Batterietechnologie
Die Batterie wurde lange vor dem Automobil erfunden. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, Gleichstrom (DC) zu speichern, damit dieser bei Bedarf genutzt werden kann. In modernen Pkw und leichten Nutzfahrzeugen werden üblicherweise 12 Volt Gleichspannung verwendet. Bei schwereren Fahrzeugen wie Lkw und Bussen sind 24 Volt üblicher. Dies gilt jedoch nicht für jedes Land – beispielsweise verwenden viele Lkw in den USA weiterhin 12-Volt-Systeme.
Um die Eigenschaften einer Batterie zu verstehen und beispielsweise berechnen zu können, wie lange eine Ladung reicht, müssen Sie mit vier Begriffen vertraut sein:
• Spannung (Volt)
• Leistung (Watt)
• Stromstärke (Ampere)
• Amperestunden (Ah)
SPANNUNG (VOLT)
Gleichstrom (DC) hat eine klare Achillesferse: den Widerstand. Damit die richtige Spannung (Volt) am Verbraucher – beispielsweise einer Lampe oder einem Elektromotor – ankommt, ist es entscheidend, den richtigen Kabelquerschnitt zu verwenden. Ein zu dünnes oder zu langes Kabel führt zu einem sogenannten Spannungsabfall. Das bedeutet, dass auf dem Weg von der Stromquelle zum Verbraucher elektrische Energie verloren geht, wodurch die Leistung reduziert wird – beispielsweise durch schwächer leuchtende Lampen und langsamer laufende Elektromotoren.
Ein großes Problem beim Spannungsabfall besteht darin, dass die verlorene elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird und der Widerstand eines Kabels mit steigender Temperatur zunimmt. Mit jedem Grad Temperaturanstieg erhöht sich der Widerstand um etwa 0,4 %. Dadurch entsteht eine negative Spirale: Ein höherer Widerstand erzeugt mehr Wärme, was wiederum zu einem noch höheren Widerstand führt. Dies kann zu einem Kabelbrand führen, der im schlimmsten Fall das gesamte Fahrzeug in Brand setzen kann. Wird die Kabellänge verdoppelt, verdoppelt sich auch der Widerstand. Wird stattdessen der Kabelquerschnitt halbiert, ohne die Länge zu erhöhen – beispielsweise durch die Verwendung eines dünneren Kabels –, verdoppelt sich der Widerstand ebenfalls.
Durch eine Verdoppelung der Systemspannung – beispielsweise von 12 auf 24 Volt – halbiert sich bei gleicher Leistung effektiv die Stromstärke. Dadurch werden Verluste und Wärmeentwicklung reduziert und es kann ein kleinerer Kabelquerschnitt verwendet werden, ohne dass die Wärmeentwicklung zunimmt. Wie bereits erwähnt, steigt der Widerstand mit der Kabellänge. Deshalb verwenden schwerere Fahrzeuge wie Lkw und Busse häufig 24-Volt-Systeme, um Kabelmaterial (Kupfer) einzusparen. Aus demselben Grund könnten künftig auch in normalen Pkw höhere Spannungen üblicher werden. Ein Beispiel ist der Tesla Cybertruck, der bereits ein 48-Volt-System verwendet. Viele elektrische Komponenten – beispielsweise Warnleuchten, Zusatzscheinwerfer und Arbeitsleuchten – sind daher für einen großen Spannungsbereich ausgelegt, häufig zwischen 10 und 30 Volt.
LEISTUNG (WATT)
Die Leistung gibt an, wie viel Energie ein elektrischer Verbraucher benötigt, um korrekt zu funktionieren. Wenn beispielsweise eine Lampe mit 30 Watt angegeben ist, bedeutet dies, dass sie 30 Watt Leistung benötigt, um die richtige Helligkeit zu liefern und ordnungsgemäß zu funktionieren.
