5. Automatische Motorabschaltungserkennung
Der Mechanismus zur Motorabschaltungserkennung vereinfacht Ihr -System, indem er erkennt, ob der Motor läuft, ohne zusätzliche Schalter oder Sensoren zu verdrahten. Die werkseitige Standardeinstellung funktioniert mit den meisten konventionellen und intelligenten Lichtmaschinen, kann aber mit der VictronConnect App neu konfiguriert werden.
Die Erkennung wird durch die Spannung der Lichtmaschine bestimmt. Konventionelle Lichtmaschinen erzeugen eine feste Spannung (d. h. 14 V), während die Spannung intelligenter Lichtmaschinen zwischen 12,5 V und 15 V (bei einem 12-V-System) variieren kann. Intelligente Lichtmaschinen in einem regenerativen Bremssystem weisen oft große Spannungsschwankungen auf.
Die Motorabschaltungserkennung ist nur im Lademodus aktiv. Die Eigenschaft kann wie im Abschnitt Einrichtung der Motorabschaltungserkennung mit VictronConnect beschrieben konfiguriert, deaktiviert und wieder aktiviert werden. Im Stromversorgungsmodus bestimmt die Eingangsspannungssperre, wann der Ausgang aktiv ist.
In Installationen, in denen die Spannung der Lichtmaschine nicht ausreicht, um die Erkennung zu ermöglichen, kann stattdessen ein externes Motorlaufsignal verwendet werden; siehe Abschnitt Verwendung eines externen Motorlaufsignals.
Anmerkung
Die Motorabschaltungserkennung wird ab der Softwareversion v1.05 aktualisiert.
5.1. Funktionsweise
Die folgende Vorgehensweise beschreibt die Funktionsweise der Motorabschaltungserkennung.
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Abbildung 8: Motorabschaltungserkennungssequenz
0 → 1: Wenn der Motor läuft, wird die Spannung der Lichtmaschine ansteigen. Wenn Vstarter > Vstart, wird das Aufladen aktiviert.
1 → 2: Der Eingangsstrom erzeugt eine Spannung über dem Eingangskabel (Vcable); diese Spannung reduziert die vom Ladegerät gemessene Spannung (VIN). Wenn VIN > Vshutdown, arbeitet das Ladegerät mit Imax.
2 → 3: Falls VIN ≤ Vshutdown ist, wird der Ladestrom reduziert, um zu verhindern, dass VIN unter Vshutdown fällt.
3 → 4: Falls VIN < Vshutdown für länger als 1 Minute (tshutdown) ist, wird „Motor aus“ festgestellt und das Aufladen wird deaktiviert. Falls VIN > Vshutdown ist, bevor tshutdown abläuft, bleibt das Laden aktiviert.
4 → 5: Falls Vstart(delay) < VIN < Vstart wird das Laden nach tstart delay (konfigurierbar) aktiviert.
5.2. Einrichtung der Motorabschaltungserkennung mit VictronConnect
Öffnen Sie VictronConnect und drücken Sie das Zahnradsymbol 
, um die Einstellungen aufzurufen.
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Abbildung 9: Einrichtungsmenü für die Motorabschaltungserkennung
Die folgenden Einstellungen können mit VictronConnect geändert werden:
Hinweis
Die angezeigten Standardwerte gelten für Modelle mit 12-V-Eingang. Diese Werte werden basierend auf der Spannung des Modells skaliert. Bei Modellen mit 24-V-Eingang sollten die Standardwerte im Handbuch beispielsweise mit 2 und bei Modellen mit 48-V-Eingang mit 4 multipliziert werden.
