Defender Doppelbatteriesystem

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Kurz & Knapp
Fahrzeug Defender
Kategorie B
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Teile

Beschreibung

Das Doppelbatteriesystem dient zur Erweiterung der Spannungsversorgung des Fahrzeugs, um weitere Verbraucher wie z.B. Lampen, Kühlboxen, 220V Spannungswandler, Funkgeräte, Radios, Espressomaschinen, Ventilatoren, Fernseher, usw. sowie Winden anzuschliessen. Doppelbatterielösungen gibt es mehrere. Einige sind sehr einfach und erfüllen ebenfalls den originären Zweck. Die simpelste Lösung ist sicherlich das Parallelschalten zweier Batterien ohne jegliche weitere Technik dazwischen. Als nächstes käme dann eine Lösung mit Trennelement, z.B. ein Relais oder Trenndiode. Dieses soll das Entladen der Starterbatterie während der Nutzung der Verbraucherbatterie verhindern. Trenndioden gelten nicht mehr als ideal, da sie einen zu hohen Spannungsabfall erzeugen, der die Ladefähigkeit herabsetzt. Wenn ein Trennreleais eingesetzt werden soll, eignet sich am besten ein intelligentes, wie das Cyrix-i, welches nicht mit D+ der Lichtmaschine verbunden werden muss, was die Betriebssicherheit erhöht.
Die hier gezeigte Lösung vereint alle Vorteile der anderen Systeme ohne deren Nachteile bei hoher Betriebssicherheit. Selbst bei Ausfall der elektronischen Teile, kann das System weiterbetrieben werden. Es verhält sich dann so wie eine simple Parallelschaltung von Batterien bei gleichzeitiger freier Auswahl der Nutzbatterie.

Aufbau

Schaltplan

Von der Lichtmaschine kommend erfolgt die Ladung der Starterbatterie (Starter) und über den Trenn-MOSFET von Microcharge die Ladung der Verbraucherbatterie. Das Trenn-MOSFET stellt sicher, das eine Ladung in Richtung der Verbraucherbatterie möglich ist, aber keine Entladung der Starterbatterie, während Leistung von der Verbraucherbatterie entnommen wird. Eine Art Einbahnstraße für Spannung und Strom in Richtung Verbraucherbatterie. Wenn nötig, z.B. wenn eine längere oder hohe Leitungsentnahme möglich sein soll, kann der Trenn MOSFET mittels eines Schalters (Knochen) überbrückt werden. Dies ermöglicht es auch, mittels der Verbraucherbatterie zu Starten, sollte die Starterbatterie entladen sein. Für die Verbraucherbatterie ist ein eigener Sicherungskasten zwischen der Batterie und allen Verbrauchern geschaltet.
Der Batterietrennschalter, mit den Stellungen, Starterbatterie (1), beide (1&2) und Verbraucherbatterie (2) ermöglicht es, einzelne oder alle Batterien vom Fahrzeug zu trennen oder zusammenzuschalten. So kann z.B. exklusiv die Verbraucherbatterie auf das Bordnetz geschaltet werden (z.B. für den Radiobetrieb), während die Starterbatterie von der Masse getrennt ist und somit nicht belastet wird.
Die einzelnen Schalterstellungen:

  • Stellung 1&2, Knochen offen (Standardbetrieb)
    Beide Batterien werden gemeinsam geladen aber getrennt genutzt.
    Bei defektem Trenn-MOSFET wird nur die Starterbatterien geladen aber beide Batterien werden getrennt genutzt.
  • Stellung 1&2, Knochen geschlossen
    Beide Batterien werden gemeinsam geladen und gemeinsam genutzt; entspricht einer Parallelschaltung.
    Bei defektem Trenn-MOSFET werden beide Batterien geladen und gemeinsam genutzt; entspricht einer Parallelschaltung.
  • Stellung 2, Knochen geschlossen
    Die Verbraucherbatterie wird geladen und genutzt, sie ist neben dem Verbrauchernetz auch auf das Bordnetz geschaltet, die Starterbatterie ist abgeklemmt und wird nicht geladen oder genutzt.
    Bei defektem Trenn-MOSFET wird nur die Verbraucherbatterie geladen und genutzt
  • Stellung 2, Knochen offen
    Die Starterbatterie ist getrennt, es wird nur die Verbraucherbatterie geladen und im Verbrauchernetz genutzt.
    Bei defektem Trenn-MOSFET wird keine Batterie geladen. Die Verbraucherbatterie kann im Verbrauchernetz genutzt werden.
  • Stellung 1, Knochen offen
    Verbraucherbatterie ist getrennt, es wird nur die Starterbatterie geladen und genutzt.
    Bei defektem Trenn-MOSFET wird nur die Starterbatterien geladen und genutzt.
  • Stellung "off"
    Beide Batterien sind getrennt, z.B. für Arbeiten am Fahrzeug

Die Nato-Dose ermöglicht das Überbrücken zu anderen Fahrzeugen, ist jedoch keine zwingender Bestandteil des Doppelbatteriesystems.

