Saftschubse als
Energielieferant

 

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9. März 2013

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Die Saftschubse
oder
von Einem der auszog den Starterbatterie Killer zu finden

 

Eine GoldWing ist schon was schönes, gerade die GL1800 mit ihrer starken Lichtmaschine, die satte 1.000Watt Leistung liefert, hat zumindest das Problem der GL1500 gelöst, nämlich dass irgendwann das Versorgungssystem in die Knie ging, wenn der Besitzer zu viele “Extras” in den Kreislauf brachte.
Geblieben ist aber immer noch die Tatsache, dass die Starterbatterie nicht dazu gebaut wurde das System auf dem Treffplatz mit Musik, Kühlbox, Sonderbeleuchtung und sonstigen Extras zu versorgen. Das führt leider zu einem frühzeitigen Verschleiss besagter Batterie. Sie ist nämlich nicht zyklenfest, auch wenn einem die AGM Batterie Hersteller dies immer wieder verkaufen möchten. Es ist daher sinnvoll eine Starterbatterie mit einer zyklenfesten Gel Batterie zu kombinieren.


Hoher Stromverbrauch in Fahrzeugen hat schon so manchen in den Wahnsinn getrieben. Nicht genug, dass die Batterie dauernd leer ist, sie ist zu allem Übel auch noch schnell verschlissen. Das liegt daran, dass Starterbatterien von ihrer Konstruktion her überhaupt nicht dazu geeignet sind, sogenannte zyklische Lasten zu versorgen. Starterbatterien wurden entwickelt, um die extrem hohe Stromaufnahme des Anlassers zu verkraften, deshalb sind sie mit vielen dünnen und grossflächigen Bleielektroden aufgebaut. Bei zyklischer Belastung (damit gemeint sind regelmäßig weitgehende Entladungen und Aufladungen) und tieferer Entladung, wie sie z.B. bei einer Goldwing vorkommen können, verlieren Starterbatterien schnell an Leistung. Wir haben dazu unter dem Thema Der Bleiakku die Fakten dazu veröffwentlicht.

Microcharge Saftschubse

Saftschubse im linken Koffer einer GL1800

Für zyklische Anwendungen benötigt man Akkus mit dicken, massiven Bleielektroden, damit der Akku viele hundert Lade-/Entladezyklen durchhält, ohne merklich an Leistung zu verlieren. Leider lassen sich aber mit solchen dicken Elektroden keine Motoren starten, denn sie können die zum Start nötigen hohen Ströme nicht aufbringen.

In solchen Fällen bieten sich Lösungen mit Bordnetztrennung über Trenn-MOSFET und eine Zweitbatterie an. Das ist oft eine sehr gute Lösung! Das macht es jedoch erforderlich, das die Verbraucher, die von der Zweitbatterie versorgt werden sollen, auch an die Zweitbatterie angeschlossen werden. Es ist also bei nachträglicher Umstellung auf ein Zweitbatteriesystem immer auch eine Umverdrahtung dieser Verbraucher erforderlich.

Gerade das würde jedoch bei einer Goldwing ein grosses Problem darstellen, denn die vielen einzelnen Verbraucher lassen sich kaum ohne weiteres "entwirren" und in einem einzigen Sekundärnetz zusammenfassen, um so die Starterbatterie wirklich zu entlasten.

Aber wie trennt man zyklische Lasten von der Starterbatterie ab, ohne die Netze wirklich zu trennen?

Die Idee: Bordnetz-Stützung mit erhöhter Schwebespannung!
Das Prinzip des faulen Tandemfahrers: Fahren mehrere Leute zusammen auf  einem Tandem, braucht der Faule nur eine Winzigkeit langsamer zu treten als die anderen und schon muss er sich überhaupt nicht mehr anstrengen. Die anderen übernehmen seine Last komplett. Genau so funktioniert die
MicroCharge - Saftschubse. Nur halt andersrum...!

Bleigelakkus, zyklenfest 20Ah

Zwei zyklenfeste Bleigel Akkus mit je 10Ah ergeben parallel geschaltet zusätzliche 20Ah zur 18Ah Starterbatterie der GoldWing, verbaut in einem MOBEC Triton GT Beiwagen

Wenn der Motor steht, liegt die Spannung der Autobatterie je nach Ladezustand zwischen 12,0 und 12,8V. Die MicroCharge - Saftschubse stellt über einen integrierten Gleichspannungswandler eine Stützspannung von etwa 13,1V aus einem zyklenfesten 12V-Zweitakku zur Verfügung. Diese geringfügige Spannungserhöhung wirkt nun ähnlich wie eine Trenn-Diode, weil der elektrische Strom immer den Weg des geringsten Widerstands nimmt.