Motorabschaltungserkennung aktiviert: Die Motorabschaltungserkennung ist standardmäßig immer aktiviert, wenn der Ladegerätmodus ausgewählt ist. Wird sie vom Benutzer deaktiviert oder der Stromversorgungsmodus ausgewählt, wird davon ausgegangen, dass der Motor läuft, sodass keine Abschaltungserkennung stattfindet. Lassen Sie die Motorabschaltungserkennung aktiviert, wenn ein externes Motorlaufsignal angeschlossen ist: Das Signal erzwingt lediglich den Ladevorgang und durch Deaktivieren der Erkennung lädt das Ladegerät fortlaufend, unabhängig vom Signal. Siehe Abschnitt Verwendung eines externen Motorlaufsignals.
Lichtmaschinentyp: Der Lichtmaschinentyp kann zwischen „Intelligente Lichtmaschine“, „Reguläre Lichtmaschine“ und „Benutzerdefiniert“ gewählt werden. Wenn die Option „Intelligente Lichtmaschine“ ausgewählt ist, werden die Standardwerte für die intelligente Lichtmaschine für die Einstellungen der Motorabschaltungserkennung übernommen. Das Gleiche geschieht, wenn die Option „Reguläre Lichtmaschine“ ausgewählt ist. Falls eine der Einstellungen von den Standardwerten der letzten beiden Optionen abweicht, wird die Option „Benutzerdefiniert“ ausgewählt. Standardeinstellung: „Intelligente Lichtmaschine“.
Anlaufspannung (Vstart): Bei dieser Stufe beginnt der Ladevorgang sofort.
Verzögerte Anlaufspannung (Vstart(delay)): Intelligente Lichtmaschinen können eine niedrigere Spannung erzeugen, wenn der Motor läuft, daher ist für diese Systeme ein niedrigeres Startniveau erforderlich. Um sicherzustellen, dass die Starterbatterie nach dem Anlassen des Motors wieder aufgeladen wird, wird der Ladevorgang der Hilfsbatterie in diesem Zustand verzögert. Die beim Starten verbrauchte Energie muss wieder zugeführt werden, damit die Starterbatterie richtig geladen bleibt.
Verzögerte Anlaufspannungsverzögerung (tstart delay): Wiederaufladezeit für die Starterbatterie während des Startniveaus (verzögert). Beispiel: Wenn der Anlasser für 5 Sekunden 150 A zieht, um den Motor zu starten, werden etwa ~0,2 Ah aus der Starterbatterie gezogen. Falls die Lichtmaschine im Leerlauf des Motors nur 20 A erzeugen kann, dauert es 150 A/20 A x 5 Sek. =37,5 Sek., um die Starterbatterie wieder aufzuladen.
Abschaltspannung (Vshutdown): Dieses Niveau entspricht einem ausgeschalteten Motor. Dies hält die Starterbatterie voll geladen und bietet eine Hysterese in Bezug auf das Startniveau. Die Hysterese muss groß genug sein, um zu verhindern, dass VIN auf Vshutdown abfällt, was zu einer Reduzierung des Ladestroms führen würde. Maßnahmen werden ergriffen, nachdem tshutdown abgelaufen ist (1 Minute); dies ermöglicht das Laden während vorübergehender Unterspannungsbedingungen.
Die Standardwerte hängen vom ausgewählten Lichtmaschinentyp ab. Die Werte gelten für die Modelle mit 12 V, 24 V bzw. 48 V Eingangsspannung.
Einstellung | Intelligente Lichtmaschine | Herkömmliche Lichtmaschine |
Anlaufspannung (Vstart) | 14 V / 28 V / 56 V | 14 V / 28 V / 56 V |
Verzögerte Anlaufspannung (Vstart(delay)) | 13,3 V / 26,6 V / 53,2 V | 13,8 V / 27,6 V / 55,2 V |
Verzögerte Anlaufspannungsverzögerung (tstart delay) | 120s | 120s |
Abschaltspannung (Vshutdown) | 13,1 V / 26,2 V / 52,4 V | 13,5 V / 27 V / 54 V |
Bereich für Motorstart-/abschaltstufen:
12|12; 12|24; 12|48: 8 bis 17 V
24|12; 24|24; 24|48: 16 bis 35 V
48|12; 48|24; 48|48: 32 bis 68 V
Eingangsspannungssperre einrichten: Die Eingangsspannungssperre ist das Mindestniveau, bei dem das Laden erlaubt ist; unterhalb dieses Niveaus stoppt das Laden sofort. Standardeinstellung (im Lademodus): Sperrung: 12,5 V / Neustart: 12,8 V. Standardeinstellung (im Stromversorgungsmodus): Sperrung: 10,5 V / Neustart: 12 V.
