12 V Verbraucher im 24 V Bordnetz

12 Volt Verbraucher im 24 Volt Bordnetz nutzen

Welche Möglichkeiten gibt es 12 Volt-Verbraucher in Fahrzeugen mit 24 Volt Bordnetz zu nutzen?

(und wie bekomme ich Strom zum Laden von mobile, PDA, Laptop im Auto?)

(hier sind nicht Fahrzeuge berücksichtigt, die ein 12 Volt-Bordnetz mit zwei Batterien haben, aber über 24 Volt gestartet werden. Wie zum Beispiel der HDJ 80.)

1. Unterscheiden wir zunächst die verschiedenen Verbraucher

a)      Standardverbraucher (Stromverbrauch < 5A)

Radio, Funkgerät, mobile-Lader, GPS, etc. pp.

b)      Standardverbraucher (Stromverbrauch > 5A)

Kühlboxen (Kompressorkühlbox, Peltierkühlbox), Kompressor, Bohrmaschine

c)      Sonderfall Anhänger

d)      Sonderfall Winde (Stromverbrauch > 50 A)

2. Welche Möglichkeiten gibt es 12 Volt zu bekommen?

2.1            12 Volt einfach an einer der beiden Batterien abzapfen

Diese Möglichkeit schließen wir gleich aus, da sie nach einiger Zeit unweigerlich zum Defekt einer oder beider Batterien führt. Diskussionen dazu sind überflüssig. Das Thema ist abschließend diskutiert und im Internet an verschiedenen Stellen dokumentiert

2.2            12 Volt mittels Spannungsausgleicher an einer der Batterien abzapfen

Man braucht nur den Spannungsausgleicher (zum Beispiel hier zu bekommen) und kann dann an einer der Batterien 12 Volt abzapfen. Der Spannungsausgleicher dient dazu die Batterie aus der Strom entnommen wurde wieder „ordnungsgemäß“ zu laden. Man kann also z.B. 12 Volt Verbraucher mit einer Leistungsaufnahme von 50 A nutzen. Je nach Ausführung des Spannungsausgleichers lädt dieser die Batterie dann mit z.B. 10 A „nach“. Entnimmt man also 1 Stunde 12 V 50 A, benötigt der Ausgleicher bei 10 A ca. 5 Stunden, um die Batterie wieder aufzuladen.

Hinweis: Die Leistungsangabe auf dem Gerät bezieht sich nicht auf die entnehmbare Leistung aus der Batterie, sondern auf die „Ladeleistung“ des Ausgleichers.

Vorteil:

Einfache Installation, geringes Gewicht

Nachteil:

Läuft der Motor und damit die LIMA nicht diese 5 Stunden ist die eine Batterie nicht voll. Kommt dies nicht zu oft vor, sollte es kein Problem sein, da die Nachladung weitergeht, sobald die LIMA wieder Strom liefert.
Bei Nutzung von Verbrauchern mit hoher Stromaufnahme nicht zu empfehlen für Kurzstreckenbetrieb oder nur gelegentlicher Nutzung.

Kosten: ca. 100 € je nach Ausführung

2.3            12 Volt mit einem Spannungswandler 24/12 Volt

Die 800 mA Spielzeuge für den Zigarettenanzünder für 5 € lassen wir mal außen vor, denn wir wollen eine zuverlässige Lösung.

Die herkömmlichen „analogen“ Wandler mit schlechtem Wirkungsgrad würde ich nicht mehr kaufen, da sie viel Energie in Wärme umsetzen und recht groß sind. Wenn man so ein Gerät günstig bekommt (manchmal gibt’s auf Flohmärkten so ein 20 A Gerät für 5  €) und mit den Nachteilen leben kann, spricht aber nichts dagegen.

Die neuen „digitalen“ getakteten Wandler sind kleiner, haben einen besseren Wirkungsgrad und vernichten daher weniger Energie durch Wärme.

Die Leistung eines solchen Spannungswandlers richtet sich nach dem Bedarf der angeschlossenen Verbraucher.

Man addiert einfach den Strombedarf der zugleich in Betrieb befindlichen Verbraucher und schon weiß man welches Gerät man benötigt. Oft haben die Geräte eine Leistungsangabe für Dauerbetrieb und kurzzeitige Spitzenlast.

