Stromversorgung im J12, Trenn-MOSFET

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Martl
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Stromversorgung im J12, Trenn-MOSFET

Beitrag von Martl »

Hallo LcF,

ich habe mal wieder gebastelt...ohje :wink:

Das Ziel: Auch bei längeren Standzeiten möchte ich zuverlässig eine Kühlbox durchlaufen lassen können, meine Duschpumpe sollte auch funktionieren.

Das Problem:
1. Der 12er hat keine Dauerstromsteckdose. D.h. die Steckdosen haben nur Strom wenn der Schlüssel steckt und auf Stufe 1 steht. In dieser Schlüsselstellung sieht und hört man nichts davon, dass eigentlich alle Regel- und Steuergeräte quasi in Bereitschaft sind und gewaltig Strom aus den beiden Batterien ziehen. Nach ca. zwei Tagen (bzw. 12-20 Stunden Betrieb) in diesem Zustand ist Schluss mit Saft, der Toyo springt nicht mehr an. Nur ein kleiner Teil des Stroms wird tatsächlich zum Kühlen verwendet. Darüberhinaus ist es ein blödes Gefühl den normalen Schlüssel oder auch nur den Werkstattschlüssel stecken zu lassen.

2. Um Problem 1 zu beseitigen könnte man sich einfach im Auto ein Dauer+ (bspw. AHK) suchen und eine Steckdose neu verdrahten. Man würde jedoch den Strom aus beiden Batterien ziehen und stünde womöglich nach drei oder vier Standtagen mit leerer Starterbatterie da. Wenig erstrebenswert.
Für ein oder zwei Tage reicht diese Lösung sicher aus. Aber wer weiß was noch kommt, wie gut in Schuss die Batterien tatsächlich noch sind etc...

Meine Lösung:
Angeregt durch die Tatsache, dass ein Navara gerade mal eine 70Ah Batterie hat, habe ich geprüft, ob für unsere Anlasser nicht auch eine der beiden 95Ah Batterien reicht. Und sie reicht.
Anschliessend habe ich überlegt, wie ich die Batterien automatisch trennen kann. Relais verkleben, Trenndioden fressen ordentlich Leistung, eine manuelle Schaltung vergesse ich leicht und ein + zu schalten ist keine schöne Lösung. Durch, mal wieder, einen Tip von Jürgen und einen Artikel im Allradler kam ich auf ein Trenn-Mosfet von www.microcharge.de
Dieses Gerät verbindet die Batterien ab einer anstehenden Spannung von 13,3V, also sobald die Lichtmaschine Strom liefert. Fällt die Spannung darunter, trennt das Mosfet die Batterien zuverlässig nach 15 Sekunden. Die beiden Zustände werden durch Kontroll-LEDs angezeigt. Ausserdem ermöglicht es die Batterieladung mit allem was zur Verfügung steht. Die meisten Laderegler bewegen sich um 8-20A.

Obwohl unsere Lichtmaschine nur 80A liefert habe ich mich für die 120A Variante entschieden, da diese auch Verbraucherbatterien bis 180Ah versorgen kann. Die 80A Variante nur bis 100Ah.

Und gestern habe ich mal angefangen zu basteln:
Das braucht man dafür
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Zuerst habe ich eine Konsole für das Mosfet gebaut:
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Bild
(M4 ist ganz schöner Pisselkram)

Die Anschlüsse an den Batterien mit gewaltigen 150A Sicherungen
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Bild

Und anschliessend der Motorstart: Springt an wie gewohnt, nix qualmt (Wow :wink: ) oder stinkt. Ein kurzer Schreck: Die Fensterheber in der Fahrertür gehen nicht (Mistelektrik, Fluchen, HZJ-Gedanken, Fensterkurbelwunsch....) ach nein, ich hatte ja die Batterien abgeklemmt und die Fensterheber müssen wieder justiert, programmiert werden.
Es funktioniert also alles tadellos.