Warnung
Wenn „Zwangsladen“ aktiviert ist, wird Strom von der Starterbatterie entnommen, wenn der Motor nicht läuft. Eine sehr niedrige Einstellung der Sperrstufe kann zu einer entladenen Starterbatterie führen.
Zur Einrichtung der Eingangsspannungssperre sind zwei Kriterien wichtig:
Mindestspannung der Lichtmaschine: Eine intelligente Lichtmaschine kann bei sehr niedriger Lichtmaschinenspannung (<12,5 V) arbeiten, z. B. wenn das Fahrzeug beschleunigt. Diese niedrige Spannung ist während des tshutdown erlaubt, wie in der „Motorabschaltungserkennungssequenz“ 3→4 gezeigt. Wenn das Laden während dieses Zeitraums aktiviert bleiben muss, muss das Sperrniveau mindestens unterhalb der Mindestspannung der Lichtmaschine eingestellt werden.
Hinweis
Wenn die Niederspannungsperiode tshutdown überschreitet, wird der Ladevorgang bei der Motorabschaltungserkennung deaktiviert.
Spannungsabfall über das Eingangskabel: Wie in „Motorabschaltungserkennungssequenz 1→3“ zu sehen, wird VIN durch Vcable abgesenkt. Wenn die Spannung der Lichtmaschine schnell abfällt (intelligente Lichtmaschine), benötigt die Laderegelung einige Zeit, um den Ladestrom zu reduzieren und VIN auf Vshutdown zu halten. Während dieser Zeit darf Vcable die Spannungssperre nicht auslösen. Der Sperrwert sollte daher sein: Vlock-out ≤ Vshutdown – Vcable.
Beispiel: Berechnen Sie den Spannungsabfall der Eingangsleitung:
Abstand zwischen Starterbatterie und Ladegerät: 5 m
Vshutdown= 13,1 V. Empfohlene Drahtstärke: 16 mm2
Kabelwiderstand: ~1,1 mΩ/m @20 °C, also Rcable = 1,1 mΩ x 10 m (2 x 5 m) = 11 mΩ.
Ein 12|12-30 A Smart Charger zieht bei voller Auslastung ca. 35 A aus dem Eingang, resultierend in:
Vcable = 11 mΩ x 35 A = 385 mV.
Vlock-out ≤ Vshutdown – Vcable = 13,3 V – 385 mV ≈ 12,9 V.
Hinweis
Kabelanschlüsse, externe Sicherungen, Temperatur usw. beeinflussen den Gesamtwiderstand des Kabels.
5.3. Einrichtung für Euro-6-Fahrzeuge
Euro-6-Fahrzeuge verfügen über eine intelligente Lichtmaschine, die vom Fahrzeug gesteuert wird. Während der Fahrt entscheidet das Steuerungssystem der Lichtmaschine anhand des Strombedarfs des Fahrzeugs und der Menge an Energie, die beim Bremsen zurückgewonnen werden kann, ob die Lichtmaschine benötigt wird. Infolgedessen ist die Ladespannung nicht konstant: Sie kann in einem 12-V-System grob zwischen 12,5 V und 15 V schwanken und die Lichtmaschine kann für eine gewisse Zeit vollständig abgeschaltet werden. Wenn die Lichtmaschine ausgeschaltet wird, fällt die Spannung an der Starterbatterie auf die Leerlauf-Batteriespannung (~12,6 V) ab. Die Motorabschaltungserkennung misst diese Spannung und kann daraus schließen, dass der Motor zum Stillstand gekommen ist, auch wenn das Fahrzeug noch fährt. Während dieser Phase wird das nicht aufgeladen, was möglicherweise zu einer unzureichend geladenen Hilfsbatterie führt.