Beispiel:

2   A         Radio
2   A         Funkgerät
1    A         PDA-Lader
8   A         Kühlbox
-------------------
13 A         Gesamtbedarf
2   A         Sicherheitszuschlag (min. 10%)
-----------------------------------------------------
15 A         muss der Spannungswandler dauernd leisten können

Hat man die Leistungsaufnahmedaten in W (Watt) geht es so:

24             W        Radio
24             W        Funkgerät
12 W        PDA-Lader
96             W        Kühlbox
-------------------
156           W        Gesamtbedarf
24             W        Sicherheitszuschlag (min. 10%)
-----------------------------------------------------
180           W : 12 V = 15 A  muss der Spannungswandler dauernd leisten können


Einbauort

Ich würde den Wandler nicht im Motorraum einbauen, da er dort u.U. Wasser, Öl, Salz ausgesetzt sein kann und die meisten Geräte sind dafür nicht geeignet.

Anschluss

a) einfach direkt an die Batterie

Vorteil:

Sehr einfach zu montieren.
Radio und alle anderen 12 V-Verbraucher laufen auch wenn die Zündung aus ist.

Nachteil:

Der Wandler ist immer im Betrieb. Auch wenn kein Strom verbraucht wird, zieht er einen Ruhestrom. Sind die Batterien etwas schwach oder es ist sehr kalt, kann es nach einigen Tagen Standzeit dazu führen, dass der Motor sich nicht mehr starten lässt.

Ich würde es nicht so machen.

(Es gibt inzwischen Geräte, de sich komplett in „Standby“ mit einem zu vernachlässigenden Ruhestrom von wenigen mA schalten.)

Kosten:

40 € - 200 € (und darüber) für den Spannungswandler 24/12 V
10 € für Kabel, Sicherung und Installationsmaterial


b) direkt an eine Leitung an Klemme 15 (Strom, wenn Zündung an)
 
Man sucht sich eine Leitung ausreichender Kabelquerschnitts und entsprechender Absicherung und schließt den Wandler dort an.

Einige Landcruiser (Baureihe J4 nicht!) haben im Motorraum ein power outlet (Stromanschlussdose)

Vorteil:

Recht einfach zu installieren.

Nachteil:

Radio und alle anderen 12 V-Verbraucher laufen nicht wenn die Zündung aus ist.
Radio mit Speicher verliert die programmierten Sender und den Sicherungs-Code, wenn im Radio keine Pufferbatterie eingebaut ist. Bei Fahrzeugen mit Bordcomputer wird ev. jedes Mal ein Radioneueinbau erkannt.

Bei unseren alten Möhren sollte das aber kein Problem sein.

Will man jetzt 12 Volt haben, muss man die Zündung einschalten. Dabei wird in der Regel aber auch die Vorglühung des Motors (Diesel) in Betrieb genommen. Und die zieht jedes Mal, zwar nur kurzzeitig, aber immerhin irgendwas zwischen 50 und 90 A.

Gibt’s ein Problem mit dem Wandler haut auch die Sicherung raus an der die anderen Verbraucher, die dort serienmäßig angeschlossen sind.

Entsprechend ausreichend dimensionierte Leitung lässt sich ev. schlecht finden.

Kosten:

40 € - 200 € (und darüber) für den Spannungswandler 24/12 V
10 € für Kabel, Sicherung und Installationsmaterial

c) mittels Relais welches durch Klemme 15 (Strom, wenn Zündung an) gesteuert wird

Man sucht sich „irgendwo“ (man sollte schon wissen was man da anzapft) eine Leitung, die nur Strom führt wenn die Zündung an ist bzw. der Zündschlüssel steckt.

Dort wird die Steuerleitung des 24 V-Relais angeschlossen.
Das Relais ist entsprechend der Leistungsaufnahme des Wandlers auszulegen. Inder Regel dürfte ein 24 V 20 A Standardrelais reichen.

Dieses Relais schaltet nun die Plus-Leitung, die direkt an der Batterie angeschlossen ist.

Vorteil:

Wandler läuft nur, wenn die Zündung an ist, also kein Problem mit schleichender Batterieentladung durch Ruhstrom oder wenn vergessen wurde einen 12 V-Verbraucher auszuschalten.

Nachteil:

Mehr Installationsaufwand.

Radio und alle anderen 12 V-Verbraucher laufen nicht wenn die Zündung aus ist.
Radio mit Speicher verliert die programmierten Sender und den Sicherungs-Code, wenn im Radio keine Pufferbatterie eingebaut ist.
Bei Fahrzeugen mit Bordcomputer wird ev. jedes Mal ein Radioneueinbau erkannt.
Bei unseren alten Möhren sollte das aber kein Problem sein.
Will man jetzt 12 Volt haben, muss man die Zündung einschalten. Dabei wird in der Regel aber auch die Vorglühung des Motors (Diesel) in Betrieb genommen. Und die zieht jedes Mal, zwar nur kurzzeitig, aber immerhin irgendwas zwischen 50 und 90 A.

