Votronic D+Simulator und Mahle(Nagares) Trennrelais 12V 100/180 A.m. Schutzdiode
Was macht der D+ Simulator?
Hier erhalten Sie in einem Komplettpaket alles was sie brauchen, um eine Bordbatterie über die Lichtmaschine via Trennrelais zu ladenohne dass bei Entladevorgängen die Starterbatterie mit entladen wird. Normalerweise wird dafür ein spezieller Anschlussdraht der Lichtmaschine benutzt der sog D+ Anschluss, die signalisiert dem Trennrelais, dass die Lichtmadschjine in Betrrieb ist und jetzt geladen werden kann. Bei moderenen Lichtmadschinen fehlt oft der D+ Anschluss. Daher hilft der hier integrierte Votronic D+ Smulator der aufgrund der höheren Batteriespannung w#ährebd des Ladevorgangs ein Ausgangssignal erzeigt, was genau so wi das D+ Signal das Relais schaltet und somit zuverlässig die Bordbatterie lädt
Der D+ Simulator kann noch mehr.
Weitere
Einsatzmöglichkeiten ergeben sich bei der Steuerung von
Zusatzverbrauchern, die nur bei ausreichender Ladung der Batterie
aktiviert werden sollen, wie z.B. das Einschalten einer Klimaanlage im
Fahrbetrieb oder das Umschalten eines Kühlschranks, einer Kälte- oder
Wärmebox auf 12 V-Bordbetrieb.
Hinweis: Für viele Fahrzeuge nach Euro-6-Norm ist
der spannungsgesteuerte D+ Simulator (Art.-Nr. 3066) nicht geeignet . In dem Fall kann ich Ihnen auch das neuere aber deutlich teurere Modell den D+ Simulator Pro Art.-Nr. 3067 besorgen.
Daten des D+ Simulators
Batterie-Nennspannung. 12 V
Stromaufnahme Ruhe / Ausgang aktiv <1 mA / <7 mA
Schaltschwellen Steuerausgang EIN 13,65…13,85 V
Schaltschwellen Steuerausgang AUS 12,85…13,05 V
Schaltverzögerung EIN / AUS 15 Sek. / 15 Sek.
Maße (B x L x H) 55 x 36 x 17 mm
Zum Trennrelais:
Wozu Trennrelais und was heißt/bedeutet eigentlich das Kürzel RL/180-12
Batterieladung in Wohnmobil und auf Booten
Das Wirkprinzip:
Diese
Hochleistungs KFZ-Trennrelais von dem Hersteller Mahle(ehemals Nagares) werden immer
da genutzt, wo von einer Ladequelle zwei Batterien aufgeladen werden
sollen. Der Hauptkontakt des Trennrelais welches die beiden Pluspole der
zu ladenden Batterien verbindet, wird immer dann geschaltet, wenn die
Lichtmaschine läuft. Wenn sie aus ist, fällt auch das Relais wieder ab.
Der Kontakt wird geöffnet und die beiden + Batteriepole sind voneinander
getrennt. Damit wird verhindert, daß große Verbrauchern(z. B.
Sinusgenerator oder Endstufen) neben der dafür vorgesehenen Bordbatterie
nicht auch noch die Starterbatterie belasten. Ein unbeabsichtigtes
Leersaugen der Starterbatterie wird durch dieses Relais sicher
verhindert. Für das Starten steht also immer die volle Batteriekraft zur
Verfügung
Technische Details:
Hervorragende Hochstromeigenschaften dieses Relais
In der Anwendung als Trennrelais zur Ladung der Bordbatterie sind vor allem 2 Aspekte wichtig.
1. eine hohe Strombelastbarkeit gepaart mit einer langen zeitlichen Belastbarkeit
2. ein niedriger Spannungsabfall
Hohe und lange Hochstrombelastbarkeit
Zunächst mal muß mit einem Vorurteil aufgeräumt werden. Der Begriff RL180/12 ist ein Standardbegriff für eine bestimmte Relaisbauart/Relaisform und die Zahl 180 hat nichts mit dem Strom zu tun, der von diesem Relais verkraftet wird. Das vielfach in Beschreibungen vieler Händler doch davon geschrieben wird dass ein Relais der Bezeichnung RL180/12 180 Amp Strom verträgt macht die
Aussage nicht richtiger. Wie hoch dieser ist, hängt von den für den Bau
der Relais verwendeten Materialien, der Art der Bauausführung, usw. ab.