Hinweis: Auch wenn das Trenn-MOSFET Überspannungen verhindert, ist es ratsam immer ohne Verbraucher und ohne laufenden Motor das Batteriesystem umzuschalten. Niemals bei laufendem Motor beide oder die Starterbatterie trennen! Da Trenn- und keine Lastschalter verwendet werden, kann es zu schädlichen Spannungsspitzen kommen, die zu Schäden an Lichtmaschine, Steuergerät usw. führen.

Vorteile der Lösung mit Trenn-MOSFET

Wie bereits oben erwähnt, vereint diese Lösung die Betriebssicherheit einer automatischen Ladeschaltung mit Trennelement mit den Vorteilen einer einfachen Parallelschaltung.

1. Flexibilität
Die Batterien können so verschaltet werden, wie man es benötigt. Die Wahl reicht von getrennter Nutzung und Ladung über das komplette Zusammenschalten (siehe oben).

2. Betriebssicherheit

  • Im Normalbetrieb, werden beide Batterien geladen, Verbraucher im Verbrauchernetz entladen jedoch nicht die Starterbatterie. Das entspräche einer Lösung mit Trenndiode, jedoch mit weniger Verlust bei der Ladespannung.
  • Das Trenn-MOSFET schützt vor Überspannungen im Bordnetz beim Zu- und Wegschalten der Verbraucherbatterie bei laufendem Motor.
  • Bei Ausfall des Trenn-MOSFET können beide Batterien schlicht parallel geschaltet werden, um eine gemeinsame Ladung aufrecht zu erhalten. Durch (dann manuelles) wegschalten der Starterbatterie, kann diese, auf Wunsch, weiterhin vor Entladung geschützt werden.

Bilder

Hier ist eine Installation mit zwei Standard Land Rover Starterbatterien und einem Einbaubeispiel von Corvus gezeigt. Dies kann natürlich den eigenen Wünschen und Anforderungen angepasst werden. Hier musste die Fahrersitzkiste im übrigen weiter aufgeschnitten werden. Abhängig von den verwendeten Batterien, kann auch auf ein Aufschneiden der Kiste verzichtet werden.

Achtung! Arbeiten an der elektrischen Anlage des Fahrzeugs erfordern Fachkenntnisse, da ansonsten Schäden an Fahrzeug sowie Leib und Leben entstehen können.

Beschreibung Bild
Die Öffnung des Sitzkastens wurde mit der Stichsäge vergrössert und mit Schutzbändern versehen.
Sitzkasten, leer.
In Fahrtrichtung an der linken inneren Seite des Kastens, vorne, wurde das Trenn MOSFET angebracht. In diesem Fall wurden die am MOSFET angebrachten Kontroll-Leuchtdioden entfernt (sehr vorsichtig, mit Skalpell) und nach aussen geführt, um von dort eine Kontrolle zu haben.
MOSFET im Sitzkasten.
An die vordere Seite des Sitzkastens (hier wieder von innen gesehen) sind links der Trennschalter, in der Mitte oben der Umschalter und darunter die NATO-Dose angebracht.
Schalteranordnung.
Blick von oben in den Sitzkasten mit den verbauten Batterien, welche mit einem Zurrgurt gesichert sind.
Mit eingebauten Batterien
Die Gesamtansicht des Fahrersitzkastens mit Schaltern, Dose, Dioden und Batterien.
Gesamtansicht.
Die zweite Batterie läuft nur über den zusätzlichen Sicherungskasten, der an der Trennwand hinter dem Fahrersitz angebracht wurde.
Gesamtansicht.



Weiterführende Links

Haftungsauschluss

Die hier veröffentlichte Anleitung wurde vom Autor nach Bestem Wissen und Gewissen erstellt. Dennoch kann es durch den Nachbau, bzw. den Ein-, Um- oder Anbau zu eventuellen Schäden am Fahrzeug kommen und die ABE (Allgemeine Betriebserlaubnis) kann erlöschen. Ebenso können einige Umbauten ausschließlich dem Zweck eines Wettbewerbseinsatzes dienen und sind eventuell im Bereich der StVZO (Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung) bzw. der StVO (Straßenverkehrs-Ordnung) nicht zulässig. Das Forum und der Autor des jeweiligen Beitrages übernehmen

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