")-Batterie-Lader") sind mal ganz ehrlich gesagt marketingtechnischer Unfug, denn die Fahrzeug-Lima an sich fährt schon eine IU-Kennlinie und das "oU" von "IUoU" ist ein Marketing-Witz aus dem Tischlader-Bereich ("o" ist Warten und das zweite "U" ist Erhaltensladung. Beides wird im KFZ wohl nie benötigt... ). Spannungsschwankungen im Bordnetz gibt es je nach Last natürlich, aber wozu die Mühe, diese zur Ladung des Akkus auszugleichen? Nimmt der Akku halt mal etwas mehr oder weniger Strom auf, das macht man seit über 100 Jahren so. Ein Trenn-MOSFET ändert daran auch nichts.

Welche Art von Bleiakkus man verwendet, spielt darüber hinaus bei der Ladung keine Rolle. Man liest zwar immer wieder, das - je nach Gusto des Verfassers - mal AGM und mal Gel-Akkus eine abweichende Ladespannung "sehen" wollen, aber beides entbehrt nicht nur jeder technischen Grundlage, sondern ist darüber hinaus auch noch sachlich falsch. Ich empfehle, kurz mal über diesen Artikel drüber zu lesen:

Battery-Mythbusters No.2: AGM-Akkus brauchen eine deutlich höhere Ladespannung, sonst werden sie nicht voll

Grüße, Tom

Z.B.

Grüße, Tom

Bleiakkus werden mit Konstantspannung geladen, das nennt sich dann "U-Kennlinie". Mehr braucht es bei Bleiakkus nicht, erst recht nicht in Kraftfahrzeugen. Wenn die Ladespannung in einem sinnvollen Bereich liegt, werden die Akkus auch nicht geschädigt. Allerdings wird man es nicht immer schaffen, eine geeignete Ladespannung anzubieten (der Anspruch der Akkus an die Ladespannung schwankt nämlich je nach Art der Akkunutzung und Temperatur). Das gilt umsomehr, wenn mehrere Akkus, die unterschiedlich genutzt werden, aus derselben Ladestromquelle versorgt werden sollen. Wollen man hier jedem Akku wirklich das für ihn jeweils Optimalste anbieten, müsste man man einen unglaublichen Gerätepark mitschleppen. Das ergibt weder Sinn, noch Nutzen. Glücklicherweise sind Bleiakkus erstaunlich hart im Nehmen, wenn man nicht gerade gewisse Akku-Todsünden begeht.

90mm²? Sowas kann passieren, wenn man strikt nach Lehrbuch vorgeht. Die Praxis ist da zum Glück reichlich gnädig: Bei einer 120A-Lima und 5m Leitungslänge sind 35mm² schon das äußerste, was man an Querschnitt sinnvoll verlegen kann. Alles darüber hinaus macht höchstens Theoretiker froh. Dafür würgt man sich dann einen ab, wenn man solche 90mm²-Monster verlegen möchte.

Bei Sicherungen gilt: Sie sollen einerseits möglichst wenig Spannungsabfall verursachen, andererseits bei Kurzschlüssen schnell und sicher auslösen. Das ist zum Glück einfach, weil kurzgeschlossene Bleiakkus blitzartig brachiale Ströme von leicht mehreren tausend Ampere fließen lassen, die jede handelsübliche Sicherung sofort zerstören. Es besteht daher absolut kein Grund, mit der Nennbelastbarkeit der Sicherung unnötig nahe an den höchsten zu erwartenden Arbeitsstrom einer Leitung heran zu rücken. Wenn man eine 120A-Lima hat, sind 200A-Sicherungen schon die kleinsten, die ich einzusetzen empfehle. Auch 500A-Sicherungen würden - ausreichend dicke Kabel vorausgesetzt - bei Kurzschluss sofort zerfetzt werden. Sind aber nicht so handelsüblich wie die 200er-Typen.

Grüße, Tom

Schaltplan sieht soweit gut aus.

Bei der 120A-Lima könnte man vielleicht auf 25mm²-Leitungen runter, aber tiefer würde ich nicht gehen. Wenn die Verlegbarkeit vorrangig wichtig ist, dann kann man auch zwei 16mm²-Leitungen parallel verlegen. Das geht leichter.

Der Trenn-MOSFET lässt sich am besten an einem Labornetzteil prüfen. Die 12V-Version schaltet sich bei Erreichen von 13,3V ein (grüne LED geht an). Nun vergleicht die Elektronik die Spannungen von Eingang und Ausgang. Ist die Spannung am Eingang höher, schaltet die MOSFET-Endstufe durch, verbindet damit den Ausgang mit dem Eingang und lässt die rote LED leuchten. Der Innenwiderstand soll dann etwa 6miliOhm betragen. Den kann man durch den entstehenden Spannungsabfall messen, wenn ein Strom über den Trenn-MOSFET fließt.

Um die Sperrfunktion zu überprüfen, muss die Spannung am Ausgang höher sein als am Eingang. Sobald das der Fall ist, muss die rote LED verlöschen und die Spannung am Eingang gegenüber dem Ausgang abfallen.

Vorsicht beim Betrieb am Netzteil, damit der Überspannungsschutz des Trenn-MOSFETs nicht aktiv wird. Ab etwa 16V wird der leitend!

Grüße, Tom

Wenn der "kleine" Trenn-MOSFET mit 120A verwendet wird, kann es mit den ganz dicken verpressten Ringkabelschuhen schon mal eng werden. Ich empfehle dann, die Ecken der "Ring"-kabelschuhe vernünftig rund zu schleifen, damit sie nicht ans Gehäuse stoßen. Ich selbst verwende lieber die schlanken (und runden) Ringkabelschuhe von Sinus-Live, damit gibt es keine Probleme.

Für die Montage am besten M6-Scheiben verwenden, um den Übergang zwischen den großen Ringkabelschuhen und den M6-Schrauben des 120er-Trenn-MOSFETs hinzukriegen.

Der Grund, weshalb bei den 120A-Trenn-MOSFETs M6-Schrauben verwendet werden, liegt in der einfacheren Verarbeitung in Verbindung mit den Kunststoff-Normgehäusen. Du musst mal probieren in diesen Gehäusen M8er-Schrauben zu verwenden, das ist wirklich ein Problem. Und da aus elektrischer Sicht noch keine M8-Schrauben nötig sind, werden eben M6-Schrauben verwendet.

Bei den 300ern müssen es aus elektrischen Gründen die dicken M8-Schrauben sein und ein gehöriger Teil des höheren Gerätepreises ist allein dem Aufwand geschuldet, die Leiterplatte mit den M8-Schrauben vernünftig ins Gehäuse einzupassen. Die müssen dazu nämlich vorher erst mal aufwändig umgearbeitet werden.

Auch wenn der Trenn-MOSFET direkt neben der Starterbatterie montiert wird, ergeben sich keine Probleme. Allerdings muss in jedem Fall für eine ausreichende Entgasung gesorgt werden. Das aber nicht vorrangig wegen des Trenn-MOSFET, sondern weil es schlicht Vorschrift ist.

Grüße, Tom