Ladewandler

Nachdem wir den VOTRONIC Batterie Computer verbaut haben, siehe Energiemanagement im Camper (Teil 1), haben wir endlich die Möglichkeit genau zu sehen, was mit unseren 2 AGM Batterien so passiert. Spannend ist dabei besonders, wie die Batterien während der Fahrt geladen werden.

Zunächst einmal ein paar Worte zur Standardausführung von Westfalia

Die beiden Wohnraumbatterien von VARTA (Professional Dual Purpose AGM) mit jeweils 95Ah sind mit einem 25mm² Kabel (ca. 1,5m lang) über ein Trennrelais mit der Starterbatterie und somit mit der Lichtmaschine verbunden (diese liefert bis zu 140A). Sobald die Lichtmaschine läuft, wird das Trennrelais über D- [Dynamo Minus] geschaltet und und verbindet die Starter- mit der Aufbaubatterie. Der große Kabelquerschnitt und die kurze Längen bedeuten einen sehr geringen Spannungsabfall in den Leitungen, was zu einer hohen Ladespannung führt.

Im Küchenblock ist ein 220V Ladegerät eingebaut, das die Wohnraumbatterie mit 15A lädt. Wenn diese voll ist und 220V Netzspannung angelegt ist, versorgt der Ladeadapter zusätzlich die Starterbatterie mit 3A Ladestrom.

Soweit so gut!

Erkenntnisse vom Batteriecomputer

Trotz der sehr guten Voraussetzungen steigt der Ladestrom bei der Fahrt selten über 10A; sobald die Fahrzeugbatterie voll ist, sinkt er sogar auf ca. 6A ab. Man müsste also, um 50% (95Ah) nachzuladen, ca. 15 Stunden Autofahren. Wir haben an 1 Tag mit Licht, Heizung und Handys aufladen ca. 20% der Gesamtkapazität also ca. 35Ah verbraucht. Im Standard-Setup müsste man dafür mehr als 5 Stunden fahren, bis die Wohnraumbatterie wieder voll ist.

  • Fazit: Ein Ladewandler muss her!

Info: Ladewandler = Ladebooster = B2B Charger (Batterie zu Batterie Ladegerät)

Geräteauswahl

Nach kurzer Recherche im Netz fiel meine Wahl wieder auf ein VOTRONIC Produkt (Nein, ich bin nicht von Votronic gesponsert), aber hier scheint der VOTRONIC wirklich der beste zu sein und da ich jetzt alles von VOTRONIC habe, finde ich es nicht schlecht auch hier keine Ausnahme gemacht zu haben. Zur Dimensionierung des Reglers (es gibt 20A, 30A, 50A, 70A und 90A) habe ich einige Aussagen im Netz gefunden:

  • nicht mehr als 50% der Leistung der Lichtmaschine (also 70A)
  • nicht mehr als 30% der Nennkapazität der AGM-Batterie (also 57A)

Am Ende habe ich mich für die 30A Variante entschieden, da diese noch die kleine Bauform hat und damit unter den Sitz passt. Außerdem hatte ich bei zu hohen Strömen bedenken um die Lebensdauer der Autobatterien.

Einbau (einfach)

Die einfachste Einbaumöglichkeit ist, den Ladewandler nicht über die D+ Leitung sondern über Spannungssteuerung zu aktivieren. In diesem Modus, muss das Gerät einfach in die Plus-Leitung zwischen Batterie (bzw. batterienahe Sicherung) und Trennrelais. Dann muss noch eine Minusleitung an die Schraubklemme vom Shunt (nicht auf der Batterieseite sondern auf der anderen) und der Temperatursensor (direkt an den Minuspol) angeschlossen werden. Mit etwas Geschick kann man den Temperatursensor an die Schraubklemme vom Minuspol schrauben ohne den Sitz ausbauen zu müssen. Der Ladewandler aktiviert sich jetzt automatisch sobald die Spannung auf der Starterbatterieseite über 12,9V steigt. Das ist der Fall, sobald die Lichtmaschine läuft und (damit auch) das Relais geschaltet ist.

Betrieb ohne Trennrelais (mit D+)

Ich habe mich nach dem Einbau einer Solaranlage entschieden, den Ladewandler doch über das D+ Signal zu steuern und nicht nur, wie im Punkt vorher beschrieben über eine Spannungssteuerung. Der Vorteil daran ist, dass der Ladewandler jetzt auch einen aktiven Rückladezweig hat, der die Starterbatterie mit 1A lädt. Da meine Solaranlage dafür sorgt, dass meine Aufbaubatterie immer voll ist, kommt jetzt auch die Starterbatterie in diesen Genuss. Dadurch sind auch lange Standzeiten kein Problem (wenn auch nur ein bisschen Sonne aufs Dach scheint)

Zunächst wird das Trennrelais ausgebaut und der Ladewandler direkt mit den beiden Batterien verbunden. In das Trennrelais führt ein Stecker mit drei Kabeln:

