Alle drei Bauarten lösen dieselbe Aufgabe — zwei Batteriekreise aus einer Quelle laden — auf drei grundverschiedene Arten. Die Wahl fällt nicht über den Preis, sondern über zwei Fragen: Haben beide Batterie-Bänke dieselbe Ladekennlinie, und kommt die Ladespannung am Ziel noch an?
Die drei Bauarten
| Bauart | Funktionsweise | Vorteil | Grenze |
|---|---|---|---|
| Trennrelais | verbindet beide Kreise, sobald Ladespannung anliegt | einfach, günstig, praktisch verlustfrei | beide Batterie-Bänke sehen dieselbe Spannung |
| Trenndiode | lässt Strom nur in eine Richtung durch | keine beweglichen Teile | Spannungsverlust an der Diode |
| Ladewandler | entkoppelt und erzeugt eine eigene Kennlinie | unterschiedliche Technologien möglich, Verluste ausgeglichen | teurer, braucht Platz und Auslegung |
Ladewandler, Ladebooster und Batterie-zu-Batterie-Ladegerät bezeichnen dieselbe Bauart. Der Name „Booster“ beschreibt nur den häufigsten Anwendungsfall: aus einer zu niedrigen Spannung eine ausreichend hohe zu machen.
Wann ein Trennrelais genügt
Das Trennrelais ist die richtige Wahl, wenn drei Bedingungen zusammenkommen: Beide Batterie-Bänke haben dieselbe Technologie, die Leitung zwischen ihnen ist kurz und ausreichend dimensioniert, und die Ladequelle liefert eine Kennlinie, die zu beiden passt.
Das ist der klassische Fall Bleistarter plus Bleiverbraucher. Das Relais schließt, sobald geladen wird, und trennt wieder, wenn die Ladung endet — so kann die Verbraucherbatterie-Bank die Starterbatterie nicht leeren. Verlustleistung entsteht praktisch keine, weil der geschlossene Kontakt ein durchgehender Leiter ist.
Zu beachten ist die Auslegung auf den Strom: Ein Relais, das zwischen zwei großen Batterie-Bänken sitzt, sieht beim Zusammenschalten hohe Ausgleichsströme. Die Schaltleistung muss dazu passen, und die Leitung ebenso.
Warum die Trenndiode selten die Antwort ist
An einer Diode fällt Spannung ab, und diese Spannung fehlt der Batterie am Ende der Leitung. Bei einer Ladespannung, die ohnehin knapp bemessen ist, entscheidet dieser Abfall darüber, ob die Batterie-Bank je voll wird. Kompensieren lässt sich das nur, indem die Ladequelle entsprechend höher regelt — was wiederum eine Regelung voraussetzt, die das kann.
In Bestandsanlagen ist die Trenndiode häufig die Ursache dafür, dass eine Batterie-Bank chronisch bei 80 Prozent stehen bleibt, ohne dass jemand einen Fehler findet.
Wann ein Ladewandler nötig wird
Der Ladewandler ist die einzige Bauart, die eine eigene Ladekennlinie erzeugt. Damit löst er vier Probleme, an denen Relais und Diode scheitern:
- Unterschiedliche Technologien. Bleistarter und Lithiumversorger in einem System — der Wandler lädt jede Seite mit der für sie richtigen Kennlinie.
- Lange Leitungen. Was auf dem Weg an Spannung verlorengeht, holt der Wandler wieder auf.
- Geregelte Lichtmaschinen. Moderne Motoren senken die Ladespannung nach kurzer Zeit ab und erzeugen im Schubbetrieb Spitzen. Der Wandler glättet beides zu einer sauberen Kennlinie.
- Andere Spannungsebene. Aus einem 12-Volt-Bordnetz eine 24-Volt-Batterie-Bank laden, ohne eine zweite Lichtmaschine zu verbauen.
Ein weiterer, oft entscheidender Punkt: Der Wandler entkoppelt die Lichtmaschine von der Lithiumbatterie-Bank. Trennt deren Batteriemanagement unter Last, sieht die Lichtmaschine weiterhin die Bleibatterie auf der Eingangsseite — der Lastabwurf fällt aus.
Den Ladewandler auslegen
Die größte Variante ist selten die richtige. Maßgeblich sind drei Grenzen, und die kleinste gewinnt.
- Was die Lichtmaschine dauerhaft liefern kann. Ein Wandler, der 60 Ampere zieht, während die Serienlichtmaschine 40 liefert, betreibt sie am Anschlag — mit entsprechender Erwärmung.
- Was die Leitung verträgt. Eingangs- und Ausgangsleitung müssen für den vollen Strom ausgelegt und abgesichert sein, jeweils nahe an der Batterie.
- Was die Zielbatterie aufnehmen darf. Bei Blei begrenzt die Ladeakzeptanz, bei LiFePO4 meist erst die Leitung.
HinweisGeräte mit einstellbarer Strombegrenzung entschärfen die erste und zweite Grenze: Man wählt die Baugröße nach der Zielbatterie und begrenzt den Strom auf das, was Lichtmaschine und Leitung hergeben. Ein Softstart hilft zusätzlich, weil der Riemen nicht schlagartig belastet wird.
Die Entscheidung in vier Fragen
- Haben beide Batterie-Bänke dieselbe Technologie? Wenn nein: Ladewandler.
- Ist die Leitung lang oder knapp dimensioniert? Wenn ja: Ladewandler.
- Regelt die Lichtmaschine die Spannung nach kurzer Zeit herunter? Wenn ja: Ladewandler.
- Sonst: Trennrelais, passend zur Stromstärke ausgelegt.
Absicherung nicht vergessen
Beide Bauarten liegen im Hauptstrompfad zwischen zwei Batterien. Das heißt: Jede Leitung braucht eine eigene Sicherung, und zwar an dem Ende, an dem die Batterie sitzt — bei einer Verbindung zwischen zwei Batterie-Bänken also an beiden Enden. Eine Sicherung in der Mitte schützt nur die Hälfte der Leitung.
Typische Fehler
- Trennrelais bei gemischten Technologien. Eine der beiden Batterie-Bänke wird dauerhaft falsch geladen.
- Ladewandler zu groß gewählt. Er zieht mehr, als Lichtmaschine und Leitung hergeben.
- Nur ein Ende abgesichert. Die Leitung ist eine Verbindung zwischen zwei Quellen — beide Enden können speisen.
- Kennlinie nicht eingestellt. Ein Wandler mit Werkseinstellung für Blei lädt eine Lithiumbatterie-Bank nicht voll.
- Trenndiode im Bestand übersehen. Erklärt viele Fälle chronischer Teilladung.
