Lichtmaschine Spannung erhöhen

[fangixx]

Hallo,

nachdem ich mich einige Jahre über die geringe Spannung der original (Bosch-) Lichtmaschine geärgert habe, möchte ich nachfolgend ein paar Optionen vorstellen, um dem Ding auf die Sprünge zu helfen. Als Spoiler: inzwischen leistet die Lima auch die angegebenen 120 A, sofern sie benötigt werden. Diese Leistung wird u.a. zur Ladung der LiFEYPO4-Batterien im Womo-Aufbau benötigt (ein Teil davon).

Teil 1: Austausch des Lima-Reglers
Der Regler kann recht einfach bei eingebauter Lima gewechselt werden (416 CDI).

Im ersten Versuch hatte ich mir einen Regler mit der Angabe "14,5 V" besorgt und diesen Eingebaut. Das Ergebnis war ernüchternd, denn die Spannung sackte bei hohen Außentemperaturen schnell auf unter 13,5 V ab. Die Standard-Regler scheinen anhand der Temperatur zu regeln.

Daher im zweiten Durchgang eine in diversen Foren diskutierte Variante ausprobiert und eine Diode so eingelötet, dass dem Regler eine niedrigere Spannung vorgegaukelt wird. Eine normale Diode sorgt für einen Spannungsabfall von 0,7 V, dadurch regelt der Regler dann entsprechend höher. Natürlich waren beim Einbau die Dioden/Kabel durch Schrumpfschläuche geschützt. Es sind übrigens zwei Dioden verbaut, da eine nur 5 A konnte (die Dinger hatte ich halt da), also zwei verwendet, da der Reglerstrom auch mal 10 A erreichen kann.

Regler/Diode

Das sah dann schonmal besser aus, allerdings würde sich dadurch bei geladenen Batterien die Spannung auf mehr als 14,5 V aufbauen können, dies kann dann die Batterie kochen.

Teil 2: Einbau Sterling Hochleistungsregler
Nun wurde es etwas umfangreicher. Dieser Regler wird zusätzlich an die Lima angeschlossen und speist einen weiteren Strom in die Lima ein, um die Spannung auf einen definierten Wert zu erhöhen. Diese Spannung kann an einem beliebigen Punkt gemessen werden, dies wird i.d.R. die Batterie sein. Es sind mehrere Batterietypen einstellbar, der Regler ist "intelligent" und wirkt wie ein IUoU-Ladegerät.

Neben dem Verlegen der Kabel ist das Anschließen kein grundsätzliches Hexenwerk. Einzige Ausnahme ist der Anschluß an dem originalen Lima-Regler. Der Grund: es muß ein Kabel an die Schleifkohlen angelötet werden. Diese sind bei den Reglern jedoch im Gehäuse vergossen. Ausnahme scheint ein Regler von Hitachi zu sein, bei dem man das Kabel an einer Kontaktfläche einfach anlöten kann. Der Regler kostet ca. 30 EUR, man hat dann gleich noch einen neuen Regler...

Regler/Sterling

Das Teil ist richtig cool, die Lima generiert nun stabil eine Spannung von 14,3 V an der Batterie (am Generator normal +0,3 V, je nach Last). Mit dem Zangen-Amperemeter habe ich dabei Ströme von fast 120 A gemessen, als sowohl die Starter-Batterie, als auch der Triebkopf (Licht, ...) und der Womo-Akku geladen wurden.

Ich kann gerne noch ein paar Bilder machen und hier reinstellen, sofern Interesse besteht.

[Fachmann]

Wieso sucht man nicht einfach mal warum der Spannungsabfall da ist? Behebt den Fehler und gut ist?

[fangixx]

Kein besonders hoher Spannungsabfall auf den Kabeln, sondern Eigenschaften der Lima!

[Sprinter_213_CDI]

Moin fangixx
Ein interessantes Thema, vielen Dank.
Ich hätte gerne mehr Bilder vom Umbau auf den Hitachi-Regler ( Link ? ) gesehen - Danke.

Noch eine Frage zum löten an dem Regler.
So ein Lot schmilzt ja schon ab 200°C. Kann sich bei den Temperaturen an der Lima ( Sommer, Dauerbetrieb, Last, etc. ) diese Lötstelle lösen?

