Hängt der Ladestrom der Autobatterie wirklich von der Drehzahl ab?
(Zur Eingrenzung: Es geht mir um Autos aus der Zeit um 2000. Aber wenn sich davor oder danach Dinge geändert haben, interessiert mich das auch.)
Ich hatte irgendwann mal gelesen, daß Lichtmaschinen ihre maximale Leistung bei 3000/min abgeben und üblicherweise mit einer Übersetzung von 1,5 an den Motor gekoppelt sind, deshalb also die Batterie bei einer Motordrehzahl von 2000/min am schnellsten geladen würde. (Wenn sie soviel Strom überhaupt annimmt, natürlich.)
Andererseits habe ich aber auch gelesen, daß die Bordnetzspannung im Leerlauf durch zwei Regler eingestellt wird: Nach oben durch den Regler in der Lichtmaschine, der die abgegebene Leistung reduziert, wenn die Spannung über ca. 14,2 V steigt. Und nach unten durch den Leerlaufregler, der die Leerlaufdrehzahl nicht zu tief sinken läßt; das regelt natürlich auch die Spannung, da eine stärker belastete Lichtmaschine ja ihrerseits den Motor stärker belastet und somit durch eine Erhöhung der Motorleistung/-drehzahl wieder mehr elektrische Energie erzeugt werden kann.
Das klingt für mich auch plausibel: Wenn ich im Leerlauf einen starken Stromverbraucher einschalte, kann ich beobachten, wie Bordspannung und Drehzahl kurz einbrechen und dann wieder auf ihren normalen Wert ansteigen.
Wenn die Batterie sich nun aber wie ein normaler (mehr oder weniger ohmscher) Verbraucher verhält, also je nach Ladezustand mehr oder weniger Strom aufnimmt, dann würde das doch heißen, daß bei einem gegebenen Ladestand, solange die Bordspannung gleich ist, auch der Ladestrom der gleiche wäre, egal ob bei Leerlauf- oder höherer Drehzahl. (Denn ansonsten würde ja durch die Stromaufnahme der Batterie die Spannung einbrechen, was ja aber offenbar durch den Leerlaufregler ausgeglichen wird.)
Sind meine Überlegungen richtig oder übersehe ich etwas wichtiges, ist die Batterie zum Beispiel gar nicht einfach parallel zur Lichtmaschine angeschlossen, sondern es gibt dazwischen noch irgendwelche Schaltungen, die den Ladestrom begrenzen? Oder funktioniert die Spannungsregelung überhaupt ganz anders?
(Bonusfrage: Welcher Ladestrom stellt sich eigentlich --grob größenordnungsmäßig-- bei einer halb entladenen Bleibatterie ein? 1 A, 10 A, 50 A?)
(Obli: Mir ist natürlich klar, daß es weder ökonomisch oder ökologisch sinnvoll ist, eine deutlich entladene Autobatterie über die Lichtmaschine wieder zu laden. Mich interessiert aber, ob meine Informationen und Überlegungen richtig sind. Ich habe dazu schon viel und lange im Netz recherchiert, kann aber mangels Kenntnissen Experten- und Halbwissen nicht gut genug auseinanderhalten.)
5 Antworten
Nein es gibt nur eine Minimum drehzahl die deine Lichtmaschine haben muss, der rest wird über den Erregerstrom reguliert.
Das galt nur für die alten Gleichstromlichtmaschinen.
Salue
Das war noch zu Zeiten (bis ca. 1970) als man Gleichstrom-Lichtmaschinen eingebaut hatte. Man findet diese noch bei einigen kleinen Motorädern, da diese auch als Elektromotor, also als Anlassser, verwendet werden können. Eine Funktion, die früher auch bei 2-Taktautos üblich war (Dynastarter).
Heute jedoch verwendet man Wechselstrom-Generatoren (Alternatoren). Bei diesen lässt sich der Erregerstrom regulieren und sie können schon bei sehr niedrigen Drehzahlen eine hohe Ladeleistung erbringen.
Tellensohn
So ganz kann ich nicht alle Deiner (meist richtigen) Überlegungen/Ideen nachvollziehen; insbesondere der Vergleich der Batterie mit einem ohmschen Widerstand passt nicht. Ich probiere es mal so:
Eine Bleibatterie wird im KFZ (zumind. um das Jahr 2000 herum; deutlich früher war das noch eine Gleichstrom-Lichtmaschine und eine andere Art von Regler) durch eine mehr oder weniger konstante Spannung (ca. 14,2...14,4 V), die von der Lichtmaschine (Drehstrom, doppelwellen-gleichgerichtet) erzeugt wird, geladen. Tatsächlich liefert ein Drehstromgenerator von sich aus erstmal keine konstante Spannung. Dafür sorgt der Regler, der den Erregerstrom in der Lichtmaschine entsprechend den Bedürfnissen regelt, also z.B. hoch fährt, wenn die Drehzahl gering ist oder der Strombedarf hoch ist bzw. runter fährt, wenn die Ausgangsspannung (= Ladespannung) den gewünschten Wert (s.o.; ca. 14,2...14,4 V) übersteigt bzw. eine Überhitzung der LM registriert wird. Das ist alles.
Die Lichtmaschine kann so also quasi direkt an der Batterie hängen, ohne auf dem Weg dorthin z.B. per Regler o.ä. unterbrechen zu müssen, weil die Regelung quasi indirekt über den Erregerstrom der Lichtmaschine wirken kann. Zusätzlicher Vorteil einer solchen Regelung: Der Erregerstrom ist deutlich kleiner als der Ausgangsstrom; es können also kleinere/leistungsschwächere/billigere Bauteile für die Regelung verwendet werden.
Gruß Jogi1111
P.S.: Bonusfragen-Antwort: Das hängt ganz vom Innenwiderstand der Batterie ab; bei einer guten 100Ah Batterie können da schon 50A und noch mehr fließen. Meine Lichtmaschine hat nicht umsonst die Möglichkeit, 220A zu liefern ;-)
Früher (DC-LiMa) ja, bei Drehstrom LiMas nicht.
Es wurde bereits hinreichend erklärt.
Wobei manche Motoren zu langsam drehen, man somit den Einsatzpunkt der 'Positiv-Bilanz' bei Last mitbekommt (Lichtstärke der Scheinwerfer).
Das heißt, eine Lichtmaschine kann ihren Nennstrom auch schon bei Leerlaufdrehzahl liefern? (Wenn es nicht gerade eine Gleichstrom-Lima aus den 70ern ist, natürlich.)