Ladegerät LG66 / AGM und Blei Säure Batterien

[hennsel]

Hallo an alle Elektrikspezies unter euch,

ich habe mir vor ein paar Wochen eine neue AGM-Batterie mit 110AH als Versorgerbatterie gekauft. Der Wagen hat außerdem im Frühjahr eine 85AH Blei Säure Batterie als Starterbatterie erhalten.
Ich fahre einen LT28 Sven Hedin Bj 84. Der Wagen ist mit dem Ladegerät LG66 ausgestattet und ich gehe davon aus, daß es noch ordentlich funktioniert. Morgen habe ich aber auch die Möglichkeit die Ladespannung zu messen.

erstens:
Soweit ich die Beschreibung im Doku Wiki verstanden habe lädt das Ladegerät mit einer Spannung von 14V bei richtiger Funktion. Die AGM Batterie soll nach Herstellerangaben bei konstanter Spannung aber mit 14,2 bis 14.4V geladen werden. Ist das Ladegerät somit ungeeignet diese Batterie zu laden? ...oder ist der Unterschied nicht relevant?

zweitens:
Nun habe ich dem Doku Wiki entnommen, daß im Sven Hedin ein Trennrelais verbaut ist, das dafür sorgt, dass die Batterien bei ladender Lichtmaschine parallel geschaltet werden, so daß beide Batterien geladen werden. Bei nicht laufender Lichtmaschine trennt das Relais die Verbindung und die Parallelschaltung wird aufgehoben. Meines Wissens nach sollten aber nur absolut bau- und chargengleiche Batterien parallel geschaltet werden, da sich die stärkere Batterie sonst durch gegenseitige Entladung auf dem Level der Schwächeren einpendelt. Kann sich dieser Effekt auch bei laufender Lichtmaschine einstellen? und kann die Lichtmaschine meines Wissens nach mit einer Ladespannung von 13,8V überhaupt die AGM Batterie mit laden?

Hinzu kommt, das ich vermutlich nicht bemerke wenn das Trennrelais einmal ausfällt und die Batterien dann ständig parallel geschaltet wären, was der stärkeren AGM Batterie vermutlich nicht guttun würde. Letztlich frage ich mich, ob ich das Trennrelais nicht besser ausbauen und die Verbindung beider Batterien dauerhaft unterbrechen sollte. Die Versorgerbatterie kann ich dann immer noch mit dem Aussenstromanschluss aufladen. Entweder mit dem vorhandenen alten oder ggfs. mit einem moderneren und kleinerem Ladegerät.

Vielleicht kann mich ja einer von Euch aufklären, ob ich mit meinen Vermutungen richtig oder falsch liege und mir ggfs. bei einer Lösung behilflich sein.

Danke vorab.

henning

[Flori1981]

Hallo Henning,

meine Bordbatterien haben kürzlich auch den Geist aufgegeben und ich habe mich durch einige Foren gekämpft, um die gleichen Fragen wie du zu klären. Leider bin ich zu keinem wirklich guten Ergebnis gekommen, da die einen so sagen, die anderen so. Ist wohl eine Glaubensfrage.
Fakt ist jedoch, dass Batterien, die ihre Ladeschlussspannung nicht erreichen auch nie richtig vollgeladen werden. Das ist bei AGM Batterien etwas blöd, weil die im Allgemeinen recht Zickig sein sollen was die Ladung angeht.
Dass sich parallelgeschaltete Batterien gegenseitig entladen ist so nicht ganz richtig. Es fließen kurzzeitig z.T. große Ausgleichsströme, bis sich das Spannungsniveau der beiden Batterien angeglichen hat. Eine weitere Entladung findet jedoch nicht statt. Dass ein Parallelschalten mit einer defekten (z.B. Zellenschluss) Batterie ungesund ist bleibt unumstritten.
Die Lösung mit dem Trennrelais hat sicher seine Daseinsberechtigung und würde wohl nicht zigfach verbaut werden, wenn das so schädlich wäre. Ob ein Mix aus Säure- und AGM Batterie gut ist kann ich dir aber nicht beantworten, da ich hier sehr unterschiedliche Meinungen gelesen habe.