Und vor allem hängt der maximal mögliche Strom von der Zeitdauer ab,
mit der ein Relais mit dem Strom belastet wird. Für ein paar Mikrosekunden sind sicher einige hundert Ampere sehr gut auch für Relais der Klasse RL/180-12 in schlechter Bauausführung verkraftbar. Nur heißt so etwas erst mal gar nichts, denn wer will sein Relais schon noch ein paar Mikrosekunden wieder abschalten. Nun aber zu den Qualitätsunterschieden, die unabhängig von der Zeitdauer der Nutzung sind:
Der
entscheidende Wert für die Belastbarkeit eines Relais ist die Toleranz
gegenüber den beim Betrieb entstehenden hohen Arbeitstemperaturen. Ein
gutes Relais zeichnet sich dadurch aus, dass die Relaiskontakte von der
Magnetspule STARK festgehalten werden. Nur so kann zwischen den
Relaiskontakten ein entsprechend niedriger Übergangswiderstand erreicht
werden, so dass die Kontakte nicht zu heiß werden und im Laufe der Zeit
spröde werden und korrodieren, und somit noch höhere
Übergangswiderstände produzieren, damit wieder noch heißer werden , und
und und.... bis sie schließlich verbrennen. Die Stärke de
Festhaltekraft hängt ab von der Stärke des magnetischen Feldes. Dieses
wiederum hängt ab von der elektrischen Leistung der Magnetspule. Die
für die Erzielung hoher Festhaltekräfte notwendigen Spulenströme haben
jedoch auch ihren "Preis", nämlich eine nicht zu verachtende Erwärmung
des Relais, hervorgerufen durch die in der Spule verbrauchte Energie von
immerhin gut 4 Watt.
Die meisten der von unterschiedlichsten
Herstellern angebotenen Hochstromrelais der Bauart RL/180-12 werden für
Anwendungen als Vorglüh- oder Glührelais oder Starterrelais verwandt.
Die Zeiten, in denen bei solchen Relais Strom durch die Magnetspule
fließt und diese erwärmt ist mit maximal wenigen Minuten so klein, dass
die Umgebung der Spule (das ist in diesem Fall das Relaisgehäuse) diese
entstehende Wärme locker aufnehmen kann.
Viele der von
unterschiedlichen Herstellern angebotenen Relais der Bauart RL/180-12
gehen jedoch unweigerlich zu Grunde, wenn sie nur angeschaltet werden
und eine halbe Stunde in Betrieb sind. Dabei muß noch nicht mal
irgendein Strom durch die Schaltkontakte geflossen sein. Allein die
Wärmeentwicklung der Magnetspule reicht aus, das Relais zu himmeln. 4
Watt ist ja auch nicht grad wenig, bei so einem kompakten Gerät.
Aber
nicht nur die Wärmeentwicklung durch den Betrieb der Magnetspule kann
für ein Altern und Sterben der Relais verantwortlich sein. Sobald Strom
durch die Relaiskontakte fließt, fällt an diesem auch eine
Verlustspannung ab. Diese ist zwar sehr niedrig und variiert auch je
nach Hersteller des RL/180-12.Vor allem ist sie aber proportional zum
Strom. Da die Wärme immer proportional ist zur Verlustleistung die an
den Relaiskontakten anfällt, diese wiederum das Produkt von Strom und
Spannung ist, kann bei einem ordentlichem Strom auch schon ein niedriger
Spannungsabfall für hohe Temperaturen sorgen. Das ist auch der Grund,
warum der Strom nicht uferlos hoch sein darf.