STROMSTÄRKE (AMPERE)
Wenn wir eine Lampe mit einer Leistung von 30 Watt und einer Spannung von 12 Volt haben, können wir mithilfe der folgenden Formel berechnen, wie viel Strom sie aufnimmt:
Diese Art der Berechnung ist für viele Zwecke nützlich – beispielsweise können Sie bestimmen, welche Sicherung verwendet werden sollte, und abschätzen, wie lange die Batterie diese Lampe mit Strom versorgen kann.
AMPERESTUNDEN (Ah)
Batterien sind in verschiedenen Größen und Kapazitäten erhältlich. Die Batterien, die wir bei Work System führen, sind mit 100 Ah (Amperestunden) gekennzeichnet. Diese Angabe bedeutet theoretisch, dass die Batterie Folgendes liefern kann:
• 1 Ampere für 100 Stunden
• 2 Ampere für 50 Stunden
• 10 Ampere für 10 Stunden
...und so weiter. Beachten Sie, dass es sich hierbei um eine theoretische Berechnung handelt. In der Praxis wird die Leistung einer Batterie von vielen verschiedenen Faktoren beeinflusst.
BEISPIEL 1
Wir verwenden das vorherige Beispiel einer Lampe mit einer Leistung von 30 Watt, die mit 12 Volt betrieben wird. Zunächst berechnen wir die Stromaufnahme:
Anschließend können wir berechnen, wie lange eine 100-Ah-Batterie (Amperestunden) die Lampe mit Strom versorgen kann:
BEISPIEL 2
Ein Kunde möchte eine elektrische Heizung im Laderaum seines Fahrzeugs installieren. Geplant ist die Verwendung eines Raum- oder Heizlüfters mit 1.400 Watt / 230 Volt, um Werkzeuge und Regenkleidung während der Wintersaison warm und trocken zu halten.
Für den Betrieb dieser Heizung benötigen wir:
• Eine Zusatzbatterie als Energiequelle
• Einen Wechselrichter, der 12 Volt Gleichspannung in 230 Volt Wechselspannung umwandelt
• Einen Wechselrichter mit einer Ausgangsleistung von mindestens 1.500 Watt, damit die Heizung betrieben werden kann.
Nun möchte der Kunde wissen, wie lange die Heizung mit der Zusatzbatterie betrieben werden kann. Um dies zu beantworten, berechnen wir zunächst, wie viel Strom aus einer 12-Volt-Batterie benötigt wird, um eine 1.400-Watt-Heizung zu betreiben:
Da ein Wechselrichter jedoch keinen Wirkungsgrad von 100 % hat, entstehen bei der Umwandlung typischerweise Verluste von etwa 10 %. Daher multiplizieren wir mit 1,1:
Nachdem wir nun wissen, wie viel Strom die Heizung benötigt, können wir einfach berechnen, wie lange unsere 100-Ah-Zusatzbatterie sie theoretisch mit Strom versorgen kann:
Rechnen wir dies in Minuten um:
Wenn eine EFB-Batterie (Enhanced Flooded Battery) installiert ist, können nur etwa 50 % ihrer 100 Ah genutzt werden, ohne eine Verkürzung der Lebensdauer zu riskieren. Dadurch halbiert sich die Laufzeit unmittelbar von 46,8 auf 23,4 Minuten.
Fazit: Diese Berechnung zeigt deutlich, dass eine elektrische Beheizung des Laderaums äußerst energieintensiv und keine nachhaltige Lösung für den Kunden ist. Der Einbau zusätzlicher Batterien zur Verlängerung der Laufzeit ist nicht praktikabel, da das Ladesystem des Fahrzeugs in der Regel nicht in der Lage ist, mehrere Batterien während der Fahrt effizient aufzuladen. Stattdessen empfehlen wir die Installation eines externen 20-A-Batterieladegeräts, das an das Stromnetz angeschlossen werden kann und die Zusatzbatterie über Nacht auflädt.