Vielen Dank - Holger
( ich bin nicht von einer schwachen Lima betroffen )

[joethesprinter]

Was fährst du denn für eine Starterbatterie? Die sieht im Zweifelsfall ja noch höhere Spannungen durch die Dimension der Kabel...

[fangixx]

Was fährst du denn für eine Starterbatterie? Die sieht im Zweifelsfall ja noch höhere Spannungen durch die Dimension der Kabel...

Der zusätzliche Regler misst die Spannung an der Batterie und regelt die Spannung an der Lima so, dass dort die gewünschte Spannung anliegt. Die Batterie wird dann optimal voll geladen.

Ich hatte in der Vergangenheit bereits ein zusätzliches, dickes Kabel von der Lima zur Batterie gelegt, um die Spannungsverluste zu reduzieren.

Die Batterie ist eine normale Blei/Säure, geschlossen von 100 oder 120 Ah. Da die Lima max. 120 A generiert, ist der Strom nach oben begrenzt.

[fangixx]

Noch eine Frage zum löten an dem Regler.
So ein Lot schmilzt ja schon ab 200°C. Kann sich bei den Temperaturen an der Lima ( Sommer, Dauerbetrieb, Last, etc. ) diese Lötstelle lösen?

Habe bei warmem Wetter gemessen ca 90°C an der Lima. 200°C sollte die nicht erreichen, sonst raucht sie vermutlich einfach ab. In der Lima sind ja u.a. Dioden verbaut, die dürften auch gelötet sein. Die zusätzliche Lötstelle ist außerhalb der Lima und dadurch am ehesten gekühlt.

Bilder kommen noch bei Gelegenheit!

[BOSS]

So wie im Bericht beschrieben, angefangen mit Parallelschaltung von zwei Dioden um deren Leistung zu verdoppeln (was eigentlich nicht funktioniert), ist das alles nicht optimal!?
Wenn von zusätzlichen Hitachi Regler die Rede ist, den kann man nur verwenden um Ladespannung im allgemein zu erhöhen. Was eigentlich benötigt wird, sind zwei verschiedene Spannungen die separat geregelt werden, um Starter- bzw. Bordbatterien gleichzeitig laden zu können. Hier ist das nicht gegeben!?
Im beschriebenem Fall, Hitachi Regler misst die Spannung an die Bordbatterie, der in diesem Moment wesentlich tiefer liegt als Spannung an der Starterbatterie. Spannung wird dadurch erhöht um Spannungsbedarf der LiFeYPO4 zu befriedigen, aber gleichzeitig leidet die Starterbatterie!? Die wird weiter voll mit 14,3V geladen, trotz dass die schon längst voll geladen ist. Wie gesund das für die Batterie ist, wird sich schon mit der Zeit zeigen!?
Wenn der Hitachi Regler aber Spannung an die Starterbatterie messen würde, Starterbatterie wird damit geschont, aber gleichzeitig Ladespannung an die LiFeYPO4 wird nicht ausreichend um die voll laden zu können!? So läuft alles im Kreis.
Man kann das bißchen ausgleichen in dem eine AGM Batterie als Starterbatterie einsetzt, da die höhere Ladespannungen braucht und verträgt, aber auch nicht unbegrenzt lange.
Problem liegt einfach daran, dass sich die Starterbatterie nach dem Start ganz schnell wieder erholt. Spannung steigt und Laderegler drosselt die Spannung runter, unabhängig von momentane Temperatur. Ergebnis ist, dass die LiFeYPO4 nicht geladen wird, weil Ladespannung für die zu niedrig ist.
Egal wie man dreht, es gibt immer ein Problem und zwar, dass die Starterbatterie überladen wird, oder die LiFeYPO4 Zellen nicht voll geladen werden!?
Ein Ladebooster (der richtig Geld kostet), könnte dabei helfen.
Ich habe sehr lange damit experimentiert und mich am Ende für eine zweite Lichtmaschine entschieden. Kleiner Eingriff im Laderegler und ein digitaler Steuerung des LiFeYPO4 Ladevorgangs sind dafür notwendig. Das funktioniert bei mir seit einigen Jahren schon, absolut perfekt. Die 400Ah Winston LiFeYPO4 werden seitdem immer voll geladen.