Wird dem Fahrzeugnetz ein Strom entnommen, so wird dieser vom Stützsystem und somit vom zyklenfesten Gel-Akku  aufgebracht, nicht mehr von der Goldwing Starterbatterie. Daher der Ausdruck 'Saftschubse': Der Gleichspannungswandler 'schiebt' den Strom vom Zweitakku bei Bedarf ins primäre System.

Auch wenn der Stützakku zunehmend entladen wird und seine Klemmen- spannung dadurch absinkt, hält der in der Saftschubse  integrierte Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) die Stützspannung trotzdem konstant auf 13,1V. Erst bei elektrischen Lasten vom mehr als 50W Leistung sinkt die Stützspannung etwas ab und die Starterbatterie hilft bei der Versorgung starker Verbraucher mit. Als Stützakku verwendet man natürlich eine zyklenfeste Akku-Bauform, wie sie in vielen verschiedenen Bauformen im Handel erhältlich ist.

Die Vorteile liegen auf der Hand:

  • Kein Umbau nötig
  • Universell und vielseitig anwendbar
  • Günstiger Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers: 89%
  • Geeignet für kleine bis mittlere Zweitakkus bis etwa 66Ah
  • Supereinfacher Anschluss an alle 12V-Bordnetze
  • Kostengünstige und nachhaltige Lösung
  • Komplette Schonung und Lebensdauerverlängerung der Starterbatterie
  • Damit jederzeit hohe Startsicherheit

Wir haben hier einmal mit einem Messgerät den gesamten Vorgang an Corinna’s GL1800 Gespann festgehalten. Gemessen wurde der Strom zwischen der Starterbatterie und dem Stützakku. Was sieht man hier.
Die GL1800 wird gestartet, was den ganz linken Peak nach oben verursacht. Die Saftschubse unterstützt den Startakku mit etwas mehr als 2Ampere. Dann steigt die Spannung bedingt durch die Ladeleistung der Lichtmaschine und der Wandler in der Saftschubse wird abgeschaltet, die Lichtmaschine auf den Stützakku durchgeschaltet. Der Stromverlauf kehrt sich um (unterer Quadrant) - der Stützakku wird geladen.
In der 31ten Sekunde wird der Motor abgestellt, schön am negativen Peak zu sehen, da die Lichtmaschine ja sofort ihren Dienst einstellt. Die Spannung am Startakku sinkt ab und ab der 39ten Sekunde übernimmt die Saftschubse wieder ihre Stützfunktion für den Startakku. Der Stützstrom nimmt dann über die Zeit ab, da sich der Startakku durch den Stützstrom lädt. Im eingeschwungenen Zustand beträgt er etwa 45 Milliampere.

Stromverlauf, Saftschubse

Betriebsart Stützen: (im oberen Graphen zwischen Sekunde 1-6 und 39-93) Wird der Motor gestoppt, erkennt dies die MicroCharge - Saftschubse durch die plötzlich abfallende Bordspannung. Der integrierte Gleichspannungswandler schaltet sich ein und hebt die Spannung an der  Starterbatterie auf 13,1V. Sämtlicher Strombedarf bis zu 4A (50W) wird in dieser Betriebsart dem Zweitakku entnommen. Größere Ströme werden von der Starterbatterie beigesteuert. Sinkt der Strombedarf, wird ein Teil des entnommen Stroms durch die Saftschubse wieder in die Starterbatterie zurück geladen.

Ladeanschluus im Triton GT

Ladeanschluss im Triton GT Beiwagen des GL1800 Gespanns

Es ist jederzeit möglich, größere Verbraucher direkt an den Stützakku anzuschliessen, so wie man es üblicherweise bei Zweitakku-Systemen macht. Aus der Sicht solcher Verbraucher arbeitet die Saftschubse dann wie ein automatisches Trenn-Relais: Abtrennung des Zweitakkus bei Abstellen des Motors, automatische Zuschaltung nach Motorstart.

Betriebsart Laden : (im oberen Graphen zwischen Sekunde 6-39) Bei laufendem Motor schaltet sich der Gleichspannungswandler ab und der  Zweitakku wird ganz normal zusammen mit der Starterbatterie aufgeladen. In dieser Betriebsart arbeitet die Saftschubse ähnlich wie ein automatisches Trenn-Relais.

Schutzschaltungen : Die in der Stützelektronik enthaltenen Schutzschaltungen schützen Gleichspannungswandler und Zweitakku vor Überlastung und verhindern, dass der Zweitakku zu tief entladen wird. Ausreichend früh vor erreichen der Tiefentladeschwelle wird der Zweitakku abgeschaltet um Beschädigungen zu vermeiden. Ebenso wird verfahren, wenn die Spannung der Starterbatterie zu niedrig liegt. Erst wenn der Motor gestartet wurde schaltet sich das System wieder ein. Alles arbeitet vollautomatisch.