Nun noch durch die Tülle auf der Beifahrerseite zwei 6mm² Kabel fummeln (Auch dabei hilft WD40) und sie in diesem wilden Durcheinander im rechten Beifahrerfußraum wiederfinden
Bild

Und im Kabelschacht nach hinten legen
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Da muss jetzt nur noch eine 10A Sicherung rein und eine Dreifachdose angeschlossen werden. Bilder folgen.

Eine dritte Batterie wollte ich nicht, 20Kg Mehrgewicht, üppiger Platzbedarf und die nicht zwingende Notwendigkeit.
Defender- und je nach Version HZJ-Fahrer sind schon glücklich, wenn sie zwei Batterien reinbekommen.

Bis hierhin habe ich zwei Stunden gebraucht, also absolut überschaubar. Kosten inkl. konfektionierter Kabel und Sicherungen rd. 250 EUR.
Thomas Rücker von Microcharge berät geduldig und schickt einem, wenn er die Maße hat, das komplette Set. An 25mm² Kabeln die 80A Strom vertragen sollen, fummel ich nicht selber rum.
Die 6mm² Kabel in den Innenraum sind auf einen Strom von 16A ausgelegt (was wohl nicht so schnell passieren wird). Ich hätte dadurch also auch später noch die Möglichkeit, eine dritte Batterie einzubauen und mit 8A zu laden.

Im Winter werde ich das Originalverbindungskabel wieder zwischen die Batterien klemmen. Startsicherheit bei tiefen Temperaturen ist dadurch gewährleistet und ich muss die zweite Batterie nicht ausbauen, Erhaltungsladung betreiben etc...

Gruß
Martin
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sualk
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Beitrag von sualk »

Hi Martin,
klasse gemacht :beifall:
Wer schon mal im J12 auf der Beifahrerseite Kabel in den bzw. vom Motorraum verlegt hat, weiß, was für eine sch...Fummelei das ist. :!:

@ all, die was von Autoelektrik /-elektronik verstehen
Mit diesem Thema stehe ich etwas auf Kriegsfuß; Kabel verlegen geht gerade noch so :wink:
Daher nun folgende Frage, für die ich etwas weiter ausholen muss (Achtung - viel Text):

Ich habe bei mir die Kühlbox (Kissmann) direkt an die zweite Batterie angeschlossen, da dies vom Hersteller aufgrund der Leitungslänge und des notwendigen Anlaufstroms beim Einschalten des Kompressors nur noch direkt und nicht mehr über die serienmäßige 12V-Steckdose gehen würde.

Die Kühlbox hat einen Tiefentladeschutz, der bei Unterschreitung einer Mindestspannung die Box automatisch abschaltet.
Sicherheitshalber wollte ich aber ursprünglich die Zweitbatterie auch bei stehendem Motor von der Hauptbatterie trennen.

Hiervon hatte mir der Juniorchef aber mit folgendere Begründung abgeraten (neben dem Hinweis, dass der Tiefentladungsschutz sowieso funktioniert), zumindest habe ich so seine Erklärung verstanden:

Bei längerer Standzeit wird sich die Zweitbatterie aufgrund der angeschlossenen Verbraucher (z. B. Kühlbox) schneller entladen als die Starterbatterie.
Wird nun der Motor wieder gestartet und man fährt weiter, orientiert sich der Ladestrom der LiMa an dem Ladungszustand der Starterbatterie.
Da dieser "besser" ist als bei der Zweitbatterie, wird der Ladestrom durch den Laderegler auf Null bzw. einem niedrigen Restladestrom runtergefahren, sobald die Starterbatterie wieder "voll" ist.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Zweitbatterie aber noch entsprechend "leer" und würde auch sehr lange benötigen, um aufgrund des reduzierten Minimal-Ladestroms vollständig aufgeladen zu werden.
Dies würde laut Aussage des Kühlbox-Mannes dazu führen, dass die Zweitbatterie i.d.R. nicht vollständig aufgeladen wird (außer bei entsprechend langen Fahrten) und somit beim nächsten Stop nicht den "vollen Saft" liefern kann, was sich bei mehreren Etappenstopps im Laufe eines Urlaubs entsprechend weiter verschlechtert.