Batterietypen
Derzeit ist eine AGM-Batterie die beste Option im Sortiment von Work System. Sie ist zwar etwas teurer als eine herkömmliche Blei-Säure-Batterie, bietet dafür jedoch mehrere Vorteile:
• Längere Lebensdauer
• Bessere Tiefentladefestigkeit
• Höhere nutzbare Kapazität (mehr Ah können genutzt werden)
Wenn der Preis ausschlaggebend ist, kann eine EFB-Batterie eine günstigere Alternative darstellen. Es ist jedoch wichtig, die Einschränkungen von EFB im Vergleich zu AGM zu kennen, um eine fundierte Entscheidung treffen zu können. Sobald die Vorteile von AGM bekannt sind, spielt der Preis in der Regel eine geringere Rolle. Eine Lithiumbatterie kann ebenfalls eine Option sein, ist derzeit jedoch deutlich teurer. Außerdem weist sie bei niedrigen Temperaturen gewisse Einschränkungen auf, da Kälte sowohl die Ladefähigkeit als auch die Stromabgabe beeinträchtigen kann – was insbesondere problematisch ist, wenn die Batterie zur Versorgung eines Wechselrichters verwendet wird.
BLEI-SÄURE (NASSBATTERIE)
Der traditionellste und nach wie vor am häufigsten verwendete Fahrzeugbatterietyp ist AMF (AutoMotive Flooded) – eine klassische geflutete Blei-Säure-Batterie. Sie besteht aus sechs Zellen mit aufrecht stehenden Bleiplatten, die in flüssigen Elektrolyten (Batteriesäure) eingetaucht sind. Im vollständig geladenen Zustand liefert sie im Ruhezustand (ohne Last) etwa 12,8–12,9 Volt.
Wenn die Spannung unter 12,4 Volt fällt, beginnen die Bleiplatten in der Batterie zu sulfatieren (sich abzubauen). Das bedeutet, dass sie sich verschlechtern und Kapazität verlieren. Dies geschieht bereits, wenn etwa 40 % der Batteriekapazität genutzt wurden – beispielsweise wenn einer 100-Ah-Batterie 40 Ah entnommen wurden. Aus diesem Grund eignen sich AMF-Batterien nicht als Versorgungs-/Zusatzbatterien, aus denen über längere Zeiträume Strom entnommen wird. Sie eignen sich am besten als Starterbatterien, bei denen nur kurzzeitig hohe Ströme entnommen werden.
Das Laden einer AMF-Batterie dauert relativ lange – eine vollständige Ladung benötigt häufig zwischen 8 und 16 Stunden. Eine Schnellladung mit zu hoher Stromstärke kann zu Überhitzung und zum „Kochen“ der Batterie führen. Daher werden Ladegeräte mit einem maximalen Ladestrom von 20 Ampere empfohlen. Ein Ladezyklus ist definiert als das erneute Aufladen der Batterie, nachdem ihre Kapazität auf etwa 20 % gesunken ist. Eine AMF-Batterie hält üblicherweise 200–400 solcher Zyklen aus, bevor die Leistung nachlässt und ein Austausch erforderlich wird. Beachten Sie außerdem, dass AMF-Batterien beim Laden eine geringe Menge explosiven Wasserstoffgases freisetzen. Wird die Batterie in einem geschlossenen Raum installiert – beispielsweise in der Fahrerkabine oder im Laderaum –, muss dieses Gas über einen Schlauch nach außen abgeleitet werden, um Explosions- oder Brandgefahr zu vermeiden.
