Kabelstärke für 2. Batterie

Hallo, die Frage ist, wie du's absicherst und vor allem wie viel dein Trennrelais Schalten kann.

Ich habe in meinem alten Bus die 2. Batterie mit einem Trennrelais für 50A gekoppelt und habe direkt bei der 1. und nochmal am anderen Ende bei der 2. Batterie jeweils eine 40A Sicherung gesetzt. Das hat gereicht, ich hatte allerdings nur eine LiMa mit 65 A drin. Da waren 6mm² verbaut, war aber untere Grenze.

Schau, dass Du ein starkes Relais bekommst, sicher die Leitung an beiden Enden ordentlich ab (wär Schade, wenn Dein Bus wegen einem durchgescheuertem Kabel abbrennt..)

Mit 10mm² bist Du bis 60A auf der sicheren Seite.

lg Uli

Hallo Stefan,
ich habe 6 qmm eingesetzt, keine Probleme.

jetzt aber die Theorie:
Interessant ist der Spannungsverlust im Kabel. Dieser reduziert die max. mögliche Ladung durch die Lichtmaschine.

Konkret: Beispiel: 3 m Kabellänge (Masse über Blech-vernachlässigt)
20A Ladestrom

Bei 4 qmm Kabel ergibt sich ein Verlust von 0,25 V
Bei 6 qmm Kabel ergibt sich ein Verlust von 0,16 V
Bei 10 qmm Kabel ergibt sich ein Verlust von 0,1 V

Vorraussetzung: alles gut mit Kabelschuhen verarbeitet!!!
Bei einer Spanne von 11.5 -14,5 V = 3V bis Volladung
ergibt sich:
4qmm = 8,3% weniger Volladung
6 qmm = 5,3% weniger Volladung
10 qmm= 3,3% weniger Volladung

Der Querschnitt ist also Geschmackssache.

Ich hoffe daß ich helfen konnte.

MFG
Dieter

>Hallo Stefan,
>ich habe 6 qmm eingesetzt, keine Probleme.
>jetzt aber die Theorie:
>Interessant ist der Spannungsverlust im Kabel. Dieser reduziert die max. mögliche Ladung durch die Lichtmaschine.
>Konkret: Beispiel: 3 m Kabellänge (Masse über Blech-vernachlässigt)
>20A Ladestrom
>Bei 4 qmm Kabel ergibt sich ein Verlust von 0,25 V
>Bei 6 qmm Kabel ergibt sich ein Verlust von 0,16 V
>Bei 10 qmm Kabel ergibt sich ein Verlust von 0,1 V
>Vorraussetzung: alles gut mit Kabelschuhen verarbeitet!!!
>Bei einer Spanne von 11.5 -14,5 V = 3V bis Volladung
>ergibt sich:
>4qmm = 8,3% weniger Volladung
>6 qmm = 5,3% weniger Volladung
>10 qmm= 3,3% weniger Volladung
>Der Querschnitt ist also Geschmackssache.
>Ich hoffe daß ich helfen konnte.
>MFG
>Dieter

Hi Dieter,

kleiner Denkfehler: Die Batterie braucht länger zum volladen, aber voll wird sie trotzdem. Bleiakkus lädt man mit einer konstanten Spannung.

Tomy

Moin,

[...]
>jetzt aber die Theorie:
>Interessant ist der Spannungsverlust im Kabel. Dieser reduziert die max. mögliche Ladung durch die Lichtmaschine.

Grundsätzlich richtig. Dieser Spannungsverlust (Aufladen der Zweitbatterie) ist angesichts der Schwankungen und Toleranzen der Ladespannung (Spannung der Lichtmaschine) aber nicht wirklich kritisch.

Wesentlich kritischer ist dagegen die Strombelastbarkeit des Kabels, die sich im Wesentlichen über den Querschnitt definiert. Und da gilt: lieber mehr als erforderlich und noch mal mehr, wenn man noch zusätzliche (nennenswerte) Verbraucher an der Zweitbatterie auch während des Motorlaufs betreibt.
Vergleichbares gilt natürlich auch für die Dimensionierung des Trennrelais.

zaydo

>Bei einer Spanne von 11.5 -14,5 V = 3V bis Volladung
>ergibt sich:
>4qmm = 8,3% weniger Volladung
>6 qmm = 5,3% weniger Volladung
>10 qmm= 3,3% weniger Volladung

wobei irgendwann der Ladestrom sinkt und damit der Spannungsabfall auch! Die Batterie wird genauso voll, wie mit dünnem Kabel, braucht aber länger. Zweites Problem ist ein Laststrom. Der erzeugt auch einen spannungsabfall und wenn die Spannung im Bordnetz etwas knapp ist, führt das dann zu geringerer Akkuladung. Wenn während der Fahrt hohe Lasten an der Zweitbatterie hängen, würde ich ein zweites Kabel ziehen und es so verschalten, daß bei laufendem Motor die Verbraucher durch das zweite Kabel versorgt werden und das erste Kabel nur die Batterie lädt.