Die MicroCharge - Saftschubse verlängert die Lebensdauer der Starterbatterie bei extrem belasteten Bordsystemen um viele Jahre! Die ständigen Probleme permanent unterladener  Starterbatterien gehören damit der Vergangenheit an, weil die 'Saftschubse' rund um die Uhr das primäre Bordnetz stützt. Die komplette Zyklenlast wird ab sofort von dem kleinen 20Ah Gel-Akku im Beiwagen getragen, der deutlich billiger und zyklisch erheblich langlebiger ist. Dazu benötigt man keinen Beiwagen um seine Goldwing damit aufzurüsten. Die Saftschubse ist sehr klein und kompakt und es reicht ein 6Ah Bleigelakku, der die Stützleistung übernimmt um endlose Freude an seinem angebauten Zubehör zu geniessen OHNE dass die Starterbatterie alle zwei Jahre den Weg des Vergänglichen gehen muss.

Es empfiehlt sich hochbelastete Bleiakkusysteme wenigstens einmal monatlich mit einem guten Netz Ladegerät vollständig aufzuladen. Das dauert, unabhängig vom verwendeten Ladegerät, mindestens 10 Stunden und ist daher durch einfaches Fahren kaum zu schaffen! Mit dieser regelmäßigen Vollladung begegnet man wirksam der ansonsten unvermeidlichen vorzeitigen Sulfatierung, die durch langanhaltende, langsame Entladung entsteht. Gerade der Stützakku ist wegen der permanenten Entladung ein Sulfatierungs-Kandidat, weil sich durch langsame Entladung übergrosse Bleisulfatkristalle bilden, die sich aus physikalischen Gründen nur langsam zurückbilden lassen, weil sie durch das ungünstige Verhältnis von Oberfläche zu Volumen recht inaktiv sind.

HTC 5000

Das HTC 5000 bei der Arbeit. Es lädt gerade den Bleigel Stützakku über die Beiwagen Steckdose

Pulser helfen  hierbei leider kaum, weil sich die vollständige Aufladung durch Pulsen auch nicht merklich beschleunigen lässt. Sehr hilfreich sind hierbei die in der Sektion Der Bleiakku aufgeführten kleinen elektronischen Ladegeräte, die über Nacht den (im Fahrzeug eingebauten) Akku mit Ladestrom versorgt. In einer Garage oder auf einem privaten Parkplatz am Haus legt man einfach eine Verlängerungsschnur zum Fahrzeug und schliesst dort das Ladegerät an.

Übrigens kann man die heutigen kleinen CTEK Ladegeräte auch sehr einfach fest im Fahrzeug installieren und braucht dann nur das Netzkabel nach aussen zu führen. Ihr werdet es kaum glauben, aber Eure Batterien werden auf diese Weise steinalt und bleiben gleichzeitig sehr leistungsfähig.

Somit wäre also die Stromversorgung sämtlicher Verbraucher bei stehendem Motor gesichert OHNE dass die gute Starterbatterie dadurch zu Tode gequält wird und einen verfrühten Verschleisstot stirbt. in diesem Sinne, weiterhin viel Spass mit der GoldWing.

 

 

Das ist sicherlich kompliziert zu verbauen - oder?
Nein, ist es nicht. Es ist recht einfach, zumal die Saftschubse sehr klein ist. Nachstehend seht ihr ein Anschlussdiagramm für ein Honda Goldwing GL1800 Gespann. Wenn ihr die Saftschubse in eine Goldwing ohne Seitenwagen verbauen wollt, dann könnt ihr natürlich den Bleigelakku auch kleiner wählen. Da er Lage unabhängig eingebaut werden kann, kann er auch gelegt werden.
Wichtig sind die beiden 30A Sicherungen, welche jeweils kurz vor der Starterbatterie und der Stützbatterie in die Plusleitung einzubringen sind. Damit sind die Kabel vor Kurzschlüssen geschützt. Wir haben zusätzlich in die dünne Minusleitung einen Japanstecker eingefügt, damit wir das System für längere Stillstandszeit >6 Monate abstellen können. Ansonsten erklärt sich der Schaltpaln von alleine. Die verwendeten Kabelquerschnitte sind laut Aussage von Tom, dem “Erfinder” der Saftschubse mit 6qmm vollkommen ausreichend.

Anschlussdiagramm der Saftschubse

 

Quellennachweis: Microcharge.de