Nun zur Frage: Ist das wirklich so :?:
Ich dachte immer, wenn die Zweitbatterei nach dem Motorstart zur Starterbatterie zugeschaltet wird, kommt es erst einmal zu einem Spannungsausgleich in beiden Batterien.
Vereinfacht nach dem Schema: Starterbatterie hat 12 V, Zweitbatterie nur noch 10 V, also haben beide nach dem Zusammenschalten nun gemeinsam je 11 V.
Entsprechend würde die LiMa beide Batterien gleichmäßig laden.
Dies wäre aber laut Auskunft des Kühlbox-Herstellers nicht der Fall.

Wäre dankbar, wenn mir das ganze jemand mal vernünftig erklären könnte. :!:

Ach ja, wird denn durch dieses Mosfet-Dingens (oder durch das IBS, das z. B. smiller eingebaut hat) diese Problematik (falls es denn eine ist) umgangen :?:
Viele Grüsse
klaus
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Ich bin wie ich bin. Die einen kennen mich, die anderen können mich. (Konrad Adenauer)

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Tscharlie
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Beitrag von Tscharlie »

Servus Martin,

sinnvolle Idee und klasse Ausführung :!: Bild

Erinnert mich stark an Christoph's IBS, ist aber kostengünstiger und weckt bei mir leider wieder alte Bedürfnisse (gut, daß ich nicht in BK war) ... Bild

... Du nimmst nicht zufällig entspr. Montageaufträge an ? Bild

Kleine Randbemerkung zum "Schlüssel-stecken-lassen" :
Das ungute Gefühl dabei verliert sich mit der Zeit – wer zB wie wir zu einem Ausgangspunkt einer Wanderung/Biketour fährt, dort das Auto stehen lässt und während der Tour die Kühlbox nur für diese wenigen Stunden an der Batterie hängen lassen möchte, der kann das auch mit dem Werkstattschlüssel auf Stellung ACC bewerkstelligen : das Auto lässt sich trotz steckendem Schlüssel abschließen.
Und mit dem Werkstattschlüssel allein kann ein möglicher Tagedieb wohl auch nicht viel anfangen – außer, es sind Profis am Werk, und dann hilft eh' höchstens noch ein GPS-Tracker ...

Wer die Kühlbox aber länger am Strom haben will, dem hilft in der Tat wohl nur eine dritte Batterie oder eben ein Batterietrennsystem. Bild

Also : Glückwunsch zur weiter ausgebauten Autarkie ! Bild

Liebe Grüße,
Tscharlie
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Micha2
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Beitrag von Micha2 »

Hallo Martin,

schöne Lösung!

Noch ein kleiner Tipp für diejenigen, die nur eine Dauerstromversorgung an der 12V Steckdose brauchen: Ich habe das immer direkt beim Neufahrzeug machen lassen wenn die AHK angebaut wird. Dann sind beim Händler die Verkleidungen sowieso abgebaut und es wird ein Dauerplus zur AHK verlegt. Der Händler kann dann die 12V Dose im Gepäckraum an das Dauerplus anschließen und sollte nicht mehr als ein paar Euro für die Kaffeekasse dafür nehmen.

Gruß,
Michael.