Anmerkung
Die in diesem Abschnitt genannten Spannungen gelten für Modelle mit 12-V-Eingang. Bei Modellen mit 24-V-Eingang passen Sie die Werte bitte entsprechend an.
Das Steuerungssystem der Lichtmaschine reagiert zudem auf den Strombedarf im Fahrzeug. Sind ausreichend Lasten vorhanden, erzeugt die Lichtmaschine mindestens eine Erhaltungsspannung (~13,8 V), die von der Motorabschaltungserkennung problemlos erkannt wird. Ist die Grundlast im System ausreichend hoch, bleibt die Lichtmaschine während des größten Teils der Fahrt in Betrieb und die automatische Erkennung funktioniert einwandfrei.
Ob dies geschieht, hängt vom Fahrzeug und von der Installation ab, weshalb die Motorabschaltungserkennung mitunter einer Feinabstimmung bedarf. In der VictronConnect App stehen hierfür vier Einstellungen zur Verfügung: die Startspannung, die verzögerte Startspannung, die Verzögerungszeit für die verzögerte Startspannung und die Abschaltspannung. Eine Beschreibung der einzelnen Einstellungen finden Sie in Abschnitt Einrichtung der Motorabschaltungserkennung mit VictronConnect. Durch die Senkung der Start- und Abschaltspannungen kann die Erkennung die niedrigeren Ladespannungen einer intelligenten Lichtmaschine tolerieren, allerdings auf Kosten einer geringeren Sicherheitsmarge oberhalb der Leerlauf-Batteriespannung.
Bitte beachten Sie, dass sich die Ladestrategien von Fahrzeug zu Fahrzeug unterscheiden, selbst innerhalb derselben Marke und desselben Modells. Besitzer desselben Fahrzeugmodells stellen möglicherweise fest, dass bei einigen Fahrzeugen die Motorabschaltungserkennung einwandfrei funktioniert, während bei anderen die Hilfsbatterien nicht ausreichend geladen werden.
In einem Fahrzeug, in dem die Lichtmaschine über längere Zeiträume ausgeschaltet ist und die Grundlast gering ist, reicht eine Feinabstimmung möglicherweise nicht aus, um den Ladevorgang aufrechtzuerhalten. Stattdessen kann ein externes Motorlaufsignal verwendet werden; siehe Abschnitt Verwendung eines externen Motorlaufsignals.
5.4. Verwendung eines externen Motorlaufsignals
Die Motorabschaltungserkennung ermittelt anhand der Eingangsspannung, ob der Motor läuft. Bei einigen Fahrzeugen passt sich die Spannung der Lichtmaschine nicht an den Motor an, beispielsweise wenn eine intelligente Lichtmaschine während der Fahrt für längere Zeit ausgeschaltet ist. In einer solchen Installation kann ein Signal vom Fahrzeug verwendet werden, um dem mitzuteilen, dass der Motor läuft.
Ein solches Signal wird an den Fern-L-Pin angeschlossen. Solange das Signal anliegt, wird die Motorabschaltungserkennung außer Kraft gesetzt und das Aufladen erzwungen. Solange kein Signal vorliegt, kehrt das zur Motorabschaltungserkennung zurück, die ermittelt, ob der Motor zum Stillstand gekommen ist. Informationen zur Verkabelung finden Sie in Abschnitt Verkabelung des externen Motorlaufsignals.
Anmerkung
Lassen Sie die Motorabschaltungserkennung in der VictronConnect App aktiviert, wenn ein externes Motorlaufsignal verwendet wird. Das Signal bewirkt lediglich das Aufladen; das Beenden des Aufladens bei ausgeschaltetem Motor bleibt Aufgabe der Motorabschaltungserkennung.
