Kaufberatung: Trenn-Mosfet oder Saftschubse?

Bei CAN-Bus Systemen kannst das Umklemmen Vergessen.
Gibt nur unmengen Probleme, und bringt nix.
Wenn die Standheizung einschaltet, und die Steuergeräte Wach werden, sauggen DIE an der Hauptbatterie,
Das Gebläse an der Zweitbatterie.
So machst beide nieder
Standheizung Umklemmen wird nicht möglich sein, da sie Elektrisch überwacht wird. (zumindest die Webasto bei BMW)
Lüfter evtl. aber schwierig, da der vom Klima-Steuergerät mittels PWM "Angetaktet" wird.

Dein System braucht die Saftschubse.

Respekt: Hier hat sich mal einer wirklich Gedanken gemacht. Sogar an eine zur Aufladung möglichst leicht herausnehmbare Stützbatterie wurde gedacht.

In der Tat ist die Saftschubse hier das geeignetste Gerät, eben weil man die Verbraucherstromkreise kaum sinnvoll auftrennen kann. Ich würde hier zweierlei empfehlen:

1. Saftschubse mit ausreichend großem Stützakku verwenden. Hmmm, wie groß ist ausreichend groß? Soll ja schließlich auch noch transportabel sein. Ich habe bisher sehr gute Erfahrungen mit den kompakten und relativ leichten 12V/25Ah-AGM-Akkus gemacht, die sich auch als recht dauerhaft herausgestellt haben. Aber die Kapazität liegt leider an der unteren Grenze des empfohlenen. Das Doppelte wäre besser, so man es denn unterbringen kann. Am besten zwei Stück von diesen 12V/25Ah-Klötzen. Die gibt es auch mit Trageriemen, was den bequemen Transport zum Ladegerät ermöglicht. Damit sollte es kein Problem mehr sein, alle Anforderungen zu erfüllen. Wenn es machbar ist wäre der direkte Anschluss von Standheizung und Lüftermotor an der Zweitbatterie anzuraten, denn dadurch gewinnt man Leistungsreserven und Wirkungsgrad.

2. Ein Ladegerät zur regelmäßigen Vollladung der Stützakkus. Dies sollte unbedingt ein Ladegerät sein, welches auf wirkliche Vollladung der Akkus optimiert ist, denn bei den üblichen Ladern ist das leider gerade nicht die Regel. Die kommen zwar oft mit beeindruckenden IUoUirgendwas-Ladeprogrammen daher, nur wirklich voll laden tun sie wider Erwarten nicht. Zum Vollladen von Bleiakkus braucht es relativ hohe Ladespannungen und Zeit, Zeit und nochmal Zeit, damit die bei solchen Anwendungen wie oben unvermeidliche Sulfatierung immer wieder beseitigt wird. Ein kurzes "Desulfatierungs-Ladeprogramm" am Ende der Ladung aus einem der üblichen Elektronikmarkt-Kombilader allein hilft da leider nicht ausreichend und der Akku würde recht schnell Kapazität und Leistung verlieren. Meine Empfehlung zur Lösung dieses Problems: Der modifizierte BC-1210-Lader ist hier das Gerät der Wahl.

Wenn das Saftschubsen-System gut arbeitet, muss die Starterbatterie auch nicht öfter geladen werden. Regelmäßige Serviceladung ist für den (oder die) Stützakku(s) jedoch Pflicht.

Als Stützakkus sollten wie gesagt normale AGM-Typen verwendet werden, die sich als zyklenfest und recht preisgünstig erwiesen haben. Aber bitte neue verwenden! ebay ist voll mit "gebrauchten", die aber eigentlich keine "gebrauchten" sind, sondern verbrauchte. Das wären dann gleich zu Beginn die schlechtesten Voraussetzungen für ein funktionierendes Saftschubsen-System, denn der Stützakku wird wirklich stark belastet und muss daher von bester Qualität sein. Das bedeutet aber nicht, dass man nun gleich den teuersten AGM-Akku kaufen sollte, den man findet, denn auch preisgünstige Typen (um ca. 70 Euro für 12V/25Ah) sind meist sehr gut brauchbar. Nur neu und fit sollten Sie eben schon sein.

In dem Fall, dass eine regelmäßige Serviceladung des Stützakkus aus praktischen Gründen nicht möglich ist, kann man auch einen auf LiFePo4-Technik basierenden Lithium-Stützakku verwenden. Solche Lithium-Akkus sind um den Faktor 100(!) zyklenfester und leiden nicht an dem bekannten Sulfatierungsproblem wie Bleiakkus, müssen also nicht regelmäßig nachgeladen werden, kosten jedoch leider ein Vielfaches (um etwa 400,- Euro für 12V/25Ah). Aber wenn Kostensenkung nicht ganz oben im Pflichtenheft steht, wäre eine Saftschubse mit LiFePo4-Stützakku ein perfektes Team.

Grüße, Tom

Zitat von guischmi

Stromlaufpläne des Wagens studieren um zu prüfen wie sehr die Steuerung von Gebläsemotor und Standheizung vernetzt sind. Wahrscheinlich keine Auftrennung möglich.