Meist reicht ein Blick
in das Datenblatt der Hersteller, um zu entscheiden, ob ein Relais auch
für langfristige Dauerstromschaltungen wie bei einer
Trennrelaisanwendung geeignet ist. Dass irgendwelche Relais der Bauart
RL/180-12 im Internet mit der Bezeichnung "Trennrelais" angepriesen
werden ist sicher kein Beweis.
Da die meisten Relais der Bauart
RL/180-12 auch nur für kurzzeitige meist wenige Sekunden bis maximal
einige Minuten dauernden Startvorgänge und nicht für
Trennrelaisfunktionen produziert worden sind, werden in den
Datenblättern meist noch nicht mal die für Trennrelaisanwendungen
notwendigen Dauerstromdaten angegeben sondern nur die Ergebnisse für
intermittierende Anwendungen.
intermittierent ist z. B. die Lebensdauer bei 10
Sekunden an, dann 10 Sekunden aus dann wieder 10 Sek an und dann
wieder 10 Sek aus, usw......also genau das, was die Lebensdauer für den Zweck
eines Startrelais ausmacht). Über die Zeit gemittelt, würde in diesem
Fall nur 2 Watt Wärmeleistung von der Relaisspule abgegeben, was von
jedem Relais der Bauart RL180/12 mühelos verkraftet wird. Für die
Anwendung als Trennrelais ist so ein Wert nicht aussagekräftig.
Ob
ein Relais der Bauart RL180/12 auch einen kontinuierlichen Strom für
eine längere Zeitdauer z. B. bei einer Trennrelaisanwendung verträgt,
hängt von seiner Bauart, von den beim Bau verwendeten Materialien und
natürlich z. B. der verwendeten Spule ab. Tatsächlich gibt es auch
Hersteller, die Spulen mit höherem Widerstand anbieten, die natürlich
auch weniger Wärmeleistung produzieren, aber natürlich auch eine
geringere Kontaktfestigkeit haben und damit weniger Ladestrom verkraften
können. Meist ist es immer ein technischer Kompromiß, der von den
Herstellern gesucht wird und der sich z.T. natürlich auch im Preis
wiederspiegelt. Es ist neben der Auswahl guter Materialien das
grundsätzliche technische Paradigma zu beachten: Verbraucht die Spule zu
viel Steuerstrom, werden die Kontakte zwar gut aneinander gepreßt, so
dass auch ein hoher Laststrom nur wenig Wärme an den Kontakten
produziert, aber da die Spule allein das Gerät schon zu heiß werden
läßt, klappt eine Dauerabwendung oft nicht. -
Andererseits: wenn am
Spulenstrom durch höheren Spulenwiderstand z. B. 70 Ohm gespart wird,
wird diese zwar längst nicht so heiß, aber der Kontakt zwischen den
Relaiskontaktflächen ist dann so schwach, dass hier selbst bei mäßig
hohen Strömen soviel Wärme produziert wird, dass das Gerät eben durch
diesen Effekt geschwächt wird. Eine gute Auswahl der verwendeten
Baumaterialien und der Verarbeitung schlägt sich natürlich im Preis
nieder.
Hier nun die Fakten:
Der Hersteller Mahle (ehemals Nagares) hat für das hier angebotene Relais laut Datenblatt folgende Parameter angegeben
Nennstrom 100 Amp
maximale Zeit der Belastung mit 180 Amp: < 3 Sek
Test:
80 Amp Laststrom im intermittierenden Test: 5 Sek an/5 Sek aus/5 Sek
an/5 Sek aus usw: Ergebnis: maximal 100.000 Schaltvorgänge entspricht ca
11 Tage
Test: 80 Amp Latstrom im kontinuierlichen unterbrechungsfreiem Betrieb: Ergebnis: 100 Stunden problemlos
Test: 100 Amp Laststrom im kontinuierlichen unterbrechngsfreiem Betrieb: Ergebnis ca 1 Stunde problemlos
(Dieses letzte Testergebnis hat Mahle(ehemals Nagares) für mich ausführen lassen und ist nicht auf dem Datenblatt vermerkt)
Für fast alle Trennrelaisanwendungen im Wohnmobilbereich kann dieses Relais also bedenkenlos genutzt werden.