Das Unschöne an der Relaislösung ist, dass die Bordbatterien bei laufender LiMa über relativ lange und nicht allzu dicke Kabel mit der Starterbatterie verbunden sind. Hier tritt durch den Widerstand der Kabel ein Spannungsabfall auf, sodass hinten auch keine 14V mehr ankommen. In meinem Fall waren es satte 0,5V Spannungsabfall, d.h. meine Bordbatterien wurden nie vollgeladen. Zudem bestimmt meist die volle Starterbatterie den Ladestrom. Bei mir waren das gerade mal 3A bei leerer Bord- und voller Starterbatterie. Die leere Bordbatterie könnte aber einen wesentlich höheren Ladestrom vertragen.

Um dem ganzen Übel ein Ende zu bereiten habe ich in den sauren Apfel gebissen und mir einen Ladebooster zugelegt. Dieser kann entweder zusätzlich zum Trennrelais, oder aber auch ersatzweise eingebaut werden. Er kommt einfach zwischen Start- und Bordbatterie. Beide Batterien sind galvanisch getrennt. D.h. es besteht zu keinem Zeitpunkt eine direkte Verbindung zwischen den Batterien. Der Ladebooster misst dann bei laufender LiMa die Spannung der Starterbatterie. Wenn diese zu niedrig ist, wartet er erst mal ab, bis die Starterbatterie wieder soweit geladen ist, dass problemlos der Anlasser betätigt und dein LT gestartet werden kann. Wenn die Starterbatterie nachgeladen ist, belastet er diese so weit, dass die LiMa richtig Saft reinbuttert. Er entläd sie praktisch und sie kann wieder einen höheren Ladestrom aufnehmen. Das ganze geht dann mehr oder weniger über ein Schaltnetzteil an die Bordbatterie. Hierzu wird die Spannung auch angehoben, um die o.g. Kabelverluste auszugleichen. Der Batterietyp kann eingestellt werden. Z.B. für deine AGM Battrie auf 14,4V. D.h. deine Bordbatterie wird richtig knallevoll geladen, weil die Ladeschlussspannung auch erreicht wird. Das ganze mit der empfohlenen IUoU Kennlinie. Somit wird deine Batterie auch nicht überladen, weil der Booster auf Erhaltungsladung umschaltet. Die verschiedenen Ladephasen kannst du dir selbst mal ansehen. Mein Booster ist von Büttner Elektronik. Auf deren Homepage kann man sich die Anleitung auch downloaden. Es gibt aber sicher auch günstigere Varianten.
Meine Bordbatterien werden nun anstatt mit mickrigen 3 A mit bis zu 25 A geladen und das macht dann doch einen Unterschied. So werden die Batterien auch bei kurzer Fahrtstrecke gleich schön nachgeladen.
"Angesprochen" wird der Booster über Kl. D+. Das ist dieselbe Leitung, die auch dein Trennrelais schaltet.

Ist halt leider teuer erkauft. Ob diese Investition sich rechnet, weil deine Batterien vielleicht länger leben, als mit der Trennrelaislösung kann ich dir nicht beantworten, weil ich hier keine Erfahrungswerte habe. Mir persönlich kam es eher auf den hohen Ladestrom an, da ich viel wild campe, aber wenig fahre.

Deine Idee, die Batterien immer getrennt zu lassen wäre wohl nur dann gut, wenn du die Bordbatterie häufig per Ladegerät aufladen kannst. Denn halbleere Batterien stehen nicht gerne lange rum. Und AGM gleich gar nicht.

Soweit mal eine Zusammenfassung meiner gesammelten Informationen. Vielleicht wäre ja mal ein Gespräch mit jemand aus einem Sanitätshaus hilfreich? Die ganzen Elektrorollstühle haben auch dicke Batterien drin. Ein Servicemitarbeiter hat sicher Ahnung vom Umgang mit verschiedenen Bleiakkutypen.

Viele Grüße
Fabian

[hennsel]

Hallo Fabian,

erst einmal Danke für die Antwort. In meinem Bekanntenkreis wussten selbst Mechaniker nicht wirklich Bescheid über die Kombination aus Blei-Säure und AGM Batterien. Das Thema scheint weniger "erforscht" als ich
gedacht hätte. Mit dem "gegenseitigen Entladen" habe ich mich wohl falsch ausgedrückt. Im Grunde meinte ich es, wie Du es beschrieben hast. ;)

Ich werde mich nochmal weiter erkundigen und mich dann wieder hier zurückmelden. Bis dahin werde ich meine Versorgerbatterie (ab jetzt) nur von aussen über ein modernes Ladegerät laden, um kein weiteres Risiko einzugehen.