Man dies jedoch umgehen, indem man ein einen Umschalter einbaut, der die Steuerspannung für das Relais von Klemme 15 auf Dauerplus umschaltet.

Nur sollte man nicht vergessen dann auch wieder umzuschalten. Und meist vergisst man so was erst, wenn man’s gar nicht gebrauchen kann.

Kosten:

40 € - 200 € (und darüber) für den Spannungswandler 24/12 V
30 € für Relais, Kabel, Sicherung und Installationsmaterial


d) gesteuert über D+ der Lichtmaschine (LIMA)

Siehe unter c).

Unterschied: Hier wird das Relais über D+ der LIMA gesteuert.

Der Wandler ist nur in Betrieb, wenn der Motor läuft und die LIMA Strom liefert.

Kosten:

40 € - 200 € (und darüber) für den Spannungswandler 24/12 V
40 € für Relais, Kabel, Sicherung und Installationsmaterial

2.4            Zweite LIMA mit dritter Batterie einbauen

Mir wäre der Aufwand zu hoch. Zweite Lima, zweiter Regler, noch ein Keilriemen mehr der wegfliegt.

2.5            Dritte Batterie einbauen und über das 24 Volt-Bordnetz mittels Ladewandler 24/12 V laden

Meine bevorzugte Lösung.

Anschluss des Spannungswandlers über ein von D+ gesteuertes Relais (Strom nur wenn Motor läuft).

Diese Lösung vereint die Vorteile aller Möglichkeiten und vermeidet alle wesentlichen Nachteile.

Egal ob die Zündung an ist oder nicht kann man je nach Art und Kapazität der Batterie kann man nahezu beliebig Strom entnehmen und ist nicht auf die Leistung des Spannungswandlers angewiesen.

Man kann die dritte Batterie leer saugen und der Motor startet trotzdem, da die Batterie völlig vom 24 V Bordnetz getrennt ist.

Es gibt auch keine Probleme mit Ausgleichsströmen und Trennrelais.

Nachteile:

Mehr Gewicht je nach Kapazität der dritten Batterie.
Mehr Installationsaufwand:

Kosten (Beispiel):

150 €        Ladewandler 24/12 V 15 A
80 €          Bleigelbatterie 12 V 38 Ah
40 €          Relais, Kabel. Installationsmaterial
-------------------------------------------------------
270 €       Gesamtkosten

Die Kosten können zwischen 80 € und 500 € nach Auslegung der Leistung und Kapazitäten und nach Einkaufsquelle schwanken.

2.6            Dritte Batterie einbauen und mit Solaranlage laden

Bei mir kein Bedarf und zu aufwendig und teuer.
Lösungen gibt’s von spezialisierten Anbietern.

3. 12 Volt für die Anhängersteckdose
   
   Es gibt grundsätzlich drei Möglichkeiten:
   
   (Neben der Möglichkeit den Anhänger mit 24 V-Leuchtmitteln auszustatten, inzwischen soll es sog. Multivolt-LED geben, die sowohl mit 12 als auch mit 24 V funktionieren. Nur vom Hörensagen, hab ich noch nicht probiert..)
   
   

3.1 Zwischenstecker für AHK-Steckdose aus der LKW-Technik verwenden

Die mir bekannten Teile sind zu groß, zu schwer und zu teuer für meine Anwendungen.

3.2 Komplettgerät kaufen

Die Leitungen werden parallel (wenn man die 24 V-AHK-Steckdose behalten will) oder einfach auf die Leitungen der vorhandenen AHK-Steckdose aufgeschaltet. Das war’s. Es wird keine weitere 12 Volt-Quelle benötigt. Die 12 V werden vom Gerät selbst erzeugt. (zum Beispiel hier zu bekommen)Kann man auch mit Steckverbindungen einbauen und so zwischen 24 und 12 V an der AHK wechseln.
Einfach zu installieren.
Kosten: ca. 200 €

            3.3 „Relaiskasten“ kaufen

Dort werden die vorhandenen Leitungen für Licht, Blinker, Bremslicht, usw. angeschlossen. Dieses Gerät benötigt eine externe 12 V-Quelle. Woher die 12 Volt kommen wurde oben schon beschrieben, dabei ist zu beachten, dass die Anhängerbeleuchtung ständig Spannung benötigt, also nicht über Klemme 15 oder D+ geschaltet werden darf.