Nur
selten werden von Lichtmaschinen Ladeströme produziert, die 80 Amp
überschreiten. Tsatsächlich spielt in der Praxis meist noch nicht mal
die mögliche Ladeleistung der Lichtmaschine die Hauptrolle, sondern eher
die Aufnahmefähigkeit der Batterien. Batterien müssen schon ordentlich
stark dimensioniert sein, damit sie 80 Amp Ladestrom aufnehmen können.
Für viele Gelbatterien und AGM Batterien gilt sowieso, dass die
Ladestromstärke in Amp max. ein Drittel des Zahlenwertes der Kapazität
in AH betragen darf (das heißt, wenn Sie weniger als 240 Ah Gel/AGM
Batterien mit der Lichtmaschine laden wollen, dürfen Sie soweieso nur
max. 80 Amp laden. Anders sieht es z. B. aus bei offenen Blei Säure
Batterien oder gar bei Deep Cycle Batterien oder der Maxima von Exide,
die eine wesentlich höhere Ladestromstärke vertragen können und auch
tun! Wenn dann gleichzeitig noch die Lichtmaschine über 80 Amp macht,
kann dieses Relais schnell zu klein werden.
Und was ist mit den hohen Strömen im Zeitpunkt des Zusammenschaltens der beiden Batterien?
Tatsächlich
findet in der ersten kurzen Zeit, sobald die Magnetspule des Relais
über den D+ Kontakt Strom bekommt, und sich das Relais schließt ein
hoher Ausgleichssstrom zwischen beiden Batterien statt. Alledings dauert
dieser sehr hohe Strom nur sehr kurz an (< 1 Sek) da sich in der
Batterie während des Ladevorganges sehr schnell Polarisationsspannungen
aufbauen, die der angelegten Ladespanung und damit dem Stromfluß
entgegenwirken.
Diese kurzfri8stig hohen Ströme verkraftet das Relais mühelos (s.o.)
Und was ist, wenn zeitgleich mit der Batterieladung Verbraucher betrieben werden, die an der Bordbatterie angeschlossen sind?
Diese
Frage ist tatsächlich relevanter, falls der Gesamtstrom, der über die
Schaltkontakte des Relais fließt und der ja aus dem Ladestrom in die
Bordbatterie und dem Verbrauchsstrom der an dieser Batterie
angschlossenen Verbraucher besteht, größer als 80 Amp ist. Achten Sie
einfach darauf, dass diese Gesamtsumme 80 Amp unterschreitet und dann
sind Sie auf der sicheren Seite.
Und was ist wenn ich mehr als 80 Amp Ladestrom erwarte?
Wenn
Sie mehr als 80 Amp Ladestrom erwarten, empfehle ich entweder ein
größeres Relais, als das RL/180-12/MR-24 von Mahle(ehemals Nagares), von denen ich auch
welche anbieten kann, oder aber auf Trenndioden umzusteigen, die ich
hier auch bei ebay anbiete.
Aber seien Sie zunächst unbesorgt und
rechnen sich alles noch mal genau durch. Um eine Stromstärke von 80 Amp
zu erhalten, die durch das Relais fließt, brauchen Sie schon deutlich
größere Anlagen als sie herkömmlich im Wohnmobilbereich genutzt werden.
2. Der Spannungsabfall dieses Relais
Ein
häufiges Problem bei der Ladung der Bordbatterien ist dass diese
aufgrund schlechter oder unangepaßter Ladetechnik nie richtig
vollgeladen werden, sozusagen "verhungern". Das führt zum vorzeitigen
Altern derBatterie.
Schuld daran sind zumeist die Spannungsabfälle,
durch zu dünne ode zu lange Kabel, durch zu schlechte
Sicherungskontakte, durch zu schlechte Verbindungen und evtl. auch durch
zu schlechte Trennrelais verursacht.