Ideal wäre vermutlich eines Tages ein Solarmodul auf dem Dach und eine komplette Trennung der beiden Systeme, aber die Kosten für ein solches müsste ich erst noch überschlagen und dieses Jahr war auch erstmal teuer genug.

[Flori1981]

Hallo Henning,

anbei noch eine Schaltungsidee, die kostengünstig wäre, sofern du bereits einen DC/AC Wandler hast, der dir aus 12V 230V machen kann.
Wenn dem so ist, dann könntest du mit drei Relais, Diode und nem Schalter das folgende aufbauen:


Grundidee ist die, dass deine Bord- und Startbatterien, wie von dir gefordert voneinander dauerhaft getrennt sind, du aber dennoch nicht auf die Ladung (und sogar mit ordentlich Ladestrom und Ladekennlinie, je nachdem wie viel dein Ladegerät und dein Spannungswandler kann) mittels LiMa verzichten musst. Die Ladung läuft über dein Ladegerät, das du auch Zuhause benutzt. Es wird allerdings während der Fahrt über den Spannungswandler betrieben, welcher bei laufender LiMa seine 12V nicht wie sonst von der Bord-, sondern von der Starterbatterie bezieht. Wenn der Motor abgestellt ist, läuft dein Spannungswandler wieder auf Bordbatterie. Dass damit natürlich durch zweimalige Spannungsumwandlung Verluste entstehen, die energetisch völliger Quatsch sind ist klar. Aber es ist halt auch nur ein Denkanstoß.

Die Schaltung besteht im Einzelnen aus Relais RE1 (oben), welches zwei Wechsler hat. Mit diesem schaltet die Klemme D+ (welche bisher dein Trennrelais gesteuert hat) den 12V Eingang deines Spannungswandlers entweder auf Start- oder Bordbatterie. Anzumerken ist, dass alle eingezeichneten Relaisstellungen der Ruhestellung entsprechen, sprich es liegt keine Spannung an der Spule des Relais an. Läuft also deine LiMa, schaltet RE1 durch und legt die Startbatterie auf deinen Spannungswandler.

Das Relais R2 in der Mitte wird ebenfalls durch D+ angesteuert und schaltet deinen Spannungswandler automatisch ein. Beim Campen mit stehendem Motor kannst du mit dem Schalter S1 den Konverter ebenfalls einschalten. Mit der Diode D1 wird verhindert, dass in diesem Fall bei stehendem Motor D+ Spannung führt und somit auch die anderen Relais schalten. Das ist auch für den Rest deiner Einbaugeräte wichtig. Z.B. dein Kühlschrank, der auch nur bei laufender LiMa auf 12V betrieben werden soll. Ohne Diode würde er das z.B. auch tun, wenn du S1 betätigst und dein Kühlschrank auf 12V geschaltet ist.
Die Diode hinter S1 brauchst du, da sonst bei geschlossenem Schalter und laufender LiMa über D+ Bord- und Starterbatterie doch prallel geschaltet wären.

Nun brauchst du noch eine Steckdose, in welche du das Ladegerät einsteckst. Diese eine Steckdose wird durch das Relais RE3 (2 Wechsler) in Ruhestellung von externem Landstrom (Außensteckdose), oder bei laufender LiMa mit dem Strom aus deinem Spannungswandler gespeist.

D.h. im Klartext:
- Motor aus, Schalter S1 offen: Ladung deiner Bordbatterie nur, wenn externer Strom angeschlossen ist. Spannungswandler ist aus.
- Motor läuft: automatische Ladung deiner Bordbatterie über Spannungswandler und Ladegerät, auch ohne Betätung Schalter S1.
- Motor aus, Schalter S1 geschlossen: Bordbatterie wird nicht geladen, du kannst aber dennoch die 230V deines Spannungswandlers an anderen Steckdosen nutzen. Belastet wird hierbei die Bordbatterie.