Kosten: ca. 80 €

Hier ein Beispiel wie so etwas früher aussah (das Gerät wird schon länger nicht mehr angeboten):

           

Der geheimnisvolle Spannungsreduzierer von Hella

Mir fiel das Ding die Tage wieder in die Finger, nachdem mich wolli seine elegante Lösung beim puzzle daran erinnerte, das mein BJ immer noch mit 24 Volt an der AHK rumgurkt und ich fleißig "Birnchen wechsel dich" spiele.

Erster Gedanke: Son Quatsch das Teil Spannungsreduzierer zu nennen, wo es doch die 12 Volt noch extra braucht.

Also mal zum Testen auf den Tisch bevor es eingebaut wird.

Alles schön eindeutig beschriftet.

Kurzer Test ergab, dass drei Relais mit 24 V schön "klackten".

Nur die Blinkersteuerung muckste sich nicht.

Legt man an den vermeintlichen Steueranschluss des Relais 24 Volt an, kommen die (lastfrei gemessen) auf der anderen Seite auch an.

Also die Kiste mal aufgemacht:

Und siehe da, es gibt kein Relais für die Blinkersteuerung, sondern zwei schicke Drahtwiderstände:

Misst man lastfrei, hat man 24 Volt. Unter Last "bricht" die Spannung ein. Es reicht jedenfalls damit die 2 12 Volt Birnchen des Anhängers nicht durchbrennen.

Warum sitzen da nicht auch 2 Relais statt der Widerstände?

Damit die Blinkerkontrolle im Armaturenbrett weiter funktioniert.

Hier die Anschlüsse mit Bezeichnung und Belegung:

(Achtung nicht getestet!)

3.4 Einen Relaiskasten selbst bauen

Man nehme Standard-Kfz.-Relais für 24 Volt Steuerspannung und ca. 10 A Schaltleistung.
Die Relais werden von den serienmäßigen Leitungen für Licht, Blinker, Bremslicht, usw. angesteuert. 12 Volt kommen aus einer externen Quelle wie oben beschrieben.

Nachteil:

Die normale Kontrollleuchte im Armaturenbrett für die Funktion der Blinker des Anhängers funktioniert nicht!

Kosten:

ca. 40 € für Relais und Installationsmaterial

4. 12 Volt für die Winde aus dem 24 V Bordnetz

Halte ich angesichts des Installationsaufwandes und der Kosten für eine entsprechend große Batterie für unwirtschaftlich. Ich würde die 12 V Winde verkaufen und das Geld lieber in eine 24 V Winde investieren.

Einzige einigermaßen „sinnvolle“ Lösung wäre der oben genannte Spannungsausgleicher.

5. Oder wie bekomme ich die nötige Spannung für mein mobile, PDA oder Laptop aus dem Bordnetz?

a)      Ein spezielles Ladekabel für 12 oder 24 Volt kaufen

Noch mehr Ladekabel und ständiger Nachkauf bei Gerätewechsel?
Mir zu aufwendig und teuer.

Kosten:

je nach Gerät und Anbieter 1€ - 100 €

b)      Einen Wechselrichter 24/230 V einbauen und das normale (meiste mitgelieferte) Netzteile 230 Volt nutzen.

Die von mir bevorzugte Lösung.

Zu Verkabelung und Anschluss: siehe oben

Für alle Vorschläge gilt:

Je nach Leistungsaufnahme des Gerätes und Länge der Kabel sind die Leitungsquerschnitte zu dimensionieren!

Bei einem Gerät mit einer Leistungsaufnahme von ca. 10A bei 24 Volt und 3 m Kabellänge reichen 2,5 mm² Kabel.

Kleinere Querschnitte würde ich sowieso für diesen Zweck nicht verwenden.

Ich verlege in solchen Fällen Plus und Minus-Leitung und verlasse mich nicht auf die Karosseriemasse.

In die Plusleitung gehört eine Sicherung entsprechender Auslegung! Gibt’s mal einen Kurzschluss, und das geht schneller als man denkt, schmoren sonst die Kabel weg und der Weg zum Fahrzeugbrand ist nicht mehr weit.

Genauso gehören auf die 12 V Seite Sicherungen für die angeschlossenen Geräte/Steckdosen.

Ins Auto gehören übrigens keine Lampenkabel aus der Wühlkiste im Keller, sondern geeignete Kfz-Kabel!