Das hier angebotene Trennrelais
von Mahle(ehemals Nagares) hat bei 100 Amp Laststrom einen Spannungsabfall von 0,2 V
und nach längerem Betrieb von 0,3 V. Tatsächlich sind so hohe
Stromstärken von 100 Amp bei einem Betrieb in "normalen" Wohnmobilen
eher selten. Bei realistischen Stronstärken von 50 Amp reduziert sich
dieser Spanungsabfall auf Werte von 0,1 V - 0,15 V. Wenn Ihre
Lichtmaschine typischerweise je nach Fabrikat zwischen 14,2 und 14, 4 V
bereitstellt würden bei einem Ladestrom von 50 Amp also immerhin noch
zwischen 14,05 und 14,3 V ankommen. Falls Ihnen dieser Spanungsabfall
dennoch zu hoch ist (oder sie z. B. mit höheren Stromstärken laden
wollen) kann ich Ihnen auch noch andere Relais anbieten mit deutlich
niedrigeren Spannungsabfällen.
Noch einige Bemerkungen zur Notwendigkeit von Schutzdioden
Angesichts
der Tatsache, daß sehr häufig Trennrelais mit Schutzdioden in einer Art
und Weise angepriesen werden, daß mehr Wert auf die Diode als auf das
Relais gelegt wird, sind einige erklärende Worte notwendig. Im übrigen
wird der Schutzdiode eine Schutzeigenschaft bzgl. der Lichtmaschine bei
Trennrelais zugeschrieben, die physikalisch nicht haltbar ist. Generell
sind Schutzdioden zu empfehlen, sie schließen hohe Spannungsimpulse
kurz, die sich aufbauen können, wenn der Strom in der Relaisspule
schlagartig unterbrochen wird. Wenn dieses Relais - typischerweise - als
Trennrelais zwischen 2 Batterien zum Aufladen durch eine Lichtmaschine
genutzt wird, sind Extraschutzdioden nicht notwendig, da die viel
stärkeren Gleichrichterdioden der Lichtmaschine antiparalell zu der
Relaisspule geschaltet sind und daher die Schutzdiodenfunktion
übernehmen. Allerdings können sich bei schlechten Kontakten durch
abgebrannte Kohlestifte in der Lima Unterbrechungen im Erregerstromkreis
ergeben, dann entstehen hier höhere Spannungsspitzen. Nur - diese
Spannungsspitzen bekommt man bestimmt nicht durch eine direkt am
Trennrelais oder sogar im Trennrelais eingebaute Schutzdiode in den
Griff. Wenn man diesen Fehlerfall ausschließen will, muß eine
Schutzdiode antiparalell zum Erregerstromkreis liegen, und zwar ohne
durch fehlerhafte Kohlekontake unterbrochen zu werden. Und das geht nur,
wenn man sie in die Lima direkt an den Erregerspulenenden einsetzt.
Vielfach
wird auch mit der Schutznotwendigkeit der empfindlichen Bordelektronik
argumentiert. Bei der Anwendung als Trennrelais wird die Diode aber in
den Erregerstromkereis geschaltet. Die empfindliche Bordelektronik wird
aber von der Batterie gespeist, hängt also an einem anderen Stromkreis
und kann aber durch Schutzdioden, die an ein Trennrelais ( an den D+
Kreis) geschaltet sind, sowieso nicht gerettet werden.
Im übrigen
entstehen hohe Spannungsspitzen in Spulen nur durch abruptes Ändern des
Spulenstromes, z. B. durch Betätigen eines Ausschalters. Bei der
Anwendung eines Trennrelais findet eine solche abrupte Stromänderung gar
nicht statt. Da die Ladeklemmenspannung der Batterie sich während des
Ladevorgangs nur langsam ändert, ist auch das Regelverhalten des
Limareglers entsprechend langsam. Dadurch ist aber auch die geregelte
Stromänderung in der Erregerspule der Lima entsprechend langsam. Das
wiederum führt zu einer ebenso langsamen Änderung des Magnetfeldes,
welches ebenso langsam den Ladestrom und damit einhergehend die D+
Spannung ändert. Ebenso langsam ändert sich dann der Spulenstrom in dem
Trennrelais.