Da du in deinem ersten Post bereits Bedenken wegen eines evtl. nicht richtig funktionierenden Trennrelais hattest habe ich noch zwei Warn-LEDs mit eingeplant. Dazu sind die Relais RE1 und RE2, bei welchen sonst ein Wechsler und ein Schließer gereicht hätten je als zweifacher Wechsler ausgeführt. Bei beiden Relais liegt in Ruhestellung die Kl. D+ an der Anode und die Kathode über das Relais auf Masse. D.h. Motor aus, keine Spannung an LED => LED aus. Läuft der Motor, schalten die Relais durch. Bei korrekter Funktion wird dann aber die Kathode der Dioden von Masse getrennt und potentialfrei geschaltet, sprich LED ist ebenfalls aus. Nur wenn ein Fehler auftritt und D+ das Relais schalten sollte, das Relais aber versagt, leuchtet die jeweilige LED. Statt LED könntest du auch einen Summer o.ä. nehmen. Als zusätzliche Absicherung könnte man natürlich noch einen Schutz vor Unterspannung mit einbeziehen, der den Spannungswandler ab einer bestimmten Schwelle abschaltet (analog meiner Ausführung zum Ladebooster, der die Bordbatterie erst läd, wenn die Startbatterie ausreichend nachgeladen ist). Aber mir ging es eher um die Grundidee, die sich bereits durch wenig Bauteile und ohne Lötarbeit leicht aufbauen ließe.

Wie gesagt, nur ein Vorschlag, der sicher auch seine energetischen Nachteile hat. Hierzu vielleicht mal eine grobe Überschlagsrechnung mit großzügig gerundeten Werten:
Dein Ladegerät liefert am Ausgang 14,7V, 10A = 150 Watt Ausgangsleistung. Wenn ich mal einen Wirkungsgrad von 80% deines Ladegerätes ausgehe, dann haben wir eine Eingangsleistung von 150 / 0,8 = 190 Watt.
Den Wirkungsgrad vom Spannungswandler nehme ich mal mit 70% an. Macht also 190 / 0,7 = 275 Watt Eingangsleistung beim Spannungswandler. 275 W / 14,3 V Laderegler LiMa = 20 A, die deine Lichtmaschine für 10 A Ladestrom in deine Bordbatterie liefern muss.
275W - 150W = 125W Verlustleistung, die in Wärme verbraten wird. Effektiv ist was anderes ;). Aber du hast den Vorteil, dass deine geforderte Ladeschlussspannung im Gegensatz zur Trennrelaislösung erreicht und deine Batterien mit Ladekennlinie geladen wird. Zudem ist der Ladestrom deiner Bordbatterie höher (sofern dein Ladegerät das bringt) als der relativ geringe Ladestrom bei der Trennrelaislösung. Und zu guter letzt sind deine unterschiedlichen Batterietypen zu keiner Zeit mehr parallel geschaltet.

Bitte auch beachten, dass das ganze nur ein grobes Schema sein soll und keineswegs vollständig ist. Gerade was Sicherungen zum Leitungsschutz und Schutzleitersachen, FI Schalter etc. angeht. Ob man die LEDs noch gegen böse Spannungsspitzen im KFZ-Bordnetz schützen möchte bleibt jedem selbst überlassen, wäre aber auch kein großer Aufwand. Und natürlich nicht die Freilaufdioden an den Relais vergessen.

Viele Grüße
Fabian

[visions]

Ich habe mal gerade eine Frage zwischendrin.
Ich möchte eine der zwei Verbraucher-Säurebatterien in meinem Karmann aus Gewichtsgründen rauswerfen.
Kann ich den Kreislauf einfach so weiter betreiben? Was mache ich mit den beiden Kontakten der rausgeworfenen Batterie?
Sollte ich diese isolieren, verbinden oder auf nen Kaffee einladen?
Vielen Dank für eine kurze Erklärung! Ich stehe gerade auf'm Schlauch.

[Flori1981]

Hallo Visions,

ich nehme an, dass deine beiden Verbraucherbatterien parallel geschaltet sind (+ an + und - an -)? Wenn das bei dir nicht so ist, dann ist das nicht so einfach mit Entfernen, denn dann sind die Batterien in Reihe geschaltet und dein Bordsystem läuft auf 24V, wovon ich jetzt aber nicht ausgehe. Weiß nicht ob es Karmänner mit 24V gibt?
Wenn du die eine entfernst, dann musst du auf alle Fälle die übriggebliebenen Polklemmen isolieren und unter keinen Umständen miteinander verbinden !
Besser als Isolieren wäre natürlich gleich die nicht benötigten Kabel mit zu entfernen. Also die beiden Kabel, die Plus mit Plus und Minus mit Minus verbunden haben. Danach kannst du die Kabel dann gerne auf einen Kaffee einladen ;).