Warnung
Wenn die Motorabschaltungserkennung in der VictronConnect App deaktiviert wurde („Zwangsladung“), wird Strom aus der Starterbatterie bezogen, auch wenn der Motor nicht läuft, unabhängig davon, ob ein externes Signal vorhanden ist oder nicht. Die Eingangsspannungssperre ist dann der einzige verbleibende Grenzwert, der das automatische Aufladen deaktivieren kann; stellen Sie sicher, dass dieser Wert nicht zu niedrig eingestellt ist – in den meisten 12-V-Systemen sind 12,5 V ausreichend niedrig.
Welches Signal soll verwendet werden?
Ein externes Signal kann von verschiedenen Quellen bereitgestellt werden. Jede Option hat ihre Nachteile, die man kennen sollte, bevor man sich für eine entscheidet.
Motorlaufsignal des Fahrzeugs:
Dies ist die genaueste Quelle, da das Signal aus dem fahrzeugeigenen System stammt und direkt dem Motor folgt. Der Zugriff auf dieses Signal kann jedoch schwierig sein und es kann erforderlich sein, diese Funktion in der Software des Fahrzeugs zu aktivieren.
Signal für niedrigen Motordrehzahlbereich:
Bei einigen Fahrzeugen wird ein Motorlaufsignal ausgegeben, das bei laufendem Motor auf Masse (Minuspol der Batterie) gelegt wird. Dies ist das Gegenteil der Anforderungen des L-Pins, daher kann das Signal nicht direkt an den L-Pin angeschlossen werden. Zur Umwandlung wird ein Relais verwendet; siehe Abschnitt Verkabelung des externen Motorlaufsignals.
D+:
Das D+-Signalvon der Lichtmaschine zeigt an, dass die Lichtmaschine aktiv ist. Bei Euro-6-Fahrzeugen wird dieses Signal jedoch häufig nicht mehr bereitgestellt, sodass es unbrauchbar ist. Es gibt D+-Simulatorgeräte, die ein Signal auf Basis der Spannung der Lichtmaschine erzeugen; diese beziehen ihre Spannung jedoch aus derselben Quelle, die bereits von der Motorabschaltungserkennung gemessen wird. Daher bieten sie in einer Installation, in der die Spannung der Lichtmaschine das Problem darstellt, keinen Vorteil.
Zündschalter:
Es ist üblich, den Zündschalter zur Aktivierung des Aufladens zu verwenden. Auch wenn diese Vorgehensweise an sich nicht falsch ist, führt sie dazu, dass das die Starterbatterie entlädt, wenn die Zündung eingeschaltet ist, der Motor jedoch nicht läuft. Hierbei muss der Benutzer darauf achten, wann das Aufladen erlaubt ist, um eine leere Starterbatterie zu vermeiden. Daher empfehlen wir nicht, den Zündschalter zur Aktivierung des Aufladens zu verwenden.
Vibrationssensor:
Dieses Gerät erzeugt eine Spannung, wenn es Motorvibrationen erkennt. Beachten Sie jedoch, dass externe Vibrationen, wie sie beispielsweise beim Transport auf einem Boot oder Zug oder auch durch laute Musik entstehen, mit einem in Betrieb befindlichen Motor verwechselt werden können. Als Abhilfe empfiehlt es sich, den Vibrationssensor über eine vom Zündschalter gesteuerte Quelle mit Strom zu versorgen und sicherzustellen, dass das Aufladen nur dann zulässig ist, wenn sowohl die Zündung eingeschaltet ist als auch Vibrationen erkannt werden.
CAN-Bus-Schnittstelle mit Motorlaufausgang:
Dieses Gerät liest den Befehl, dass der Motor in Betrieb ist, der über den CAN-Bus gesendet wird, und wandelt ihn in ein Signal zum Ein-/Ausschalten um. Dazu erfordert es eine Verbindung zum CAN-Bus, wobei der Zugang je nach Fahrzeugmodell unterschiedlich einfach ist.