Die allerschnellste Stromänderung, die zu erwarten ist,
ist, wenn dor Motor abgewürgt wird, z. B durch frontales vor die Wand
fahren. Um entsprechende Stromänderungen und damit gefährliche
Spannungen zu erzeugen, müßte jedoch in diesem Fall die Riemenscheibe
der Lima innerhalb weniger Mikrosekunden von voller Fahrt auf Stillstand
gebracht werden - wohl kaum vorstellbar.
Allerdings gibt es sehr
sinnvolle Einsatzbereiche von Schuzdioden an Relais. Wichtig zum
Spannungsspitzenschutz ist ein Anwendungsfall, wenn nämlich mit diesem
Relais keine Trenn-funktion geschaltet wird, sondern Verbraucher
geschaltet werden. Weil dann
1. keine Limagleichrichterdiode die Schutzdiodenfunktion übernimmt und weil
2.
in diesem Fall die Relais-Steuerspule in der Regel im gleichen Kreis
wie die Bordelektronik hängt, ist es äußerst ratsam, Spannungsspitzen
durch plötzlich abfallende Relaisspulen - z. B. mittels Schutzdioden -
zu verhindern.
3. ich empfehle eine Schutzdiode am Relais zu nutzen, wenn der Steuerstrom nicht über die Lichtmaschine bereitgestellt wird, sondern z. B. über andere Quellen, wie z. B. D+ Simulatoren
Bild (Schutzdiode)
Schutzdiodenanschluß
(rot an +, schwarz an -)
Kabelschuhe gegen Aufpreis nach Ihrer Wahl
Die im Lieferumfang beigefügten 6 mm² Kabelschuhe(auf dem Foto
abgebildet, reichen in der Regel kaum aus, um Leitungten
anzuschliessen,die die zu erwartenden hohen Ströme bewältigen können.
Gegen folgende Aufpreise kann ich statt der kleineren M6-6 mm² Kabelschuhe die nachstehenden Kabelschuhe mit
beigefügten Schrumpfschlauchstückchen dazuliefern.
2 x M6-10 mm²........1,-€
2 x M6-16 mm²........1,-€
2 x M6-25 mm²........1,-€
2 x M6-35 mm²........2,-€
Lieferumfang
Geliefert wird:
1 Votronic D+ Simulator
1 Schutzdiode 1 Amp
1 Trennrelais von Mahle MR 24(vorherige Bezeichnung: Nagares RL/180-12), 12 Volt, 100 Amp Nennleistung
kurzfristige Belastung 180 Amp, Dauerbelastung 80 Amp.
2 Flachsteckhülsen 6,3 mm, Querschnitt 1,5 - 2,5 mm²
2 Kabelschuhe, M6, für Leitungen mit Querschnitt 6 mm²
(kann auf Wunsch gegen Aufpreis durch Kabelschuhe mit 10, 16, 25 und 35 mm² Querschnitt getauscht werden
1 Anschlußplan Bei Anschlußproblemen kann ich auch ein paar Tips geben.
Das Trennrelais und der D+ Simulator ist fabrikneu, eine Rechnung mit ausgewiesener Mehrwertsteuer liegt bei.
Mängelhaftung(Gewährleistung):
Es gilt die gesetzliche Mängelhaftung
Um das Trennrelais einzubauen, brauchen Sie kräftige Kabel zwischen
den Batteriepluspolen, (Mega-)Sicherungen und deren Halter, Kabelschuhe,
Schrumpfschlauch usw.. Entsprechendes Material finden sie (auch als
Komplettangebot mit 25 mm2 oder 35 mm2 Kabel) in meinem ebay Shop. Siehe auch folgendes Bild als Beispiel eines 25 mm2 Einbausatzes
Weitere
Infos und links zur Solartechnik, 12/24 Volt Geräte und
Batterieladetechnik, Megapulse, 12/24 Volt Energiesparlampen, 12
V-Computernetzteilen und meinen Auktionen bei ebay gibts auf der mich Seite
!!!!! Bei Direktüberweisung auf meine Bankverbindung wird eine Gutschrift in Höhe von 0,50 € gewährt! !!!!!!