Viele Grüße
Fabian

[visions]

Fabian, besten Dank für die flotte Hilfe!

visions

[Stimo]

Hi Fabian find die Sache mit dem Booster ganz interessant und hätte dies bezüglich noch ne Frage an dich. Wenn der Booster eingebaut wird und du mit 25A deine Bordbatterie lädst, dann müssen doch die Leitungsquerschnitte die nach hinten zur Bordbatterie gehen größer werden oder seh ich das falsch? Bin ja leider noch kein Besitzer eines LT s und weiß daher nicht welchen Querschnitt die dahin verlegt haben. Ausm Gefühl würd ich sagen, dass bei 12V min 4² dahin gehen müssten oder? Hast du den Querschnitt bei dir erhöht oder so gelassen?

Besten Dank und Grüße

Timo

[hennsel]

Hey Fabian,
danke schonmal für die umfangreichen Tips. So ein Schaltplan überfordert mich zwar als Laien, aber cool das Du Dir die Mühe gemacht hast. Ich werde mir das beizeiten
nochmal genauer anschauen und dann später einmal über einen Wandler nachdenken.
Aktuell hoffe ich die Sache auf die einfache Art lösen zu können, also ohne große Umbauarbeiten.

Wenn es funktioniert, hoffe ich einfach das Trennrelais herausnehmen zu können, so daß die Parallelschaltung nie hergestellt wird. Das erscheint mir irgendwie logisch
und einfach.

Da mein Ladegerät zudem nicht die richtige Spannung aufbringt, werde ich hier wohl auf kurz oder lang auf ein kleines modernes oder besser noch auf eine Solaranlage gehen. Ob es der Batterie etwas ausmacht
wenn ich gelegentlich mit 14V Ladespannung lade muss ich noch beim Hersteller hinterfragen. Dieser hatte mir aber auch schon erzählt dass ein Solarmodul ideal wäre, obwohl da ja mit Sicherheit keine Ladespannung
von 14.4 erzeugt wird. Es gibt also noch Fragen. Leider arbeite ich gerade zuviel. Aber ich bleibe dran.

[Flori1981]

Hallo Henning,

wenn du noch keinen Wandler hast, dann ist das natürlich hinfällig, denn die sind ja auch nicht gerade billig und es ging dir ja um eine kostengünstige Lösung.
Solar ist sicher sinnvoll und auch ich werde nach der Winterpause nachrüsten, weil ich keine Außensteckdose in meinem Wohnort zur Verfügung habe und eher selten auf Campingplätzen unterwegs bin.
Habe mir hier u.a. Module von Büttner Elektronik angesehen. Die Regler können auf verschiedene Batterietypen und Ladeschlussspannungen eingestellt werden. Auch haben die Regler einen zweiten Ladeausgang mit dem du auch deine Starterbatterie laden könntest (ohne Parallelschalten der Batterien und auch mit ausgebautem Trennrelais). Es gibt also geeignete Regler für deine Anforderungen.

Viele Grüße
Fabian

[Flori1981]

Hallo Timo,

natürlich musst du auf deine Leitungsquerschnitte achten, diese ggf. erhöhen und entsprechend Sicherungen verbauen! Denn die 25A werden ja nicht von deinem Booster "erzeugt" sondern kommen von deiner Startbatterie. Sprich, der aufgrund der Verluste des Booster noch größere Strom muss erst mal zum Booster kommen. Das Kabel bei mir sah schwer nach einem 10qmm Querschnitt aus. Nachgemessen habe ich es nicht. Aber ich habe selbst in anderer Sache 6qmm verbaut und das ursprüngliche Kabel über das Trennrelais war definitiv dicker, was bei der Kabellänge dicke ausreicht. Ob es dabei allerdings das Originalkabel war, welches ab Werk verbaut wurde weiß ich nicht weil das Trennrelais bzw. dessen Einbau nicht original aussah. Daher in deinem Fall lieber nochmal nachsehen. Bezüglich Kabelquerschnitte ist in der Anleitung des Boosters eine Tabelle nach Kabellängen aufgeschlüsselt. Mit der 25A Variante dürfte es da keine Probleme geben.

Vielleicht weiß ja zufällig jemand, welcher Kabelquerschnitt im Original verbaut wurde?

Viel Erfolg bei der LT Suche :)
Fabian