Bleigelakku-Lader

Ladegerät mit einstellbarer Spannung und Strom, nach einer Idee von Dieter Müller und stark angelehnt an die entsprechende Schaltung im L200 Datenblatt von SGS Thomson.

Der L200 ist ein preiswerter und universell einsetzbarer Spannungsregler, der sehr leicht und mit geringem Aufwand an externen Bauteilen zu einem für Motorradbatterien geeigneten Lade- und Erhaltungsladegerät erweitert werden kann. Die gleiche Schaltung verwende ich in meinem NiCd-NiMH-Lader für die (Erhaltungs-) Ladung des Bleigelakkus, den ich zur Versorgung meines Laders unterwegs (Flugwiese, Straße oder See) einsetze.

Für den Einsatz als “Motorradbatterieüberwinterer” erfolgt der Einbau am einfachsten in ein bereits vorhandenes normales Ladegerät für Autobatterien. Platz ist in diesen Gehäusen reichlich vorhanden und die Bauteile "drumherum", also Trafo und Gleichrichter, sind entsprechend dimensioniert.

Die nachfolgende Beschreibung orientiert sich am gedachten Einsatz des Laders für die Motorradbatterie, sinngemäß gilt aber alles Gesagte auch für den Bleigelakkulader.

Der mit "E" bezeichnete Punkt im Schaltbild wird mit dem PLUS-Ausgang des Ladegleichrichters verbunden, der mit "A" bezeichnete Punkt kommt an die rote Leitung der Ausgangsklemme. (Alternative: der rote Draht wird über einen Schalter wahlweise an den Ausgang der Schaltung oder den ursprünglichen Punkt, also den Ausgang des Ladegleichrichters geschaltet. Damit bleibt die Originalfunktion als Ladegerät für Autobatterien erhalten. Der Schalter muss natürlich den maximalen Strom im Normalbetrieb aushalten!)

Die Masse der Schaltung wird irgendwo im Gerät an die schwarze Leitung angeschlossen. Diese Verbindung braucht nicht mit dickem Draht ausgeführt zu werden, da hierüber maximal der Strom für die Lampe "L" fließt (weniger als 100 mA).

Diode D1 dient zur Entkopplung des Ladeelkos C1 vom Gleichrichter wenn das Gerät im ursprünglichen Modus (für Autobatterien) betrieben wird. Diode D2 verhindert, dass die Batterie wieder entladen wird, wenn das Ladegerät vom Netz getrennt wird, bevor die Klemmen von der Batterie entfernt wurden.

RL und L (am Anschluss 3 des L200) dienen zur Strombegrenzung bei falsch gepolt angeschlossener Batterie. Der Widerstand begrenzt den Strom auf weniger als 100 mA, die Lampe zeigt den Zustand "Batterie verpolt" an.
Der Kondensator C1 glättet die vom Ladegleichrichter zur Verfügung gestellte Spannung etwas.

Der Widerstand R1 stellt in Verbindung mit Potentiometer R2 einen Spannungsteiler dar, mit dem bei nicht angeschlossener Batterie der Endwert der Ausgangsspannung (z.B 12 ,5 V für Erhaltungsladung über Winter, maximal 13,8 V zum Laden (bei gleichzeitiger Begrenzung des maximalen Ladestromes auf ca. 1 A in der gezeigten Dimensionierung)) eingestellt wird.

Der Widerstand R3 dient zum Einstellen des maximalen Ladestromes und muss so dimensioniert werden, dass er eben diesen maximalen Ladestrom aushält (Verlustleistung!  P=I²*R).

Schalter S1 dient, wie bereits erwähnt, zur Stillegung des "neuen" Schaltungsteils. Steht der Schalter in der oberen Position, arbeitet des Ladegerät wie ursprünglich vorgesehen.

C1             (z.B.) Ladeelko 4700 Mikrofarad / 20 V
D1, D2      Diode 40 V / 3 A (z.B. 1N 5400)
R1             Widerstand 820 Ω
R2             Potentiometer 5 kΩ
R3             Lastwiderstand 0,39 Ω / 5 Watt
RL             Widerstand 120 Ω
L               Glühlampe 6V / 50mA
S1             Schalter einpolig UM, min. 2 A Dauerstrom
 

Mit der oben angegebenen Dimensionierung für R3 wird die Batterie mit maximal ca. 1 Ampere auf die eingestellte Ladeschlussspannung geladen, danach wird der Strom automatisch immer weiter zurückgehen, so dass nur noch die Selbstentladung ausgeglichen wird. Ein Gasen der Batterie wird nicht auftreten, das Gerät kann beliebig lange (z.B. den Winter über) angeschlossen bleiben.

Der L200 muss auf einem Kühlblech montiert werden um die Verlustwärme abzuführen (ca. 100 cm² Alublech).
Achtung! Das Kühlblech darf nicht an Masse (Gehäuse des Ladegerätes z.B.) gelegt werden, da Pin 3 des L200 mit der Kühlfahne des Gehäuses verbunden ist.

Die Teile kosten zusammen ca. 15 DM (Conrad) (+ Ladegerät ;-)

Die Schaltung ist im Wesentlichen ein Abklatsch aus der Applikationsschrift des Herstellers.

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Nachtrag
Vor einigen Jahren hat BMW auch bei den Motorrädern den CAN Bus eingeführt. Jetzt wird die Bordsteckdose vom Bordcomputer ein paar Minuten nach Ausschalten der Zündung deaktiviert, ein über die Bordsteckdose angeschlossenes, normales Ladegerät, wie das hier Beschriebene, ist ab dann wirkungslos.

Im Zubehörhandel kann man bei BMW ein passendes Ladegerät erstehen, günstiger sind Ladegeräte von Fremdherstellern. Hier ist darauf zu achten, ein “CAN Bus fähiges” Ladegerät zu erwerben. Ich habe mich aufgrund der beschriebenen Features für das OptiMate 4 Dual Program der Firma TecMate entschieden.

Diese Sorte Ladegeräte stellen die Spannung am Ausgang nicht kontinuierlich zur Verfügung, sondern “wackeln” alle paar Millisekunden mit der Spannung am Ausgang, der Ladespannung ist dabei ein kurzes Rechtecksignal überlagert. Der Bordcomputer reagiert darauf und hält die Bordsteckdose auch bei ausgeschalteter Zündung aktiv, so dass der Ladevorgang nicht abgebrochen wird.

Auch wenn das Ladegerät angeschlossen wird, nachdem die Bordsteckdose bereits vom Bordcomputer abgeschaltet wurde, wird die Bordsteckdose wieder aktiviert und der Ladevorgang oder die Erhaltungsladung startet.