DAS ist der Fehlschluss.
Der Gebläsemotor wird vermutlich 3 Anschlüsse haben.
2 Dicke zur Stromversorgung, und ein dünnes zur Steuerung.
Die Steuerung erfolgt über das Steuergerät von der Fahrzeugbatterie aus.
Die Stromversorgung KÖNNTE man von der Stützbatterie holen.
Aaaaaber.... Dann würde das Gebläse auch bei Fahrzeugbetrieb von der Stützbatterie mit Strom Versorgt, und DAS wird vermutlich Probleme geben.
Ebenso verhält es sich mit der Standheizung!!!!

Um dieses Problem zu vermeiden, kann man ein simples KFZ-Umschaltrelais einsetzen, welches bei Zündung AUS 12V für Gebläse und Standheizung von der Stützbatterie holt und bei Zündung EIN von der ursprünglichen Versorgung aus dem Primärnetz (also Starterbatterie). Das funktioniert perfekt, macht jedoch meist etwas Arbeit, weil man an die Strippen ran muss.

Grüße, Tom

Hum. Das ist alles gut und schön, aber die Saftschubse liefert "nur" 5A. Ein Gebläse auf Stufe 1 + Standheizung (Kraftstoff + Umwälzpumpe + Steuerung) wird wohl einiges mehr verbrauchen, als die Saftschubse liefern kann. Also wird die Starterbatterie auch teilweise belastet.

Ich habe hier dasselbe Problem. die Saftschubse ist seit Monaten eingebaut und funktionniert fabelhaft, aber die Standheizung habe ich noch nicht eingebaut, weil ich erst nach einer Möglichkeit suche, mehr Strom über die Saftschubse zu fördern.

Kann man LiFePo4-Akkus an einer Saftschubse verwenden? Die Ladekurve ist doch eine ganz andere als bei Blei-Akkus, und die Saftschubse verbindet im Lademodus doch die Stützbatterie mir der Lima... kann das gut gehen?

gruss

Denis

Auch wenn die Schubse nur 5A liefert und die Starterbatterie vorübergehend den Rest bereitstellen muss, ist die Entlastung enorm. Denn zum einen sinkt die zyklische Last der Starterbatterie sehr deutlich und zum anderen wird Sulfatierung dadurch verhindert, dass nach dem Ende der Entladung sofort mit 13V "nachgeladen" wird. Das ist in der Praxis sehr wirkungsvoll, auch wenn man mit nur 13V einen Bleiakku nicht voll bekommt. Es reicht aber fast immer aus, um die entnommene Ladung komplett zu ersetzen.

Man könnte auch einen stärkeren Wandler in die Schubse bauen, nur wird das ohnehin recht teure Ding dann größer, benötigt einen Lüfter und wird teurer. Und wie gesagt kommt es ja eigentlich nicht so sehr darauf an, dass der Starterbatterie gar keine Ladung entnommen wird, sondern mehr darauf, die langzeitige Ladungsentnahme durch kleine Entladeströme zu verhindern, so dass der Ladezustand nicht schleichend immer weiter abnimmt. Denn diese schleichende Abnahme des Ladezustandes mit der Folge von Sulfatierung und Kapazitätsverlust ist ja eines der Hauptprobleme bei Verwendung im PKW.

Bzgl. der Schaltschwellen (Tiefentladeschutz, Ladeerkennung) ist die Saftschubse auch für alle mir bekannten LiFePo4-Akkus geeignet. Einzig die Forderung nach einer Begrenzung des Ladestroms kann sie nicht erfüllen. Für diesen Zweck wird in die meisten LiFePo4-Akkus heute eine Schutzelektronik integriert, die sich um solche Anpassungen kümmert.

Grüße, Tom

Das verstehe ich nicht. Eine Standheizung ist ja doch eine konstante Stromentnahme, was einer Starterbatterie schadet, und zwar zieht man einige Amps über eine relaiv lange Zeit (sagen wir mal 30 min am Stück) aus der Batterie. Wenn schon Ströme von etwa 50mA der Batterie schaden, dann erst recht wenn es sich um ein vielfaches davon handelt, oder?

Ob nun Standheizung, Kühlbox oder fehlentwickelte Bordelektronik, das Schema ist doch jedesmal dasselbe: nach einer mehr oder weniger langen entladephase wird die Batterie wieder aufgeladen (Lima oder Ladegerät).

Wenn man deiner Aussage folgt könnte man theoretisch eine Batterie, die rund um die Uhr mit 100mA entladen wird, alle 2 Tage über10 Stunden mit Konstantspannung 14,2V nachladen, und die Batterie würde kaum sulfatieren?

Zu deinen Kunden zählen auch einige Einzatzfahrzeuge. Hast Du da Erfahrungswerte? Sind da eher Saftschubsen oder Trenn-Mosfets eingebaut? Wie hoch ist der Verbrauch eines stehenden Einsatzfahrzeuges mir Blaulicht und eingeschalteten Scheinwerfern? Hast Du von diesen Kunden auch ein Feedback bekommen, wie gut sich Saftschubse und Trenn-Mosfets auf die Batterielebensdauer ausgewirkt hat, und zwar in der harten Praxis?