Vorteile
• Preisgünstig
Nachteile
• Langsames Laden
• Kurze Lebensdauer (200–400 Ladezyklen)
• Nur etwa 40 % der Kapazität können genutzt werden, bevor die Batterie wieder aufgeladen werden muss
• Gibt beim Laden explosives Gas ab
BLEI-SÄURE (EFB)
EFB (Enhanced Flooded Battery) ist der Typ gefluteter Blei-Säure-Batterie, den wir bei Work System führen. Es handelt sich um eine weiterentwickelte Variante der traditionellen AMF-Batterie, die für eine bessere Leistung und längere Lebensdauer entwickelt wurde. EFB ist daher die bessere Wahl als AMF.
Vorteile (gegenüber AMF-Batterien)
• Lädt schneller als eine herkömmliche AMF-Batterie
• Bis zu 50 % der Kapazität können genutzt werden, bevor die Batterie wieder aufgeladen werden muss
• Hält etwa 300–600 Ladezyklen aus, also rund 50 % mehr als eine vergleichbare AMF-Batterie
Allgemeine Nachteile
• Lädt relativ langsam
• Nur etwa 50 % der Kapazität können genutzt werden, bevor die Batterie wieder aufgeladen werden muss
• Gibt beim Laden explosives Gas ab
BLEI-SÄURE (AGM)
Bei Work System führen wir außerdem AGM-Batterien (Absorbent Glass Mat) – einen noch fortschrittlicheren Typ von Blei-Säure-Batterie mit mehreren Vorteilen gegenüber herkömmlichen Varianten. Bei einer AGM-Batterie ist der Elektrolyt in Glasfasermatten gebunden, wodurch eine Säureschichtung im Laufe der Zeit verhindert wird. Dies ermöglicht eine stabilere und effizientere chemische Reaktion. Dadurch können bis zu etwa 70 % der Batteriekapazität genutzt werden, bevor die Batterie wieder aufgeladen werden muss, ohne dass sie dabei beschädigt wird.
AGM-Batterien können nahezu doppelt so schnell geladen werden wie herkömmliche Blei-Säure-Batterien, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Batterie zu „kochen“ beginnt. Die verbesserte Konstruktion trägt außerdem zu einer längeren Lebensdauer von bis zu 500–750 Ladezyklen bei. Da der Elektrolyt in Glasfasermatten gebunden ist und nicht frei fließt, können AGM-Batterien liegend oder auf der Seite installiert werden. Dies ist insbesondere bei beengten Platzverhältnissen ein großer Vorteil. AGM-Batterien geben bei normalem Laden außerdem kein Gas ab und benötigen daher keinen Entlüftungsschlauch. Für zusätzliche Sicherheit ist die Batterie jedoch mit einem Druckentlastungsventil ausgestattet, das Gas freisetzen kann, falls die Batterie aus irgendeinem Grund beschädigt wird. Daher wird als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme weiterhin empfohlen, einen Entlüftungsschlauch anzuschließen.
Vorteile (gegenüber EFB-Batterien)
• Etwa 20 % höhere nutzbare Kapazität
• Nahezu doppelt so schnelles Laden wie bei herkömmlichen Blei-Säure-Batterien
• Etwa 70 % der Kapazität können genutzt werden, bevor die Batterie wieder aufgeladen werden muss
• Etwa 60 % längere Lebensdauer (500–750 Ladezyklen)
• Gibt beim Laden kein explosives Gas ab
• Weniger empfindlich gegenüber Stößen/Vibrationen und muss nicht aufrecht montiert werden
Allgemeine Nachteile
• Höherer Preis
• Hitzeempfindlich – sollte ohne geeignete Isolierung/Hitzeschutz nicht in der Nähe von Wärmequellen wie dem Motor oder einer Dieselheizung installiert werden
LITHIUMBATTERIE
Lithiumbatterien stellen eine neue Generation der Batterietechnologie dar und bieten im Vergleich zu herkömmlichen Blei-Säure-Batterien eine deutlich höhere Leistung. Einer der größten Vorteile besteht darin, dass sie in etwa einer Stunde schnellgeladen werden können, sofern das Ladegerät ausreichend leistungsfähig ist – also ungefähr in derselben Zeit, die auch für ihre Entladung benötigt wird. Im Gegensatz zu Blei-Säure-Batterien können 100 % der Kapazität einer Lithiumbatterie genutzt werden, wodurch die maximal verfügbare Energiemenge zur Verfügung steht. Zudem verfügen sie über eine wesentlich längere Lebensdauer von typischerweise etwa 2.000–2.500 Ladezyklen. Darüber hinaus wiegt eine Lithiumbatterie etwa 60 % weniger als vergleichbare Blei-Säure-Batterien und kann bei begrenztem Platzangebot liegend installiert werden.