Grüße

Uwe

Moin,

[...]
>Wenn während der Fahrt hohe Lasten an der Zweitbatterie hängen, würde ich ein zweites Kabel ziehen und es so verschalten, daß bei laufendem Motor die Verbraucher durch das zweite Kabel versorgt werden und das erste Kabel nur die Batterie lädt.

Das ist angesichts des zweifelhaften Nutzens ein viel zu hoher Aufwand.
Mit der von Dir angedachten Konstruktion hast Du auch nur eine Parallelschaltung von Batterie und Verbraucher, die von der Lichtmaschine gespeist wird; eben so wie beim direkten Anschluss der Verbraucher an die Batterie. Und diese Parallelschaltung hat im Vergleich zu einer großzügig dimensionierten 'Ein-Kabel-Versorgung' von Batterie und Verbrauchern nur Nachteile.

Entscheidend ist letztlich, was die die Lichtmaschine liefern kann. Und die sieht unabhängig von der Beschaltung nur einen Verbraucher und kann deswegen den Strom nicht selbstständig sinnvoll aufteilen. Die Batterie bekommt immer nur das, was die anderen Verbraucher übrig lassen.

>Grüße
>Uwe

zaydo

Das ist nicht ganz so. Die LiMa sieht zwar die Verbraucher nicht, aber es geht auch nicht um die LiMa, sondern um den Spannungsabfall im Kabel. Und dieser Spannungsabfall bewirkt, daß an der Zweitbatterie nie die Spannung der LiMa ankommt. Durch die Aufteilung auf zwei Kabel hat man bei hohem Ladestrom am Ladekabel zwar auch einen Spannungsabfall, aber wenn bei zunehmender Ladung der Ladestrom sinkt, sinkt auch der Spannungsabfall und die Batterie kann die Klemmspannung der LiMa erreichen. Und das kann sie bei einem Kabel mit Laststrom nie! Liegt die Bordspannung im oberen Bereich und ist die Last an der Zweitbatterie nicht allzu hoch, bringt es fast nichts. Hat man aber nur 13,8 Volt im Bordnetz und es gehen im Kabel noch 0,5 Volt verloren, dann wird die Batterie nicht mehr ganz voll geladen und die Lebensdauer der Batterie verkürzt sich. Und sooo viel Aufwand ist es nicht, statt 1 x 12 qmm nun 2 x 6qmm zu ziehen und ein zusätzliches Relais einzubauen. Die Spule des Relais wird einfach parallel zum Trennrelais gehängt. Ich hatte 6 qmm gelegt und die Batterie provisiorisch im Fußraum vor dem Beifahrersitz stehen gehabt, also sehr kurze Kabelwege. Wenn der Kühlschrank und ein paar weitere Verbraucher liefen, gingen immerhin 0,5 Volt verloren!

Wer es genau wissen will, kann ja mal ein provisiorisches Kabel von der Zweitbatterie zur LiMa ziehen, aber nicht anschließen und alle Verbraucher der Zweitbatterie auf Vollast. Wenn man dann die Spannung von diesem Kabelende gegen die Plusklemme der LiMa mißt, sieht man, was im Kabel zur Zweitbatterie abfällt. Und wenn das mehr als nur ganz wenige zehntel Volt sind, würde ich den Aufwand mit dem zweiten Kabel für sinnvoll halten.

Grüße

Uwe

Moin,

>Das ist nicht ganz so. Die LiMa sieht zwar die Verbraucher nicht, aber es geht auch nicht um die LiMa, sondern um den Spannungsabfall im Kabel. Und dieser Spannungsabfall bewirkt, daß an der Zweitbatterie nie die Spannung der LiMa ankommt. Durch die Aufteilung auf zwei Kabel hat man bei hohem Ladestrom am Ladekabel zwar auch einen Spannungsabfall, aber wenn bei zunehmender Ladung der Ladestrom sinkt, sinkt auch der Spannungsabfall und die Batterie kann die Klemmspannung der LiMa erreichen. Und das kann sie bei einem Kabel mit Laststrom nie!

Wenn es gut dimensioniert ist, dann wird der Spannungsabfall auf dem Kabel vernachlässigbar. Lässt man das Kabel trotz zusätzlicher Verbraucher an der Zweitbatterie unverändert, dann erhöht sich natürlich der Spannungsabfall, richtig. Aber das sollte man, wie geschrieben, auch nicht machen - zumal man zusätzlich an die Grenze der Strombelastbarkeit kommen kann.

