Batterien / Parallelschaltung von *

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Haftungsausschluss


Batterieartikel für Werkzeugkiste

geschrieben von: Claus Schwing

Datum: 21. September 2009 16:37


Parallelschaltung von Batterien

modifizierte Fassung vom 21.09.2009


Was man beachten sollte, wenn man zwei 12-Volt-Autobatterien parallel schaltet. Dank sei der Firma Bosch, die bei der Recherche geholfen hat. Dank auch an die Forumsmitglieder, die mit Kritik das Thema abgerundet haben.

In diversen Foren im Internet wird das Thema Parallelschaltung von 12 Volt Bleiakkus hitzig diskutiert. Diese Diskussionsforen laufen häufig nach folgendem Schema ab: „Auf unserem letzten Treffen war ein viel diskutiertes Thema der Betrieb von Zusatzbatterien im Wohnmobil. Dabei kamen folgende Probleme besonders oft vor:.Die Zusatzbatterie wird überladen und kocht. Die Zusatzbatterie wird nicht richtig geladen. Die Starterbatterie wird überladen und kocht. Bei DB 508, 608 etc. mit zwei Starterbatterien kocht eine der Starterbatterien.“ Und dann der ultimative Wahnsinnstipp: „In allen Fällen, in denen Probleme beim Laden durch unterschiedliche Starter- und Zusatzbatterien auftreten, hilft eigentlich nur der Einbau einer zweiten Lichtmaschine für die Zusatzbatterie.“

Parallelgeschaltete Batterien als Spannungsquelle

Der Literatur ist zu entnehmen: Richtlinien für die Zusammenschaltung von Batterien: Beim Zusammenschalten von Batterien ist zu achten auf: gleiche Bauart, gleiche Kapazität (Reihenschaltung) bzw. gleiche Spannung (Parallelschaltung) gleiches Alter, gleicher Ladezustand, gleiche Säuredichte (am besten im vollgeladenen Zustand). Nur wenn alle Möglichkeiten ausgeschöpft worden sind, sollte eine Parallelschaltung vorgenommen.

Diese Literaturquelle geistert in diversen Modifikationen durch die Diskussionszirkel und findet eine rege Reproduktion. Die Aussage ist richtig, aber nur für den Fall, dass die beiden Akkus als parallel geschaltete Spannungsquellen eingesetzt werden. Wenn also eine Parallelschaltung von Spannungsquellen zum Einsatz kommt, weil hohe Belastungen mit hohen Stromstärken bei möglichst konstanter Klemmenspannung gefordert sind, dann gilt die Bedingung und nur dann!

Beispiel: Zwei parallel geschaltete Bordbatterien, die eine wird von der Lichtmaschine, die andere von einer Solarzelle gespeist, sollen nun gemeinsam den energiefressenden Absorberkühlschrank tiefkühlen. In diesem Fall gilt: Zur Verhinderung schädlicher hoher Ausgleichsströme dürfen nur Spannungsquellen mit gleicher Urspannung und gleichem Innenwiderstand parallel geschaltet werden.

So ist auch folgende Aussage in der Literatur zu verstehen: „Die Parallelschaltung von Batterien zur Kapazitätserhöhung sollte möglichst vermieden werden. Es ist vorteilhafter, eine größere Batterie anstelle von zwei kleineren einzuplanen, da jede Zelle ein System darstellt, das einer Alterung unterworfen ist, woraus Fehlerquellen resultieren können“.

Noch mal: Das gilt nicht für das Laden von parallel geschalteten Batterie, wie es oft in Internetforen behauptet wird, sondern nur für den Einsatz von Batterien zwecks Kapazitätserhöhung oder höherer Stromentnahme! Da der MB 100 ein ausreichend starke Lichtmaschine hat, wird diese Batterieschaltungsvariante kaum zum Einsatz kommen, das ist eher ein Anliegen von hochgezüchteten Luxuslimousinen mit leistungsfressenden Aggregaten.

Fazit: Unterschiedliche Bleiakkus dürfen parallel geladen aber nur getrennt benutzt werden!


Laden von parallelgeschalteten Batterien

Welche Bedingungen gelten nun für die Parallelschaltung von Starterbatterie mit der Zweitbatterie (Bordbatterie) beim Laden, sei es mit einem Ladegerät oder hier über die Lichtmaschine?

Beispiel: An beiden parallel geschalteten Batterien liegt die gleiche Ladespannung an. Das System Lichtmaschine/Lichtmaschinen-Laderegler gibt um die 14 Volt ab. Dafür fließen unterschiedliche Ströme, je nach aktuellem Innenwiderstand der jeweiligen Batterie, also je nach Ladezustand. Solange den beiden Batterien diese externe Ladespannung aufgezwungen ist, können sie ihre Ladung nicht untereinander ausgleichen.

Da die beiden 12 Volt Batterietypen verschieden sind, in Kapazität, Ladecharakteristik, Alter, usw., ist eine der beiden Batterien früher voll geladen als die andere. Bei der voll geladenen geht der Strom gegen Null, die andere wird weiter geladen bis auch hier der Strom gegen Null geht.