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Martl
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Beitrag von Martl »

sualk hat geschrieben: ....Wird nun der Motor wieder gestartet und man fährt weiter, orientiert sich der Ladestrom der LiMa an dem Ladungszustand der Starterbatterie....
Ich spekuliere mal:
Das Kabel zum Mosfet und damit indirekt zur Versorgerbatterie geht ja vom + der Starterbatterie weg. Der gleiche Pol also, an dem auch die Lima angeschlossen ist. Dazwischen gibt es ja keinerlei Meßgeräte o.Ä. Also kann die LiMa auch nur einen Wert erhalten und darauf die Ladung ausrichten.
Eben den Mittelwert.
Allgemein interessantes über KFZ-, WoMo- oder Bootselektrik zu lesen gibt auch im Forum der microcharge-Seite
http://microcharge.de/forum/index.php?page=Index
Hier erklärt Herr Rücker auch, dass sich die Batterien zwangsweise den Ladestrom nehmen, den sie brauchen.
Achja: Das Mosfet kann nix anderes als Verbindung "ein" und Verbindung "aus". Und es erkennt, wann "ein" oder "aus" gewünscht ist. Regeln kann es gar nix.

Tscharlie hat geschrieben: ... Du nimmst nicht zufällig entspr. Montageaufträge an ?
Wenn man sich das Material fertig schicken lässt, ists echt ungewöhnlich einfach :!:
Sonst hätte ich mich an das Thema Strom nämlich nicht dran gewagt.

Aber wir können gerne eine "Süddeutschland-Schraub-Session" vereinbaren :wink: Ich das Werkzeug, du das Bier :up:

Die Variante mit dem Schlüssel hatte ich ja nun auch einige Male. Und rein für die Kühlbox und ca. einen Tag ists auch kein Problem.
Dazu kommt bei mir halt noch, dass meine Wasserpumpe auch Strom braucht. Bspw. am Afrikafest habe ich aber immer wieder den Schlüssel abgezogen und mich auf die Dämmung der Kühlbox verlassen. Aber dann willste nen Kaffee und schon dackelst du wieder vor und steckst den Schlüssel....Nervt halt irgendwann.

Am einfachsten ist sicher die Variante von Micha. Und das geben die Batterien ja auch locker her für ein, zwei Tage.

Gruß
Martin
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Tscharlie
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Beitrag von Tscharlie »

Martl hat geschrieben:... wir können gerne eine "Süddeutschland-Schraub-Session" vereinbaren :wink: Ich das Werkzeug, du das Bier :up:
DAS werd' ich mir aber im Hinterstübchen speichern und evtl. auf Dein (leichtfertiges :wink: ) Angebot zurückkommen, wenn es uns urlaubstechnisch mal außerhalb der gewohnten CP-Warmduscher-Infrastruktur verschlägt und Steckdosen Mangelware sind – dann werd' ich ziemlich sicher auch ein Batterietrennsystem haben wollen. Bild

Allerdings eher nicht wg. eines Bedürfnisses nach Kaffee ... Bild

Aber da das Thema "Stromversorgung" nun schon angeschnitten ist :
Vllt. hat Christoph ja gelegentlich mal Zeit, aktuell etwas über seine Erfahrungen mit dem IBS zu berichten – der betreibt im Urlaub meiner Erinnerung nach außer Kühlbox und Wasserpumpe ja auch noch Laptop, Kamera & Co. über die Autobatterien. Bild

Hoch gespannte Grüße,
Bild
Tscharlie
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smiller
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Beitrag von smiller »

Martl hat geschrieben: ...
Das Kabel zum Mosfet und damit indirekt zur Versorgerbatterie geht ja vom + der Starterbatterie weg. Der gleiche Pol also, an dem auch die Lima angeschlossen ist. Dazwischen gibt es ja keinerlei Meßgeräte o.Ä. Also kann die LiMa auch nur einen Wert erhalten und darauf die Ladung ausrichten.
Eben den Mittelwert.
...
So stellt sich mir das auch optischbei meinem IBS dar. Allerdings bin ich hinsichtlich der Standzeiten der Versorgerbatterie nicht mehr soooo euphorisch wie anfangs.
tscharlie hat geschrieben: ..., aktuell etwas über seine Erfahrungen mit dem IBS zu berichten – der betreibt im Urlaub meiner Erinnerung nach außer Kühlbox und Wasserpumpe ja auch noch Laptop, Kamera & Co. über die Autobatterien. ...
Also Wasser pumpe ich nicht und meinen Wechselrichter benutze ich im Stand nur äusserst ungern. Länger als zwei Tage hälts mit meinen kleinen Batterien dann aber nicht.
Zuletzt geändert von smiller am 8. Jun 2010, 16:50, insgesamt 1-mal geändert.
Besten Gruss aus der Nähe von B*e*e*e*d
Christoph
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ahorn07
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Beitrag von ahorn07 »