Deine Parallelschaltung vergrößert letztlich doch auch nur den Kabelquerschnitt des Stromweges von der Lima zur Batterie und den Verbrauchern. Dazu musst Du aber ein zusätzliches Kabel inkl. Relais mit Ansteuerung verlegen. Und genau deswegen meinte ich, dass es weniger Aufwand ist, ein dickeres Kabel zu nehmen.

[...]
>Und wenn das mehr als nur ganz wenige zehntel Volt sind, würde ich den Aufwand mit dem zweiten Kabel für sinnvoll halten.

Hmm, nachvollziehbar aber irgendwie viel zu theoretisch:

Übliche Digitalmultimeter haben schon mindestens ein Zehntel Volt Messungenauigkeit, der Sollspannungswert der Lichtmaschine streut wesentlich mehr und auch die Battterien werden allein schon wegen der Temperatur- und Ladezustandsabhängigkeit nicht auf eine auf eine Stelle hinter dem Komma genaue Spannung bestehen.
Des weiteren liegt der Widerstand eines 16qmm Kabels von der Starter- zu Zweitbatterie nur in der Größenordnung von 2 mOhm. Da müssen schon 100 Ampere fliessen, um auf die o.a. "wenige zehntel Volt" zu kommen. Und die werden, wenn überhaupt, nur sehr wenige Zehntel Sekunden fliessen, weil dann die Spannungsdifferenz zwischen den Batterien stark abbaut. Ziehen die Verbraucher dauerhaft Strom in der Größenordnung, dann steckt bei solch einer Art der Spannungsversorgung sowieso ein größerer Planungs-/Designfehler dahinter.

Interessanter als der Leitungswiderstand ist da im übrigen schon die Betrachtung der Kontakt- und Anschlusswiderstände der Relais und Klemmen. Beide müssen natürlich auch entsprechend dimensioniert sein. Und Ohm und Kirchhoff waren sich sicher, dass die Parallelschaltung da auch nicht wirklich weiterhilft

>Grüße
>Uwe

zaydo

>Wenn es gut dimensioniert ist, dann wird der Spannungsabfall auf dem Kabel vernachlässigbar.

Full ACK, auch mein Reden

>Deine Parallelschaltung

ich rede nicht von einer Parallelschaltung, sondern davon, daß der Laststrom ganz vom Ladekabel weggenommen wird. Und nur dadurch erreicht man, daß spannung an der Zweitbatterie die Klemmspannung der LiMa erreichen kann.

>Übliche Digitalmultimeter haben schon mindestens ein Zehntel Volt Messungenauigkeit, der Sollspannungswert der Lichtmaschine streut wesentlich mehr und auch die Battterien werden allein schon wegen der Temperatur- und Ladezustandsabhängigkeit nicht auf eine auf eine Stelle hinter dem Komma genaue Spannung bestehen.

Deswegen messe ich auch nicht Klemmspannung der LiMa und anschließend Spannung der Batterie. Dann würden die Meßfehler voll durchschlagen und da würden die billigmultimeter aus dem Baumarkt nicht mehr geeignet sein. Ich messe Plus der Batterie gegen Plus der LiMa, und das Meßgerät zeigt mir so den Spannungsabfall direkt an. Und im 2 Volt meßbereich mit 2 Nachkommastellen (die hat jedes 2 1/2 stellige Multimeter) hat man selbst bei einer Meßgenauigkeit von 20% sowie +- 10 Digit noch ein sehr gut brauchbares Ergebnis.

>Des weiteren liegt der Widerstand eines 16qmm Kabels von der Starter- zu Zweitbatterie nur in der Größenordnung von 2 mOhm.

Auch mein Reden, bei 16qmm und mir relativ kurzer Leitungslänge ordentlich verkabelt braucht man sich wenig Gedanken machen.

>Interessanter als der Leitungswiderstand ist da im übrigen schon die Betrachtung der Kontakt- und Anschlusswiderstände der Relais und Klemmen. Beide müssen natürlich auch entsprechend dimensioniert sein.

Das addiert sich dann natürlich zum Gesamtwiderstand

Und Ohm und Kirchhoff waren sich sicher, dass die Parallelschaltung da auch nicht wirklich weiterhilft

Deswegen
<gebetsmühle>
Es ist KEINE Paralellschaltung, sondern per Umschaltrelais wird der Laststrom auf ein zweites Kabel gelegt, dann fließt durch das erste Kabel nur der Ladestrom. Und dann wirkt sich der Spannungsabfall an der Relais, Kontakten, Kabel und Sicherung gar nicht mehr aus, denn beim Ladeschluß geht der Strom gegen null und damit der Spannungsabfall im Ladekabel und nur dann erreicht die Batterie auch die gleiche Spannung wie die LiMa!
</gebetsmühle>