Trotz ihrer Vorteile weisen Lithiumbatterien bestimmte Einschränkungen auf. Sie sind kälteempfindlich und können bei Temperaturen unter 0 °C (32 °F) keine Ladung aufnehmen. Um dieses Problem zu lösen, sind einige Modelle mit einem integrierten Heizelement ausgestattet, das die Batterie vor dem Laden vorwärmt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Lithiumbatterie auf einer externen Heizmatte zu platzieren, falls keine interne Heizung vorhanden ist. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass alle Zellen der Batterie während des Betriebs exakt die gleiche Spannung aufweisen müssen. Dies wird durch ein integriertes BMS (Battery Management System) überwacht und gesteuert, das vor Überhitzung oder im schlimmsten Fall vor einem Brand schützt. Aufgrund dieser fortschrittlichen Technologie sind Lithiumbatterien deutlich teurer als herkömmliche Blei-Säure-Batterien.
Bei Work System führen wir derzeit das LPS-System von Clayton, bei dem die Lithiumbatterie zusammen mit einem Wechselrichter, Ladegerät und weiterer Elektronik in einer Komplettlösung integriert ist. Wir prüfen außerdem die Möglichkeit, künftig separate Lithiumbatterien anzubieten.
Vorteile (gegenüber AGM-Batterien)
• Etwa 30 % höhere nutzbare Kapazität
• Etwa 100 % der Kapazität können genutzt werden, bevor die Batterie wieder aufgeladen werden muss
• Kann extrem schnell geladen werden
• Etwa 300 % längere Lebensdauer (2.000–2.500 Ladezyklen)
• Gibt beim Laden kein explosives Gas ab
• Sehr geringes Gewicht
Allgemeine Nachteile
• Hoher Preis
• Ohne Zusatzheizung empfindlich gegenüber niedrigen Temperaturen
Zubehör
Wir möchten außerdem auf unsere Batteriebox (Art.-Nr. 928-BATLÅDA) hinweisen, die komplett mit Box, Halterungen und Zurrgurt geliefert wird. Sie ist eine wichtige Komponente, um eine Zusatzbatterie einfach, sicher und geschützt im Fahrzeug zu installieren. Da Batterien ohne Befestigungsmaterial geliefert werden, ist die Batteriebox ein praktisches und notwendiges Zubehör für eine fachgerechte Installation.
Das elektrische System des Fahrzeugs
12-V-Ladesystem (Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor)
Das klassische elektrische System in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (Diesel/Benzin) ist so ausgelegt, dass eine Lichtmaschine den Ladezustand der Starterbatterie überwacht und sie bei Bedarf lädt. Wenn eine Zusatzbatterie zur Versorgung zusätzlicher Ausrüstung benötigt wurde, wurde traditionell ein Trennrelais zwischen Starterbatterie und Zusatzbatterie angeschlossen. Die Aufgabe des Relais bestand darin, Starterbatterie und Zusatzbatterie miteinander zu verbinden, sobald die Lichtmaschine lud – was immer dann der Fall war, wenn der Motor lief. Wurde das Fahrzeug ausgeschaltet und die Zusatzbatterie beispielsweise zur Versorgung eines Wechselrichters verwendet, wodurch die Spannung schnell sank, erkannte das Trennrelais dies und trennte die Starterbatterie von der Zusatzbatterie. Dadurch wurde verhindert, dass sich die Starterbatterie entlädt und das Fahrzeug anschließend möglicherweise nicht mehr gestartet werden kann. Wurde das Fahrzeug danach wieder gestartet und mindestens eine halbe Stunde gefahren, konnte die Lichtmaschine die verbrauchte Energie normalerweise wieder nachladen.