Uebrigens, mich würde auch interessieren, wie die diversen Zusatzgeräte (Blaulicht usw.) in neuren Fahrzeugen mit CAN-BUS überhaupt angeschlossen sind.

Bleiakkus sulfatieren bei langzeitiger Entnahme kleiner Ströme und jeweils nur zeitlich kurzen Ladephasen. Dabei spielt es keine Rolle, wie hoch der Ladestrom ist, den die Lichtmaschine jeweils zur Verfügung stellen kann, denn kleine Entladeströme führen zu relativ großen und reaktionsträgen Sulfatkristallen, die einer schnellen Aufladung in kurzer Zeit direkt entgegenwirken. Genau dieses Problem geringer Dauerentladeströme liegt ja den Batterieproblemen vieler moderner Fahrzeugen zugrunde, wenn sie 23,5 Stunden am Tag 100mA Dauerentladestrom ziehen, aber nur während einer 30 minütigen Fahrzeit Ladestrom engeboten bekommen: Die Sulfatkristalle sind so träge, dass die Batterie jeden Tag ein Stückchen weiter im Ladezustand absinkt, bis sie schließlich "sulfatiert", sprich fertig ist.

Hohe Entladeströme sind gefährlich bei Batterien im Bereich niedriger Ladezustände, wenn die schwächsten Zellen im Batterieverbund unter der Last des Entladestroms umpolen (was Bleiakkus bekanntlich stark schädigt. Beim Versuch den nicht anspringenden Motor mit einer fast völlig entladenen Batterie noch weiter durchzudrehen möge man an dieses Problem denken), sowie bei insgesamt hohem Ladungsdurchsatz (Zyklisierung). Ansonsten sind hohe Entladeströme eher ungefährlich. Jedenfalls wenn man die entnommene Ladung hinreichend schnell wieder einlädt.

Bei Einsatzfahrzeugen sind die Entladeströme während der aktiven Phasen je nach Fahrzeugtyp sehr unterschiedlich. Früher steckten in den Blaulichtern normale H1-Lampen mit 55W, das sind so etwa 4,5A bei 12V. Zusammen mit Beleuchtung, Funk und sonstigem Kleinkram kam man auf 10 bis 20A Entladestrom. Das machen die Batterien so 3 bis 12 Monate mit und die werden dann turnusmäßig und prophylaktisch ausgetauscht, um Pannen vorzubeugen. Viele Feuerwehren hängen die Einsatzfahrzeuge während der Standzeiten an Ladegeräte, um eine ausreichende Batterieleistung sicher zu stellen. Das klappt zwar ganz gut, ist aber doch oft im Detail problematisch, weil die modernen Ladegeräte sämtlich Ladeprogramme abfahren, die sich mit der Dauerladung nicht wirklich gut vertragen. Die Lebensdauer der Akkus liegt meist bei ein bis drei Jahren, dann wird - wiederum vorrausschauend - ausgetauscht. Heute werden zum größten Teil moderne LED-Signlanlagen verwendet, die deutlich geringere Stromaufnahmen aufweisen.

Wo die Einsatzfahrzeuge nicht in Hallen auf ihre nächsten Einsätze warten, ist die (technisch optimale) Ladegeräte-Lösung naturgemäß nicht möglich. Hier beschränkt sich die Hilfstechnik meist auf Zweitbatterien, die über Trenn-MOSFETs oder Trenn-Relais angeschlossen sind. Das hält eine übermäßige Zyklisierung von der Starterbatterie fern. Dafür muss dann natürlich die Zweitbatterie verstärkt zyklenfest sein. Ich denke aber, hier geht die Entwicklung zukünftig verstärkt den Weg über Akku-Technologien wie LiFePo4, die sich allgemein als äußerst zyklenfest erwiesen haben, die aber leider pro Amperestunde deutlich teurer sind. Für Behörden-Dienststellen sind die Akku-Anschaffungskosten aber meist nicht das vordringlichste Problem. Hier stehen Zuverlässigkeit und leichte Handhabung im Vordergrund.

Mit welchen Trennsystemen die meisten Einsatzfahrzeuge ausgerüstet sind, weiß ich natürlich auch nicht. Um die Frage zu beantworten, welches System bei Einsatzfahrzeugen verbreiteter ist, Trenn-MOSFET oder Saftschubse, kann ich klar mit Trenn-MOSFET antworten. Die Saftschubse ist schon ein sehr spezielles Produkt, das in Fahrzeugen öffentlicher EInrichtungen eher selten verwendet wird. Was auch an ihrem etwas sonderbaren Namen liegen mag. Oder an der nicht für jedermann nachvollziehbaren Funktionsweise.

Mit über Trenn-MOSFETs oder Saftschubsen angeschlossene LiFePo4-Akkus kann man auch unter erschwerten Bedingungen eine Lebensdauer der Zweit-Akkus von 5 Jahren und mehr erreichen, was die Wartungskosten drastisch senkt und der Lithium-Technik schnell sogar einen ganz erstaunlichen Kostenvorteil verschafft.

Grüße, Tom