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Stories & Erfahrungsberichte

OEMplus klärt auf: moderne Batterieladesysteme bringen Probleme im Kfz

Die Lichtmaschine soll die Batterien (Starterbatterie und Bordbatterie) während der Fahrt aufladen – das ist die übliche Vorgehensweise und eine allbekannte Annahme. Doch bei modernen Motoren, vor allem seit der Einführung der Euro 6 Norm, gilt das immer weniger. Warum ist das so und was haben moderne Batterieladesysteme damit zu tun?
In einem Versuch nach einer Teststrecke von über 500 Kilometern zeigte die Kontrollmessung einen niedrigeren Ladezustand der Batterien an, als vor Antritt der Fahrt. „Wie kann so etwas möglich sein?“ Solche und ähnliche Fragen tauchen in sozialen Medien häufig auf und verwirren.

Batterie-Management-Systeme (BMS) sorgen für Wirrwarr im KfZ

 

In den meisten Fällen handelt es sich um Reisemobile, Wohnmobile oder umgerüstete Offroad-taugliche Fahrzeuge auf Basis von aktuellen Euro-6-Motoren mit sogenannten Batterie-Management-Systemen (BMS). Der Land Rover Discovery gehört ebenfalls zu dieser Art von Fahrzeugen mit BMS, „Smartcharge“ oder „intelligenter Lichtmaschine“, auch wenn bei älteren Modellen keine Euro 6 erreicht wird. Im vermutlich guten Bemühungen die immer strenger werdenden Abgasnormen und Verbrauchsvorgaben  zu erfüllen, versuchen die KfZ-Hersteller kleine und kleinste Energieeinsparpotenziale zu nutzen. Moderne Lichtmaschinen werden somit nur noch dann zur Energiegewinnung hinzu geschaltet, wenn sie unbedingt benötigt werden. Das Batterieladesystem schliesst über die zahlreichen elektronischen Helfer Umgebungstemperatur oder laufende Verbraucher mit ein.
Ähnlich wie beim Zug gibt es Systeme, die die beim Bremsen entstehende, frei werdende, Energie nutzen. Dabei wird die Lichtmaschine punktuell zugeschaltet, um möglichst viel Energie in die Starterbatterie zu laden. Damit die Batterie dafür Kapazität frei hat, wird sie in der Übrigen Zeit nur auf etwa 80 Prozent geladen.
Dies hat negative Folgen für die Bordbatterie, also die zweite Batterie, die ebenfalls nur kurze Ladephasen mit stark schwankender Spannung abbekommt. Aus eigener Erfahrung kann berichtet werden, dass wenn die Bordbatterie bei Fahrtbeginn mehr gefüllt ist als die Starterbatterie, fliesst Ladestrom von der zweiten Batterie zur Starterbatterie oder vom Aufbau ins Basisfahrzeug – mit dem zuvor beschriebenen Ergebnis.

Ein Test von Hymer an der ML-T-Baureihe belegt den negativen Batterie-Effekt

 

Messungen vom Wohnmobilhersteller Hymer an Fahrzeugen der ML-T-Baureihe belegen ebenfalls diese Effekte.“Wir bauen seit Modelljahr 2017 darum serienmäßig Ladebooster in alle Modelle auf Mercedes Sprinter ein – für ältere gibt es ein Nachrüstkit“, erklärt Geschäftsführer Bernhard Kibler. Diesem Vorgehen folgen auch andere Aus- und Aufbauer, die auf den Mercedes Benz Sprinter setzen. Dieser ist der erste Transporter der 3,5t Klasse gewesen, der mit Euro-6-Motoren angeboten wurde und arbeitet – wie in der ganzen Mercedes Flotte – mit einem weitreichenden BMS.
„Wir haben uns bei der Umstellung auf Euro-6-Motoren beim Ducato ganz bewusst gegen eine intelligente Lichtmaschine entschieden“, sagt Bernd Wachtel, Fiat-Ansprechpartner für die Aufbauhersteller, im Gespräch. Das erklärt, warum beim wichtigsten Basisfahrzeug der Wohnmobil-Welt bislang keine erhöhte Ladeproblematik auftritt. Ob dieses Vorgehen auch die nächste Verschärfung der Euro-Norm noch möglich ist, bleibt offen.

Unterstützung für das „intelligente“ Batterieladesystem

Ob die oben beschriebenen Booster oder Ladewandler, die im Wohnmobil-Bereich angewendet werden, wirklich etwas bringen, sei dahin gestellt. Sie ziehen gezielt Strom aus der Starterbatterie ab und signalisieren der Lichtmaschine damit Nachladebedarf. So wird die Lichtmaschine zusätzlich hinters Licht geführt und der Zusatzbatterie bringt das auch nichts. Sinnvoller als die Booster sind Stromstossrelais, die im Bordnetz integriert sind und zusammen mit dem BMS und dem Batterieladesystem arbeiten. Sie geben dann Strom ab, wenn dieser benötigt wird und verhindern auch einen Ablauf des Stroms – von der Bordbatterie an die Starterbatterie – wenn gewollt. OEMplus entwickelt nicht nur für Land Rover Discovery solche Systeme und Kabelsätze, sondern auch für andere Fahrzeuge. Neben einer sauberen Verkabelung und Sicherung steht dem Fahrspass nichts mehr im Wege.
OEmplus Stromverteiler Kofferraum
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Umbauten

Fast am Ziel: Fahrzeugelektronik, ohne sie geht nichts – Teil 4

In diesem Teil der Entwicklungsgeschichte unseres Land Rover Discovery geht es primär um Fahrzeugelektronik. Den Start des Umbaus ist im ersten Teil zu finden.