12-V-Ladesystem (Elektrofahrzeuge)
Bei Elektrofahrzeugen funktioniert das Laden der 12-V-Batterie des Fahrzeugs etwas anders. Die 12-V-Starterbatterie ist normalerweise kleiner als bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, wodurch der Bedarf an einer Zusatzbatterie noch größer wird. Da Elektrofahrzeuge keine herkömmliche Lichtmaschine besitzen, erfolgt das Laden über einen DC/DC-Wandler, der Energie aus der Hochvolt-Traktionsbatterie des Fahrzeugs entnimmt und diese auf 12 Volt umwandelt. Dieser Wandler liefert selten mehr als etwa 20 Ampere. Daher ist es wichtig, möglichst viel der zusätzlich verfügbaren Leistung zu nutzen. Aus diesem Grund ist es bei Elektrofahrzeugen besonders wichtig, einen DC/DC-Lader zu installieren.
EURO 6 und intelligente Lichtmaschinen
Mit der Einführung der Abgasnorm Euro 6 im Jahr 2014 mussten alle neuen Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor in der EU ihre Abgasemissionen reduzieren, was unter anderem durch eine höhere Kraftstoffeffizienz erreicht wurde. Dies wirkte sich auch auf die Lichtmaschine des Fahrzeugs aus. Sie wird nun softwaregesteuert und lädt die Starterbatterie sparsamer, um die Motorbelastung zu reduzieren und dadurch Kraftstoff zu sparen. Darüber hinaus ist die Lichtmaschine so programmiert, dass sie die Starterbatterie nie vollständig auflädt. Dadurch bleibt in der Batterie Kapazität frei, um beim Motorbremsen zurückgewonnene Energie zu speichern. Dabei wird Bewegungsenergie in 12-V-Gleichstrom umgewandelt und zum Laden der Batterie genutzt.
Kurz gesagt: Eine „intelligente Lichtmaschine“ bedeutet, dass das Fahrzeug elektrische Energie nicht so speichert, wie man es möglicherweise erwarten würde – weshalb alternative Ladelösungen erforderlich sind, um Zusatzbatterien in modernen Fahrzeugen aufzuladen.
LADELÖSUNGEN
Unabhängig von Größe oder Typ Ihrer Batterien müssen diese vor dem nächsten Einsatz vollständig geladen sein. Genau wie bei einem Mobiltelefon können Sie eine Batterie nicht nur 10 Minuten laden und erwarten, dass sie den ganzen Tag hält. Das Laden kann während der Fahrt erfolgen, wobei die Batterien mit einer bestimmten Stromstärke (Ampere) geladen werden. Allerdings gilt:
• Batterieladegeräte sind bei Weitem die beste Möglichkeit, um sicherzustellen, dass die Batterie zu Beginn des Arbeitstages vollständig geladen ist
• Solarpanels eignen sich gut zur Unterstützung bzw. Erhaltungsladung, eine vollständige Ladung dauert jedoch lange (mehrere Tage).
Beachten Sie außerdem, dass …
• Alter und Zustand der Batterie die Laufzeit beeinflussen können
• Die vom Fahrzeughersteller zugelassene maximale Spannung der Lichtmaschine das Laden und die Laufzeit beeinflussen kann
Empfohlene Lösung für maximale Zuverlässigkeit
1. DC/DC-Lader: Er bildet die Grundlage aller modernen Installationen und gewährleistet eine korrekte und vollständige Ladung – auch in Fahrzeugen mit intelligenter Lichtmaschine (EURO 6+)
2. Netzladegerät: Wird verwendet, wenn das Fahrzeug geparkt ist – beispielsweise über Nacht –, um die Batterie vollständig aufzuladen. Kann bei hohem Stromverbrauch auch als zusätzliche Lademöglichkeit dienen.
