Frage Trennrelais und Kabeldimensionierung

[EplenneRino]

Hi,

in meinem KDJ120 sollen sich zu den 2 Standard-Batterien noch zwei zusätzlich gesellen mit einem Trennrelais dazwischen. Da hätte ich jetzt mal das hier rausgesucht:
https://www.fraron.de/batteriemanagement/batterietrennrelais-230a-12-24v-cyrix-i/a-85859209/

Bei dem und auch dem kleineren Bruder mit 120A wird ja extra damit geworben, dass man manuell parallel schalten kann, um von der Verbraucherbatterie zu starten, wenn die Starterbatterie mal keine Lust hat. Aber was ich mich gefragt habe: In diesem Fall geht doch der ganze Strom über das Relais und das dürfte doch zumindest mit dem kleinen 120A (bzw. 300A kurzzeitig) ziemlich knapp werden?! Bzw. was ist denn dran an den Geschichten von den Megaströmen beim Starten? Bei nem 2,7kW Anlasser komme ich ja so gesehen auf 250A, also würde das ja passen vom Relais her?!

Ich kam da drauf, weil ich gerade überlegt habe welchen Kabelquerschnitt ich da so nehmen sollte mit ca. 4-5m in den Kofferraum?
Der Kabelkonfigurator https://www.fraron.de/content/kabelkonfigurator/ ist auch keine Hilfe im Moment. Wenn ich da spaßhalber mal mit den 250A reingehe, schlagen die bei 0,5m schon 42mm² vor, das ist doch original nicht so...

Klar, das läuft natürlich nicht dauernd und auch gute Starthilfekabel haben ja lang nicht die Dimensionen. Aber wo liegt man denn da richtig? Es steht da, dass die Berechnung auf Grundlage des max. Spannungsabfalls von 2% basiert. Aber was ist denn möglich bevor das Kabel warm (+Sicherheit natürlich) wird?

Sagen wir der Startvorgang wäre die absolute Kurzzeitausnahme, aber es könnten z.B. dauerhaft 1200 Watt über einen Wechselrichter abgerufen werden, dann irgendwann natürlich mit laufendem Motor, aber der Strom muss eben über die knapp 5m Kabel. Welchen Querschnitt würdet ihr nehmen?

Vielen Dank!

Gruß
Benjamin

[hakim]

Hallo Benjamin,
ich habe schon in mehreren Fahrzeugen das Cyrix230A verbaut und bin sehr zufrieden damit. Vorweg: es waren immer Anlagen mit nur einer einzigen Versorgerbatterie. Ich habe dabei auch immer die Notstartfunktion umgesetzt. Für Deinen J12 auf jeden Fall das Cyrix230A wählen anstelle des 120ers. Und miß einfach mal den Kabelquerschnitt der serienmäßig vorhandenen Batteriekabel ab, den daraus errechneten Querschnitt brauchst Du auch (bei Realisierung der Notstartfunktion) für die Plusverbindung zu Deinen Versorgerbatterien - und natürlich auch für die entsprechenden Masseanschlüsse. Bei meinem Hilux 3,0Ltr - also ebenfalls dem 1-KD-FTV - sind die Serienbatteriekabel etwa in 40qmm, für die Anschlüsse meiner Versorgerbatterie habe ich handelsübliche 50qmm genommen. Angesichts der Kabellänge bis nach hinten würde bei Deinem J12 etwas "Querschnittsreserve" nicht schaden, auch wenn der Anlasser nur kurzzeitig Strom zieht. Noch was zum Cyrix 230A. Es ist spritzwassergeschützt und wird sogar wasserdicht, wenn man die umlaufende Fuge zwischen Gehäuse und Gehäuseboden z.B. mit Schmelzkleber abdichtet. Bei Montage im Motorraum dringend zu empfehlen. Und Deine lange Plusleitung zwischen Starter- und Versorgerbatterien gehört gut geschützt in ein Bougier- oder Wellrohr, bei Verlegung am Rahmen entlang auf jeden Fall mit einer Sicherung an beiden Enden, also nahe an den Batterien. Trotz allem: macht es wirklich Sinn, bei Vorhandensein zweier Starterbatterien zu je 65Ah(?) auch noch die so weit weg montierten Versorgerbatterien dauerhaft in eine Notstartfunktion einbinden zu wollen? Zum einen reicht grundsätzlich auch eine einzige Deiner Starterbatterien, um den Motor zu starten. Zum anderen kannst Du auch per Starthilfekabel im Notfall eine Deiner Versorgerbatterien für den Start heranziehen, sollte dies wirklich nötig sein. Dann könntest Du die Verbindungsleitung in einem kleineren Querschnitt realisieren, z.B. 16qmm oder 25qmm, je nach Maximallast Deiner Verbraucher - Spannungsfall über die lange Leitung eingerechnet. Noch ein Letztes: das Cyrix schaltet die Batterien zusammen, sowie der Motor läuft und die vorgesehene Ladespannungsschwelle erreicht wird. Es würden dann alle Deine vier Batterien simultan geladen. Bei viel Kurzstreckenbetrieb hat das den Nachteil, daß Deine Lima zu wenig leistet, um das in angemessener Zeit zu packen. Heißt, bei Kurzstreckenphasen werden Deine Starterbatterien nie richtig vollgeladen, insbesondere im Winter nicht so gut. Ich halte viel vom Cyrix und bin ein Freund einfacher Lösungen, aber bei Deiner angestrebten Anlage mit 2+2 Batterien ist noch mehr zu bedenken, damit alles zu Deiner Zufriedenheit funktioniert.
Hakim