1x Rot-Blau = D- (Dynamo Minus) und 2x Schwarz  = Zündungsplus

Da der Ladewandler D+ und nicht D- benötigt, kann man nicht einfach das rot-blaue Kabel an den Ladewandler anschließen (Kann man schon, aber es aktiviert nicht den Ladewandler). Wenn man das schwarze Kabel an den Ladewandler anschließt, wird dieser mit der Zündung aktiviert, was auch negativ ist, da der Ladewandler dann sofort die Starterbatterie belastet obwohl diese ja den Strom jetzt zum Vorheizen und zum Zünden braucht. Man kann sich hier mit einem kleinen 12V Relais behelfen. Man verwendet die Leitungen Zündungsplus und D- um das Relais zu schalten (eigentlich wie das alte Relais, nur muss es nicht so riesig sein :-). Mit diesem Relais schaltet man dann die 12V Aktivierungsspannung für den Ladewandler. Das Signal entspricht jetzt quasi D+ (+12V wenn die Lichtmaschine läuft) und kann den Ladwandler über den D+ Eingang steuern.

 

Fazit

  • Jetzt lädt unsere Wohnraumbatterie mit 30A sobald ich den Motor starte und fährt erst kurz bevor die Batterien voll sind die Stromstärke runter
  • Die AGM Batterien werden jetzt mit der richtigen Kennlinie geladen, das sich hoffentlich positiv auf die Lebensdauer der Batterien auswirkt
  • Es ist jetzt möglich den an 1 Tag verbrauchen Strom mit 1 Stunde fahren (theoretisch reicht es auch nur den Motor zu starten) nachzuladen.
Stromverbrauch Westfalia Columbus 540d Wintercamping Ladewandler

5 Comments

  • Holger sagt:

    Hallo,
    erst einmal vielen Dank für die ausführlichen Vorstellungen deiner Womo Projekte – toll gemacht und sehr verständlich.
    Ich möchte bei unserem Columbus 601D Mj 2020 nun auch gerne den Votronic Lade-Wandler einbauen (Variante: Einbau – einfach). Laut Montageanleitung ist aber bei Euro6 Modellen die D+ Klemme zu belegen. Das scheinst du aber nicht gemacht zu haben. Funktionierte das Ladeprogramm dennoch auch mit der intelligenten Lichtmaschine aber ohne D+ ? Der Batterietyp ist laut meinem Händler eine AGM 1 – war das bei dir auch der Fall?
    Viele Grüße und weiter so.
    Holger

    • Matthias Harzheim sagt:

      Hallo Holger,

      verbaut sind bei mir 2 AGM Batterien vom Typ: varta professional dual purpose agm. Aber das spielt nicht unbedingt eine Rolle für die Wahl der Anschlussart. Beim Modelljahr 2020 würde ich die Variante mit dem D+ nehmen, wie von Votronic empfohlenen, da sie wohl ein besseres Ansprechverhalten hat. Ist aber relativ einfach eingebaut! Du brauchst nur ein KFZ-Relais. Am besten bestellst du im Internet eins mit Sockel, an dem schon Kabel vorhanden sind, die du mit Kabeldieben an die entsprechenden Leitungen klemmst.

      Wenn du dazu noch Fragen hast schreib einfach.

      Grüße aus München

      Matthias

  • Holger sagt:

    Hallo Matthias,
    vielen Dank für die schnelle Antwort. Also Trennrelais ausbauen und stattdessen ein KFZ Relais verbauen wie du beschrieben hast um D+ zu generieren. Meine Frage bezüglich des Batterietypen zielte mehr in die Richtung der Dippschaltereinstellung am Gerät – ob man hier nun AGM 1 oder AGM 2 einstellt.
    Viele Grüße,
    Holger

  • Christoph L sagt:

    Hallo Matthias

    Danke für die tollen Berichte!
    Ich habe bei einem 2018er Columbus den Ladewandler so wie du eingebaut.
    In der U1-Phase ist die Spannung nicht konstant, sondern fällt immer kurz ab. Dadurch ist der Strom kurzzeitig auf 0A für ~1 Sekunde. Danach ist die Spannung wieder für 2 bis 5 Sekunden (je nach SOC) wieder bei 14.7V.

    Die Status LED „Batt. Full“ hat noch nie durchgehend geleuchtet.

    Ist das bei dir auch so?

    Grüße aus Graz,
    Christoph

    • Matthias Harzheim sagt:

      Hallo Christoph,

      dieses Verhalten hatte ich, als ich den Ladewandler auf das Ladeprogramm „AGM 2 14,7V“ Gestellt hatte, weil ich eigentlich eine AGM Batterie habe, die diese Ladespannung vertragen sollte. Bei dem Programm „Lead Acid/AGM 1“ funktioniert alles. Könnte es bei dir auch daran liegen?

      Grüße,

      Matthias

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