3. Solarpanels: Eine perfekte Ergänzung zu den anderen Systemen. Sie halten die Batterie durch Erhaltungs- oder Nachladung in gutem Zustand.
4. Trennrelais (unzureichend): Kann in älteren Fahrzeugen verwendet werden, bietet bei modernen Installationen jedoch keine Garantie für eine vollständig geladene Batterie.
Trennrelais
Ein Batterie-Trennrelais (auch als Trennrelais für zwei Batterien bezeichnet) ist eine elektrische Komponente, die zwei Batterien – normalerweise die Starterbatterie und eine Zusatzbatterie – abhängig von der Spannung automatisch miteinander verbindet oder voneinander trennt. Hinweis! Diese Lösung funktioniert in modernen Fahrzeugen mit intelligenten Lichtmaschinen und Steuerungssystemen häufig nur unzureichend und wird daher von uns nicht empfohlen.
Funktionsweise
Wenn der Motor läuft und die Lichtmaschine lädt, werden Starter- und Zusatzbatterie automatisch miteinander verbunden, sodass beide gleichzeitig geladen werden. Wird der Motor ausgeschaltet, wird die Verbindung getrennt, sodass die Zusatzbatterie die Starterbatterie nicht entladen kann. Dieser Vorgang wird normalerweise anhand der Batteriespannung gesteuert – beispielsweise schließt das Relais bei etwa 13,3 Volt und öffnet wieder, wenn die Spannung auf etwa 12,8 Volt fällt.
Vorteile
• Schützt die Starterbatterie
• Automatischer Betrieb
• Kostengünstige Lösung
• Einfache Installation
Nachteile
Nachteile
• Einfache Logik – keine intelligente Ladesteuerung
• Eingeschränkte Funktion in modernen Fahrzeugen
• Nicht für hohen Stromverbrauch oder Anwendungen geeignet, bei denen schnelles Laden erforderlich ist
Wann ist ein Trennrelais geeignet?
• Bei einfacheren Installationen mit zwei Batterien
• Für Anwender, die einen grundlegenden Schutz vor unnötiger Entladung der Starterbatterie wünschen
• Wenn das Budget begrenzt ist und kein DC/DC-Lader erforderlich ist
Netzladegerät
Ein Netzladegerät – bzw. ein Landstromsystem – ermöglicht es, das Fahrzeug an ein externes Stromnetz anzuschließen. Es wird zum Laden von Batterien, zum Betrieb elektrischer Geräte und zur Stromversorgung der Fahrzeugausrüstung verwendet, ohne dass der Motor laufen muss. Dies ist besonders bei Arbeitsfahrzeugen nützlich, die längere Zeit stillstehen oder bei denen Geräte im Fahrzeug über Nacht betrieben werden müssen – beispielsweise Ladegeräte für akkubetriebene Werkzeuge.
Funktionsweise
Das Fahrzeug wird über eine Anschlussbuchse mit einer normalen 230-V-Steckdose verbunden. Der Strom wird anschließend zu einem im Fahrzeug installierten Batterieladegerät geleitet, das 230 Volt Wechselspannung in 12 Volt Gleichspannung umwandelt.
