Laden über die Lichtmaschine
Die nächsten beiden Kapitel beschäftigen sich mit dem Laden deiner Batterie bei der Fahrt. Bevor wir damit starten, möchten wir dir ein paar Begriffe erläutern, damit du die Inhalte dieser Kapitel besser nachvollziehen kannst.
Wenn wir von der Wohnraumbatterie oder Bordbatterie sprechen, ist damit immer die Batterie gemeint, die ihr zusätzlich in euer Wohnmobil einbaut und die nur für eure Verbraucher im Wohnraum gedacht ist, wie zum Beispiel Licht, Kühlschrank oder Ventilatoren.
Die Starterbatterie ist die in eurem Auto festverbaute Batterie, die das Auto zum Starten und zur Versorgung der Verbraucher im Auto benötigt, wie z.B. die Klimaanlage, das Radio, oder das Abblendlicht.
Die Lichtmaschine im Auto funktioniert wie ein Generator. Sie wird direkt über den Motor des Autos angetrieben und erzeugt Strom, der direkt für die Versorgung der Verbraucher und für das Laden der Starterbatterie genutzt wird.
Das D+ Signal ist ein Steuersignal der Lichtmaschine. Dieses Signal überträgt die Informationen, ob die Lichtmaschine läuft oder nicht. Dieses Signal gibt es vor allem bei älteren Autos. Moderne Autos kommen ohne D+ Signal aus.
Jetzt können wir mit der grundsätzlichen Funktion dieser Lademöglichkeit beginnen. Die Lichtmaschine deines Fahrzeugs kann auch genutzt werden, um die Wohnraumbatterie zu laden. Um die Lichtmaschine und deine Wohnraumbatterie zu verbinden, gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Ein einfaches Trennrelais ist ein Schalter, der zwischen Wohnraumbatterie und Starterbatterie eingebaut wird. Dieser Schalter schließt sich, sobald der Motor läuft und die Lichtmaschine Spannung erzeugt; er öffnet sich wieder, wenn die Lichtmaschine ausgeschaltet ist. Ein einfaches Trennrelais nutzt dafür das D+ Signal der Lichtmaschine.
Automatische oder spannungsgesteuerte Trennrelais erfüllen dieselbe Funktion, nutzen jedoch nicht das D+ Signal der Lichtmaschine, sondern haben eine integrierte Spannungsmessung. Über diese Messung merkt das Trennrelais von selbst, ob eine erhöhte Spannung an der Starterbatterie anliegt und damit die Lichtmaschine des Autos läuft.
Unabhängig davon, ob ein einfaches oder spannungsgesteuertes Trennrelais genutzt wird, schalten Trennrelais einfach nur die beiden Batteriesysteme auf ein Spannungsniveau. Dabei ist zu beachten, dass diese Relais keine elektronische Intelligenz besitzen. Sie nutzen keine speziellen Ladekennlinien, um deine Wohnraumbatterie schonend zu laden, sondern durch das Schalten fließen reine Ausgleichsströme zwischen den beiden Batterien. Dies kann die Batterie unnötig belasten und ihre Lebensdauer deutlich verkürzen.
Um diesem Verschleiß vorzubeugen, gibt es eine dritte Möglichkeit. Ladebooster bzw. Ladewandler sind keine einfachen Schalter, sondern vollwertige Ladegeräte. Auch diese werden zwischen die Starter- und die Boardbatterie geschaltet und verbinden die beiden Systeme miteinander. Anders als Trennrelais, verbinden Ladewandler nicht nur die beiden Systeme, sondern nutzen auch angepasste Ladekennlinien für verschiedene Batteriearten (LiFePO4, AGM, …), um diese schonend zu laden. Durch die integrierte Spannungsüberwachung beider Systeme, sorgen Ladewandler stets dafür, dass die Starterbatterie immer erst geladen wird, bevor die Boardbatterie geladen wird. Zusätzlich können diese Ladegeräte für die Boardbatterie auch die empfohlene Ladeerhaltungsspannung zur Verfügung stellen, sodass die Wohnraumbatterie nicht überladen wird und dauerhaft auf einem gesunden Ladezustand bleibt, wenn diese bereits vollgeladen ist.
Neben den verschiedenen Funktionsweisen gibt es noch ein paar zusätzliche Dinge zu beachten.
Bei Autos ab der Abgasnorm Euro5 und Fahrzeugen mit einer Start- und Stopp-Automatik werden intelligente Lichtmaschinen eingesetzt. Diese Lichtmaschinen sind in der Lage, die Leistung oder auch das Spannungsniveau zu ändern. Beispielsweise regeln diese Lichtmaschinen die Leistung runter, wenn die Starterbatterie vollgeladen ist. Das kann dazu führen, dass deine Boardbatterie in dem Moment nur noch sehr langsam geladen wird. Zusätzlich können in Fahrzeugen mit einer Start- und Stopp-Automatik die Ladespannung auf über 15 V angehoben werden, um die Batterie schnell für den nächsten Einsatz zu laden. Dies kann deine Wohnraumbatterie deutlich schneller verschleißen, da eine zu hohe Ladespannung genutzt wird, oder sogar vollständig abschalten, wenn deine Batterie ein integriertes BMS besitzt. In diesen Fällen raten wir immer zu einem Ladewandler, damit du dein eigenes elektrisches System schonen kannst und die Batterie zeitgleich effektiv lädst.
Setzt man ein einfaches Trennrelais ein, ist das D+ Signal zwingend notwendig, da das Relais ansonsten nicht weiß, wann die Lichtmaschine läuft und wann nicht. In manchen Autos kann es schwierig sein, eine Stelle zu finden, an dem das D+ Signal anliegt. Teilweise sind die Punkte schwer zu erreichen und zu identifizieren. Moderne Autos haben dieses Signal gar nicht mehr, sodass dann zu einem automatisches Trennrelais oder Ladewandler gegriffen werden muss, oder man verbaut ein D+ Simulator. Dieser wird direkt an der Starterbatterie angeschlossen und erkennt durch eine erhöhte Spannung die laufende Lichtmaschine.
Schlussendlich empfehlen wir den Einsatz von Ladewandlern bzw. Ladeboostern. Bei moderneren Fahrzeugen bleibt einem kaum noch die Wahl etwas anderes als ein Ladewandler einzusetzen, wenn man effektiv über die Lichtmaschine seine Wohnraumbatterie laden möchte. Zusätzlich versprechen diese Ladegeräte eine deutlich höhere Betriebssicherheit und geringeren Verschleiß für deine Bordbatterie. Wenn du ein älteres Fahrzeug und keine LiFePO4 Batterie verwendest, kann ein Trennrelais eine einfache Lösung sein, um diese Lademöglichkeit zu nutzen und das Portemonnaie zu entlasten, denn Ladebooster sind auch heute noch deutlich teurer als Trennrelais.
Im Kapitel – Auswahl Ladebooster zeigen wir dir auf welche Werte und Spezifikationen du achten musst und welche Extras verschiedene Ladewandler zusätzlich mitbringen können.