Gruß Gordan

[joethesprinter]

Genau. Das Problem ist zwei verschiedene Chemien an einem Laderegler.
Sinnvoll wäre auch die Starterbatterie auf Lithium (kann ja eine ganz kleine sein). Die hätte dann auch ein eigenes BMS mit entsprechendem Schutz gegen das Überladen.

[fangixx]

Hi,

zum Setup: es ist seit 8 Jahren ein Votronic 45 A Booster verbaut. Aufgrund der geringen Lima-Spannung wurde aber weder sie Starter-Batterie, voll geladen, noch kam beim Booster eine ausreichende Spannung an, damit dieser voll arbeiten konnte. Ausreichend dimensionierte Ladekabel sind vorhanden.

Noch zur Klärung:
- Der Hitachi ersetzt den originalen Laderegler der Bosch Lima
- Zusätzlich ist ein Sterling-Regler verbaut

Wer die Ladekurven und -zeiten von Blei-Starerbatterien kennt, weiß, das diese lange Ladezeiten benötigen - eben bei bis zu 14,3 V. Sonst werden die nicht voll. Überladen wird da nichts, der Ladestrom (gemessen) nähert sich dann 0 A, was aber ewig dauert. Dann schaltet der Sterling Regler die Spannung runter auf Erhaltungsladung (13,8 V oder so).

Ich berichte gerne hier weiter, was passiert und ob es Probleme mit der Starter-Batterie gibt. Das System hat noch nie besser funktioniert und eine 2. Lima ist zwar toll, aber halt völlig unnötig.

[fangixx]

So wie im Bericht beschrieben, angefangen mit Parallelschaltung von zwei Dioden um deren Leistung zu verdoppeln (was eigentlich nicht funktioniert), ist das alles nicht optimal!?

Deshalb ist diese Lösung auch nicht mehr im Einsatz. Hätte das funktioniert, dann käme eine richtig dimensionierte Diode zum Einsatz, die ich aber halt nicht zum Ausprobieren in der Schublade hatte.

Wenn von zusätzlichen Hitachi Regler die Rede ist, den kann man nur verwenden um Ladespannung im allgemein zu erhöhen. Was eigentlich benötigt wird, sind zwei verschiedene Spannungen die separat geregelt werden, um Starter- bzw. Bordbatterien gleichzeitig laden zu können. Hier ist das nicht gegeben!?

Doch: Sterling für STARTER-Batterie und Booster für BORD-Batterie. Jede Batterie bekommt exakt die richtige Behandlung.

Im beschriebenem Fall, Hitachi Regler misst die Spannung an die Bordbatterie, der in diesem Moment wesentlich tiefer liegt als Spannung an der Starterbatterie.

Nein. STERLING mißt an der STARTER-Batterie und von dort zieht der Booster Leistung zur Ladung der BORD-Batterie

[fangixx]

Ich hätte gerne mehr Bilder vom Umbau auf den Hitachi-Regler ( Link ? ) gesehen - Danke.

Der Regler: HITACHI 130580

[Erik]

Danke für den Bericht! Darüber hatte ich mir auch schon Gedanken gemacht, denn meine 150A-Lichtmaschine liefert nur 14,0 V, aber sämtliche Akkus sind bei mir vom Typ AGM und die brauchen eigentlich 14,8 V Ladespannung, sonst werden die nie 100% voll und halten auch nicht so lange.

Also hab ich das richtig verstanden: Man muss einen anderen Regler verbauen und braucht zusätzlich zwingend diesen Sterling Laderegler? Könnte ich vielleicht einfach einen passenden Regler suchen, der 14,8 V liefert? (Falls es so etwas gibt)

[BOSS]

........Das System hat noch nie besser funktioniert und eine 2. Lima ist zwar toll, aber halt völlig unnötig.

Ja, das glaube ich dir voll und ganz, weil du was besseres nicht kennst!?
Wenn der Möglichkeit besteht, eine zweite LiMa 90A oder 120A einzubauen,
die nur für LiFeYPO4 zu Verfügung steht, ist das beste in so einem Fall.
Über Sterling Regler brauchst du nichts zu erzehlen, weil ich die alle gut kenne.
Du sollst aber weiter machen. Übung macht den Meister.

Gruß Gordan

[fangixx]

Du sollst aber weiter machen. Übung macht den Meister.

Da hast Du Recht! Wir tauschen uns über unsere Erfahrungen aus und ich habe hier schon viel gelernt.