Die Fahrzeugelektronik und ihre Tücken

Dass Fahrzeuge mit immer mehr Elektrik vollgestopft werden, ist ein offenes Geheimnis. Immer mehr elektronische Helfer unterstützen uns Fahrer. Genau das macht das Fahren angenehm, birgt aber auch Hindernisse und Hürden, die bei anderen „klassischen“ Fahrzeugen, die sonst im Offroad-Bereich umgebaut werden, nicht auftreten. Dies Fahrzeuge sind von der Fahrzeugelektronik aus, einfacher gehalten.
Jedem Offroader ist „IBS“ – Intelligent Battery System – ein Begriff. Das Hauptaugenmerk sollte auf dem Wort intelligent liegen, ist es aber nicht. Diese Technologie ist für den Stand der Fahrzeuge vor Discovery 3/4 ausgelegt und nicht für neuere Fahrzeuge. Mit dem Einbau einer zweiten Batterie und dem IBS fing im Fall von unserem Lord Vader der Spass erst an. Als ich meinem Vater (einem sehr versierten Schrauber) den Schaltplan zeigte, meinte er sofort, dass das nicht funktionieren kann und so kam es auch!
Ständig eine leere Batterie liessen auf einen unbekannten Verbraucher im Bordnetz vermuten. Der einzig neue Verbraucher ist die Seilwinde gewesen. Diese wurde abgeklemmt und immer noch ist die Batterie leer gewesen. Dass die Horntools Seilwinde durch ihre „intelligente“ Bauform des Anschlusses für die manuellen Steuerung ebenfalls einen Kriechstrom zuliess, ist kein schöner Fakt, aber Tatsache, der zu einem späteren Zeitpunkt optimiert wird.

Was ist also das Problem?

Neuere Fahrzeuge verfügen über ein so genanntes Batteriemanagementsystem (BMS), welches im Regelbetrieb (mit laufendem Motor) die Verbraucher kontrolliert und im Ruhezustand eine Ruhespannung von 0.5 A, auch für verschiedene Assistenzsystem (Regulierung Luftfahrwerk, Überwachung etc.), aufweist. Das IBS, welches in regelmässigen Abständen anfragt, ob genügen Spannung zwischen den Batterien vorhanden ist, tut dies auch bei ausgeschaltetem Motor. Dabei wird zudem das BMS und die gesamte Fahrzeugelektronik in Betrieb genommen. Somit sind alle Verbraucher, wie z.B. Steuergeräte, für 20 Minuten aktiv, bevor sie sich wieder abschalten. Das Ergebnis ist selbsterklärend: Im Standbetrieb, bei ausgeschaltetem Motor, liegt der Verbrauch über der Ruhespannung und da sich beide Batterien von der Spannung her ausgleichen, saugen sie sich gegenseitig leer. Vielen Dank IBS!

Probleme mit der Fahrzeugelektronik beheben

Der o.g. Vorgang beschränkt sich aber nicht nur auf die Fahrzeugelektronik des Land Rover Discovery sondern gilt stellvertretend für alle modernen Fahrzeuge mit BMS. Eine Abhilfe kann ein wirklich intelligenter Mechaniker mit einem Stromstossrelais schaffen, welches im Kreislauf des BMS eingebunden ist und mit ihm zusammen arbeitet. Nach ca. einem Jahr mit angeblichen Batterieproblemen, kaputter Batterie, etc. wurden wir bei bei OEMplus fündig und uns konnte endlich geholfen werden. Solche Stromstossrelais sind unabhängig der Fahrzeugmarke bei OEMplus erhältlich.
Im Fahrzeugelektronik-Bereich gehören ebenso Zusatzscheinwerfer. Konnte man früher noch den Geberstrom vom Fernlicht abzweigen, geht das bei neueren Fahrzeugen nicht mehr. Zusatzscheinwerfer müssen wie viele andere Änderungen auch programmiert und mit extra Kabelsätzen angeschlossen werden. Innerhalb des Windschilds unseres Prospeed Dachträgers wurde eine Lazer Lamp T24 verbaut. Angeschlossen mit einem extra entwickelten Kabelsatz von OEMplus wurde ein Taster in den Dachhimmel neben der Innenbeleuchtung installiert. Der Taster schaltet den Lichtbalken entweder zusammen mit dem Fernlicht oder konstant als Arbeitslicht.