Ich habe mich mit Ohm und Kirchhoff auch ein wenig beschäftigen dürfen, das war an der RWTH Aachen, ich glaube so im ersten Semester und ich glaube, ich habe das auch so ungefähr verstanden. Und Ohm und Kirchoff waren sich auch einig, daß ein Laststrom, der durch Kabel B fließt, und nicht durch Kabel A, weil Kabel A abgeschaltet ist, in Kabel A auch keinen Spannungsabfall erzeugt ;-). Aber ich glaube, Du hast meinen Schaltungsvorschlag immer noch nicht ganz verstanden, deswegen hier noch einmal:

Ein Kabel geht von der LiMa über das Trennrelais zur Zweitbatterie und lädt nur die Batterie. Über das Kabel fließt kein Laststrom. Ein zweites Kabel geht Richtung Zweitbatterie, endet dort aber an dem Kontakt eines Umschaltrelais, der in stromlosen Zustand geöffnet ist. Der andere Kontakt, der stromlos geschlossen ist, geht zur Batterie und der dritte Anschluß geht zur Last. Dann wird die Last bei stromlosem Relais, also wenn der Motor steht, aus der Zweitbatterie gespeist und bei laufendem Motor kommt der Strom über das zweite Kabel. Und diese Verschaltung kann bei Kabeln, die keine 16qmm haben und nicht nur 3 m lang sind, durchaus zu 0,5 Volt mehr an der Zweitbatterie führen. Und das bedeutet für die Zweitbatterie, daß sie schneller geladen wird und daß sie auch richtig voll geladen wird!

Und an Mehraufwand ist es lediglich, daß man statt einem Draht einen Zweiten für den Laststrom zieht und neben dem Trennrelais noch ein zweites Relais einbaut. Wenn das Trennrelais in Batterienähe ist, ist es damit erledigt. Wenn nicht, brucht man natürlich noch ein Kabel, was die Spulen beider Relais verbindet, denn das zweite Relais wird in Batterienähe sein.

Grüße

Uwe

<center>http://www.zaydowicz.de/forum/parallelschaltung.jpg</center>

Moin,

[...]
><gebetsmühle>

Ich habe die Schaltung sehr wohl verstanden; siehe Bild.

>Es ist KEINE Paralellschaltung,

Wenn das Trennrelais und in Folge das 2. Relais angezogen haben, dann hast Du die Parallelschaltung Lima - Zweitbatterie/Verbraucher - Masse.

Mein Hauptkritikpunkt bei der Sache: mehr Kabel, mehr Klemmen, mehr Relais = mehr Aufwand = mehr Fehlerquellen, mehr (Gesamt)Leistungsverlust bei letztlich sehr geringem Nutzen, insbesondere weil die Batterie ja nicht die gesamte Zeit mit dem maximal möglichen Strom geladen wird, weswegen sich der Strom auf der Leitung sehr schnell deutlich reduziert, und somit auch der Spannungsabfall.

Wir sind uns ja im Wesentlichen einig: Die Dimensionierung von Kabel, Relais, Klemmen etc. ist das A&O. Nur in der Art der Realisierung gibt es eine unterschiedliche Meinung. Getreu dem Motto 'agree to disagree' sollten wir es dabei belassen

zaydo

>Moin,
>[...]
>><gebetsmühle>
>Ich habe die Schaltung sehr wohl verstanden; siehe Bild.

Kleine Korrektur zum Bild: Die Spule des Umschaltrelais muß natürlcih auch an D+, so wie in der Zeichnung würde das Relais immer angezogen bleiben, und nur abfallen, wenn die Zweitbatterie irgendwann mal leer ist.

>Wenn das Trennrelais und in Folge das 2. Relais angezogen haben, dann hast Du die Parallelschaltung Lima - Zweitbatterie/Verbraucher - Masse.

Praktisch alle Verbraucher im Auto sind letzlich irgendwie parallelgeschaltet.

>Mein Hauptkritikpunkt bei der Sache: mehr Kabel, mehr Klemmen, mehr Relais = mehr Aufwand = mehr Fehlerquellen...

Dem ist auch so.

>Wir sind uns ja im Wesentlichen einig: Die Dimensionierung von Kabel, Relais, Klemmen etc. ist das A&O.

Dem Grundsatz stimme ich auch zu und das habe ich ja auch bestätigt, daß das Umschaltrelais wenig Sinn hat, wenn man kurze Kabel und großen Querschnitt hat. Es gibt nur leider keine immer anwendbare ideale Universallösung.

Grüße

Uwe

Moin,

[...]
>Kleine Korrektur zum Bild: Die Spule des Umschaltrelais muß natürlcih auch an D+, so wie in der Zeichnung würde das Relais immer angezogen bleiben, und nur abfallen, wenn die Zweitbatterie irgendwann mal leer ist.

Arrgh, ja, dummer Fehler.

ACK zum Rest.

zaydo