[EplenneRino]

Hi Hakim,

danke für deine Einschätzungen. Du hast schon Recht, ich denke das wird sehr selten sein, dass man diese Startfunktion braucht. Also gehen wir mal davon aus, wir reden von "nur" 1200Watt, also ~100A, die hinten abgezogen werden. Das sollte dann so das maximale sein, was "dauerhaft" anfällt. Was würdest du da nehmen?

Danke auch für den Hinweis mit dem Kurzstreckenbetrieb. Der Dicke ist leider wirklich relativ selten im Einsatz und dann sind von Kurzstrecken bis längeren Touren alles drin. Deshalb habe ich da schon reagiert und er wartet brav in der Garage auf den nächsten Einsatz mit nem Ladegerät dran.
Da kann ich mich auch an eine Diskussion über die CTEK Ladegeräte bzw. deren Float-bzw. Supply-Funktion erinnern. Die neueste Version des MXS25 macht jetzt in diesem Modus eine konstante Ladung mit 13,6V/25A bis 10 Tage, dann Neustart wenn die Spannung abfällt. Würdest du den Modus nehmen, oder doch lieber den Normal Modus und dann das Ladegerät immer mal wieder abhängen? Recond ist, wenn die Batterien alle eingebaut sind, tabu, glaube nicht, dass den AGM die 15,8V so gut schmecken.

Danke&Gruß
Benjamin

[hakim]

Hallo,
für 100A maximale Dauerlast der Verbraucher sind m.E. 25qmm ausreichend. Die Werte unterscheiden sich etwas, je nachdem welches Tabellenbuch man zu Rate zieht. Nicht nur die Versorgungsleitung ab Versorgerbatterie, sondern auch die Plusverbindungsleitung von Starter- zu Versorgerbatterien muß dann diesen Mindestquerschnitt aufweisen, und natürlich die Massekabel an Karosserie/Rahmen. Die Notstartfunktion über das Cyrix 230A müßte dann entfallen. Bei Ladegeräten kenne ich mich leider nicht aus, die Frischhaltefunktion meines CTEK nutze ich nicht einmal für die Überwinterung meiner Motorräder... Da lade ich einfach alle 2-3 Monate die Batterien reihum nach. Was AGM-Batterien angeht, hast Du sicher Recht, daß der RECOND-Modus tabu ist.
Hakim

[EplenneRino]

Oki doki, dann werde ich das so machen.
Dankeschön.

[EplenneRino]

Hi,

nochmal kurze Frage, welcher Kleb- oder Dichtstoff eignet sich am besten, um die Kabeldurchführung an der Spritzwand wieder wasserdicht zu bekommen?

Danke!

Gruß
Benjamin

[Flambeau]

Hallo Benjamin,

Sikaflex 252 vorab Sika-Primer verwenden.
Klebt und dichtet.
Das ist dann aber für immer.
Es gibt auch einen Reiniger von Sika, kannst aber auch
Isopropanol- Alkohol (IPA) verwenden.
Z.B. für verschmierte Werkzeuge oder Finger.

Viel Erfolg

Grüße

Martin

[thores]

Ergänzung zu Hakims Erklärungen:
Entscheidend ist der Verwendungszweck. Während für den Anlasser oft Spannungen von 10 Volt ausreichen, benötigen zum Beispiel Wechselrichter meist knapp 11 Volt, damit sie nicht wegen Unterspannung abschalten.
Das Kabel stellt durch seinen Widerstand in Abhängigkeit vom Durchmesser so eine Art Spannungsklau dar.