Somit müsste die Kfz-Welt in Ordnung sein, eine Überladung der Zweitbatterie ist nicht möglich, da die Ladespannung bei normaler Umgebungstemperatur unterhalb der kritischen 14,52 Volt liegt. Diese kritische Spannungsgrenze nennt man Ladschlussspannung.

Und doch kann es in seltenen Fällen zum Kochen kommen! Der Grund: Gibt der Laderegler (aus welchen Gründen auch immer) eine Ladeschlussspannung von über 14,52 Volt ab, ist die Zerstörung der Batterie nicht auszuschließen.

Gefahr droht der Batterieanordnung auch wegen ihrer produzierten Wärme, die sie im ungünstigsten Fall nicht los wird. Steigt die Temperatur über 40 Grad Celsius an, sinkt die Ladeschlusspannung unter 14,52 Volt. Die Folge im Extremfall: Wird nun der Bleiakku vom „dummen“ Laderegler weiter geladen, so beginnt er zu gasen und verliert Wasser. Bei wartungsfreien Akkus kann sogar das Sicherheitsventil öffnen. Die Gasblasen reißen Bleioxydteilchen aus den Platten, was die Platten stark abnutzt und außerdem einen Schlamm am Boden bildet der zu Kurzschlüssen führen kann. Beim Laden mit zu hohem Strom treten die gleichen Effekte wie bei der Überladung auf.


Fazit: Da der Ladeprozess von Zeitdauer und Temperatur abhängig ist, sollte ein „intelligenter“ Laderegler zum Einsatz kommen, der auf Erhaltungsspannung zurückschalten und Ladespannung bei höheren Temperaturen reduzieren. Der Laderegler der Lichtmaschine im MB 100 kann das nicht! Auch wenn das Problem in der Praxis wohl selten auftritt, beim Autor ist es passiert, weil die Batterieanordnung kaum Luftzirkulation zulässt, da sie zugebaut ist, sollte man auf kühle Umgebung im Batterieraum achten.

Batterie-Trennrelais

Soweit, so gut! Doch die Zweitbatterie sollte nicht direkt parallel an die Starterbatterie angeschlossen werden. Der Grund : Bei längeren Stillstandphasen können sich die Batterien gegenseitig entladen oder bei Defekten wird die Starterbatterie in Mitleidenschaft gezogen. Und die Starterbatterie soll nicht zu „Wohnzwecken“ missbraucht werden, denn ist sie leer, kann man das Wohnmobil nicht mehr starten. Damit in einen Fahrzeug zwei Bordnetze getrennt betrieben werden können, müssen die Batterien im Bedarfsfall getrennt werden. Das kann man mit einem handbetriebenen Batterieschalter tun oder ein Relais einbauen, das trennt die beiden Batterien beim Ausschalten der Zündung und führt sie beim Einschalten der Zündung zusammen.

Lösung I: histoisch. Das einfache Batterietrennrelais. Bis vor etwa 10 Jahren wurde bei einigen Caravanmodellen als einfachste Schaltungsvariante das Batterietrennrelais direkt an den Zündanlassschalter angeschlossen und gegen den Anlasser elektrisch verriegelt. Dies hatte zur Folge, dass die Batterien immer dann parallel geschaltet wurden, wenn die Zündung eingeschaltet war. Mehr ist von diesem Relais nicht zu erwarten.

Lösung II: historisch. Das Relais wird an die Ladekontrolleuchte angeschlossen, das heißt, an die Lichtmaschine. Wenn die Lima Strom liefert, ist das Relais an, wenn kein Strom ist das Relais aus. Hier wird also das einfache Trennrelais nicht über die Zündung geschaltet, sondern durch die Erregerleitung der Lichtmaschine D+ . Diese führt nur Strom, wenn der Motor läuft (Ladekontrolleuchte aus).

Lösung III, zeitgemäß. Das elektronische Batterietrennrelais. Es ist mit einer Elektronik ausgestattet, die die Höhe der Bordnetzspannung an der Zweitbatterie überwacht und das Relais dementsprechend schaltet. Dieses Relais schließt bei Erreichen einer bestimmten Spannung (um die 13,5 Volt) die Zweitbatterie zu. Fällt die Spannung auf etwa 12,7 Volt ab, trennt das Relais die Zweitbatterie aus der Parallelschaltung. Im Gegensatz zum einfachen Relais trennt dieses elektronische Relais nicht nur mit dem Ausstellen der Zündung, sondern zusätzlich noch bei einem bestimmten Unter-Spannungszustand. Was soll das? Durch das automatische Zusammenschalten und Trennen der Batterieblöcke während der Fahrt wird die Zweitbatterie immer dann geladen, wenn die Lichtmaschine genügend Energie liefert. Somit hat die Ladung der Starterbatterie Vorrang vor der Zweitbatterie. Elektronische Batterietrennrelais erkennen über die Elektronik auch eine Überlastung und schalten das Relais rechtzeitig ab. Diese Lösung ist zeitgemäß und sollte zum Einsatz kommen.

Claus Schwing, 21. September 2009



. . . --Daktari 09:39, 23. Sep 2009 (CEST)