Nur mal so am Rande;

die beiden Batterien des J 12 sind parallel geschaltet, das heisst einen Nutzung belastet beide Batterien gleichmäßig und ein Laden erfolgt auch gleichmäßig.

Jetzt wollt Ihr einen Batterie stärker belasten / entladen als die andere, das führt dann dazu, das der Regler, wie schon erwähnt, die voller Batterie auflädt und die zweite dann so vor sich hindümpelt.
Ich kann mich daran erinnern das mir mal ein Bootsmensch sagt, das das für die Batterien nicht gut ist. Wenn Sie Verbraucherbatterien im Boot tauschen dann alle gleichzeitig und auch aus der gleichen Serie. Die Ladereihenfolge ist dort in der Regel auch erst die Starterbatterie dann die Verbraucherbatteriebank.

Warum sollten den die netten kleinen Ladegeräte für die Akkus zu hause einen Einzelschachtüberwachung haben, wenn sich der Ladezustand verschieden entladener Batterien nivelliert?
Ich denke darüber sollte man noch mal nachdenken.

JM2Ct
Grüße aus Berlin
Hartmut und Manuela

Begehe keine Dummheit zweimal, die Auswahl ist doch groß genug!

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Martl
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Beitrag von Martl »

Ich verlasse mich jetzt mal hierdrauf:
http://www.microcharge.de/forum/index.p ... hreadID=16
Dort Toms Antwort.

Bei Booten mit ganzen Bänken von Versorgerbatterien sind vollständig getrennte Stromkreise installiert die dann jeweils über Laderegler versorgt werden. Die Ladesituation ist also komplett anders und mit einer ganz klaren Priorität versehen.

Ich denke da werden alle Akkus getauscht weil ein nagelneuer Akku in einem direkt verbundenen System mit schwächeren, weil älteren Akkus auf deren Niveau runtergezogen wird. Also nur wenig bringt.

IBS und Mosfet trennen die Akkus aber so, dass ein Fluß zwischen den beiden Batterien nicht stattfindet.

Ohje..Strom :wink:

Gruß
Martin
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smiller
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Beitrag von smiller »

Hallo Hartmut!
ahorn07 hat geschrieben:....die beiden Batterien des J 12 sind parallel geschaltet, das heisst einen Nutzung belastet beide Batterien gleichmäßig und ein Laden erfolgt auch gleichmäßig.
Genau so soll das sein :!:
ahorn07 hat geschrieben:....Jetzt wollt Ihr einen Batterie stärker belasten / entladen als die andere, das führt dann dazu, das der Regler, wie schon erwähnt, die voller Batterie auflädt und die zweite dann so vor sich hindümpelt..
'Tschuldigung, aber wie kann das sein :?: Mit Verlaub sind die Batterien doch parallel geschaltet, siehe Zitat oben
ahorn07 hat geschrieben:....Warum sollten den die netten kleinen Ladegeräte für die Akkus zu hause einen Einzelschachtüberwachung haben, wenn sich der Ladezustand verschieden entladener Batterien nivelliert?...
:?: :?: :?: :?: :keineahnung:
Hier bräuchte ich einen Schubser, um gedanklich mitzukommen.
Besten Gruss aus der Nähe von B*e*e*e*d
Christoph
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