[EplenneRino]

Ja, deshalb habe ich jetzt doch 50qmm bestellt. Da sind es bei 12V, 5m Länge und 200A (damit würde ich absichern beim 230A Batterietrennrelais) um die 6% Spannungsabfall. Dauerhaft können es ja maximal die 120A von der Lichtmaschine sein, wobei da sicherlich nicht alles hinten ankommt. Da wären es dann 3,5% und ca. 50Watt Verlustleistung. In jedem Fall wäre der Verlust kleiner 1V.
50qmm ist noch bezahl- und verlegbar.

Ich habe mittlerweile auch nochmal bei den Starthilfekabeln geschaut: Da gibt es eins mit 50qmm und 4,5m Länge, das wird mit 1000A angegeben. Also ich hätte da auch gar keine Bedenken mehr diese Funktion zu nutzen. Das Cyrix kann ja nur 500A kurzzeitig. Allerdings kapiere ich das dann mit der Absicherung nicht. Fraron schreibt, dass man nicht über der angegebnen Stromstärke absichern darf. Oder sind die Sicherungen so träge?
Naja jedenfalls habe ich die mal gefragt.

Vielen Dank auch für den Tip mit dem Sikaflex. Am besten man stellt sich alles von denen ins Regal.

[EplenneRino]

So, hier ist die Antwort:

"...die Sicherungsautomaten wie auch Hochstromsicherungen sind relativ träge. Der Notstart bei Parallelschaltung ist kein Problem und wird die Sicherung nicht auslösen..."

D.h. also z.b. das 230A Relais mit 200A absichern und man kann trotzdem die Notstartfunktion nutzen.

Edit: FraRon hat sofort geantwortet, ich habe so lange gebraucht. Also nur zu empfehlen

[Onkelchen]

Dauerhaft können es ja maximal die 120A von der Lichtmaschine sein, wobei da sicherlich nicht alles hinten ankommt.

Doch.
Der Strom kommt immer an.
Nur die Spannung wird weniger.


Wenn Du Angst wegen des Strom durch Deine Kabel hast:
Kupferleitungen vertragen 20A pro mm² dauerhauft, kurzzeitig 30A pro mm² ohne dass sie durchbrennen.
Voraussetzung ist, dass sie die Wärme abgeben können, also nicht irgendwo vermauert oder in einem mächtigen Kabelbaum vergraben sind.


Für den Betrieb Deiner Geräte - gerade in den niderigen KFZ-Spannungsbereichen - ist vielmehr der Spannungsabfall auf den Leitungen interessant, damit z.B. Unterspannungswächter (sog. Batteriewächter) nicht unnötig früh abschalten usw.

Viele Grüße
Onkelchen

[EplenneRino]

Dauerhaft können es ja maximal die 120A von der Lichtmaschine sein, wobei da sicherlich nicht alles hinten ankommt.

Doch.
Der Strom kommt immer an.
Nur die Spannung wird weniger.

Nein. Bei Parallelschaltungen teilt sich der Strom, die Spannung bleibt überall gleich. Natürlich fällt an allen Widerständen (und da gehören auch Kabel dazu), Spannung in Abhängigkeit der Stromstärke ab, deshalb ist der HInweis von dir absolut richtig, darauf zu achten.

Wenn der Strom überall gleich wäre, würden die 120A von der Lichtmaschine durch jedes kleine Glühbirnchen fließen, oder anders herum hätten die Autohersteller dann den Beweis erbracht, dass ein 1,5er Käbelchen auch für 120A ok wäre. Das ist es aber nicht. Und deshalb bauen sie serienmäßig viele verschiedene Kabelstärken ein, bis hin zu 50qmm im Bereich Anlasser und Massekabel.
Da also wenn der Motor läuft und die Lichtmaschine ihre max. 120A bringt, noch enige Steuergeräte, oder z.B. die Lichter, die Sitzheizung und auch die beiden normalen Batterien Strom bekommen müssen, kann also nicht alles hinten ankommen. Es kommt evtl. sogar so wenig an, dass auf Kurzstrecken gar nicht genug Zeit da ist, die Batterien zu laden, was Hakim meinte.

Deine Faustregel bzgl. der Belastbarkeit von Kabeln kenne ich so nicht, jedenfalls gibt die VDE deutlich niedrigere Werte raus:

https://www.sab-kabel.de/kabel-konfektion-temperaturmesstechnik/technische-daten/kabel-leitungen/sicherheitsgerechte-verwendung-von-kabeln-und-leitungen/grenzbedingungen/kabelquerschnitt-berechnen-strombelastbarkeit-tabelle.html

Das Ergebnis ist aber gleich, meine 50qmm würden für 120A dauerhaft taugen und die Notstartfunktion kann ich auch verwenden.