Vorteile
• Lädt die Batterien, während das Fahrzeug steht
• Versorgt Geräte mit Strom, ohne dass das Fahrzeug laufen muss
• Spart Kraftstoff und reduziert Emissionen
• Erhöht die Sicherheit
• Ermöglicht beispielsweise die Aufrechterhaltung von Heizung/Kühlung im Laderaum
DC/DC-LADER
Ein DC/DC-Lader – auch als lichtmaschinengespeistes Batterieladegerät bezeichnet – wird verwendet, um eine Zusatzbatterie über das elektrische System des Fahrzeugs kontrolliert und effizient aufzuladen. Er ist sowohl mit Fahrzeugen mit herkömmlichen Lichtmaschinen als auch mit modernen Fahrzeugen mit intelligenten Ladesystemen kompatibel, beispielsweise Euro-6-Motoren und Fahrzeugen mit Start-Stopp-Technologie.
Funktionsweise
Ein DC/DC-Lader wird zwischen Starterbatterie und Zusatzbatterie installiert und aktiviert sich automatisch, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist. Er optimiert den Ladevorgang anhand von Faktoren wie Batterietyp, Temperatur und aktueller Spannung.
Vorteile
• Stabiles und effizientes Laden
• Kompatibel mit modernen Fahrzeugen (Euro 6 und höher)
• Verlängert die Lebensdauer der Batterie
• Sicherer und kontrollierter Betrieb
Nachteile
• Teurer als ein Trennrelais
• Aufwendigere Installation
• Erfordert die richtige Dimensionierung (20 A, 30 A, 50 A)
Wann ist ein DC/DC-Lader besonders geeignet?
• In modernen Fahrzeugen mit intelligenter Lichtmaschine/Start-Stopp-Funktion
• Bei hohem Stromverbrauch (Werkzeuge, Kühlschrank, Wechselrichter oder Ähnliches)
• Bei Verwendung von AGM-, GEL- oder Lithiumbatterien
• Wenn die Lebensdauer der Batterie maximiert werden soll
VERGLEICH: TRENNRELAIS VS. DC/DC-LADER
| Eigenschaften | Trennrelais | DC/DC-Lader |
|---|---|---|
| Preis | Niedrig | Höher |
| Ladequalität | Einfach | Optimiert und sicher |
| Kompatibel mit Euro 6 | Nein | Ja |
| Installation | Einfach | Aufwendiger |
| Entladeschutz | Ja | Ja |
| Batterietypen | Nur Standardbatterien | Alle (AGM, Lithium usw.) |
Solarladung
Solarladung bedeutet, dass eine Zusatz-/Versorgungsbatterie über Solarpanels geladen wird, die Sonnenlicht aufnehmen und in elektrische Energie umwandeln. Die Panels werden häufig auf dem Dach montiert und an einen Solarzellenregler (MPPT oder PWM) angeschlossen.
Funktionsweise
Das Solarpanel wandelt Sonnenlicht in 12- oder 24-Volt-Gleichstrom um, der anschließend zu einem Regler geleitet wird. Die Aufgabe des Reglers besteht darin, den Ladevorgang der Zusatzbatterie zu steuern und zu optimieren, sodass dieser sicher und effizient erfolgt. Der Ladevorgang ist langsam und kontinuierlich, solange ausreichend Licht vorhanden ist, und funktioniert bei klarem, sonnigem Wetter am besten.
Vorteile
• Kostenlose und erneuerbare Energie
• Perfekt für die Erhaltungsladung
• Geeignet für Beleuchtung, Kühlbox, Alarmanlage, Werkzeugladegeräte oder Ähnliches
Nachteile
• Nicht für schnelles Laden ausgelegt (abhängig von der Anzahl der Panels im besten Fall 2–10 A)
• Stark wetterabhängig (Wolken, Schatten, Winter = geringe Leistung)
Weniger geeignete Anwendungen für Solarenergie
• Schnelles Laden entladener Batterien
• Hoher Stromverbrauch (Wechselrichter, Elektrowerkzeuge)
• Betrieb von Beleuchtung, Kühlbox, Alarmanlage, Werkzeugladegeräten oder Ähnlichem
• Primäre Ladequelle unter anspruchsvollen Bedingungen
Rechte Tür
Linke Tür
Doppeltür
Wand 1
