Besitzerfehler?
Warum kann die werkseitige Verdrahtungsmethode also eine schlechte Wahl sein? Es ist nicht unbedingt eine schlechte Wahl, wenn Sie Ihr System verstehen und wissen, wie man es benutzt.
Menschliche Fehler;
Durchgebrannte Lichtmaschinendioden & Spannungstransienten:
Dieser große Fehler passiert, wenn Sie oder ein Besatzungsmitglied versuchen, auf eine andere Batteriebank umzuschalten und den Batterieschalter in die *OFF-Position zu bringen, auch nur kurzzeitig. Wenn der Motor läuft und die Lichtmaschine lädt, entsteht ein offener Stromkreis zwischen der Lichtmaschine und der Last (Last = Batteriebank), die sie lädt. Das kurzzeitige Durchfahren der OFF-Position oder das Trennen der Last von der Lichtmaschine kann eine massive Spannungsspitze verursachen, da die Last/Batteriebank von der Lichtmaschine getrennt wird. Dies führt häufig zu einer Beschädigung der Gleichrichterdioden der Lichtmaschine & und macht sie fast sofort betriebsunfähig. Es kann auch empfindliche Elektronik beschädigen, die an den „C“-Posten des Schalters angeschlossen ist.
*Die meisten hochwertigen 1/2/B-Batterieschalter von namhaften Herstellern wie Blue Sea Systems, BEP/Marinco, Guest & Perko sind so konstruiert, dass sie „Make-before-break“ sind. Schalten vor der Unterbrechung bedeutet, dass beim Drehen des Schalters von Position 1 auf BEIDE oder 2 die vorherige Position nicht unterbrochen wird, bis die nächste Position den Strom übertragen kann.
Wenn einige Batterieschalter altern, können sie sich abnutzen und werden zu „break-before-make“. Aus diesem Grund ist es keine gute Idee, den Schalter zu bewegen, während der Motor läuft, es sei denn, Sie führen gelegentlich einen „Make-before-break“-Test durch. Am besten testen Sie Ihren Schalter, indem Sie die Kabinenbeleuchtung einschalten (Glühbirnen funktionieren am besten, keine LEDs) und dann den Schalter langsam von 1 auf BEIDE auf 2 drehen. Wenn die Glühbirne(n) während dieser Drehung überhaupt flackern, tauschen Sie den Schalter aus. Selbst der Bruchteil einer Sekunde Unterbrechung reicht aus, um einen Lastabwurf der Lichtmaschine zu verursachen.
Der Lastabwurf:
Stellen Sie sich, wenn Sie so wollen, einen Top Fuel Dragster vor. Der Dragster fährt mit 200 MPH, als er direkt in eine 10′ dicke massive Betonwand kracht. All diese Energie/Masse und kein Platz zum Ausweichen, bedeutet sofortige Zerstörung. Die Betonwand ist vergleichbar mit dem, was in Ihrer Lichtmaschine passiert, wenn Sie den Batterieschalter während des Ladevorgangs ausschalten, insbesondere beim Laden mit hohen Strömen. Dieser offene Stromkreis zwischen der Batterie und der Lichtmaschine wirkt wie eine Betonwand, und die gesamte Energie kann nirgendwo hinfließen. Das Ergebnis bei einer Lichtmaschine ist, dass diese Energie irgendwohin gehen muss, so dass sie die Spannung sofort in die Höhe treibt. Das Ergebnis eines offenen Batterieschalters wird als „Load-Dump“ bezeichnet. Ein Lastabfall erzeugt eine sehr schnelle Spannungsspitze/Transiente, die die Gleichrichterdioden zerstören kann. Hier bei Compass Marine Inc. reparieren wir jedes Jahr eine ganze Reihe von Lichtmaschinen aufgrund von Fehlern beim Batterieschalter Load-Dump.
Haben Sie sich jemals gefragt, warum ein 1/2/B-Schalter diese Warnung hat? Nun, jetzt wissen Sie es…
Schäden an empfindlicher Elektronik:
Leider sind es nicht nur die Dioden der Lichtmaschine, um die wir uns bei einer Batterietrennung/Lastabwurf kümmern müssen. Ein Mangel an Ladung ist das, was die meisten Besitzer als erstes bemerken, aber der Schaden endet dort möglicherweise nicht. Wenn Sie einen Blick darauf werfen, wo Ihre DC-Lasten angeschlossen sind, ist dies zufällig genau die gleiche Stelle wie die werkseitig verdrahtete Lichtmaschine, der C-Pfosten. Wenn der Schalter während des Ladevorgangs versehentlich geöffnet wird, wird die Lichtmaschine sofort von der Batterie getrennt und die ganze Energie muss irgendwo hin. Wohin geht sie? 
Die Spannungsspitze, die durch versehentliches Öffnen des Batterieschalters während des Ladevorgangs erzeugt wird, geht direkt in Ihre empfindliche Gleichstromelektronik, da die Lichtmaschine und das Gleichstrompaneel mit demselben C-Post-Bolzen verbunden sind, der nicht mehr mit der Batterie/Last verbunden ist. Die Spannungstransiente von einer Batterieschalterabschaltung zerstört oft die Dioden der Lichtmaschine und kann auch Ihre empfindliche Gleichstromelektronik beschädigen oder töten. Es ist nicht ungewöhnlich, dass wir mehrere andere beschädigte Teile finden, wenn ein Kunde wegen einer defekten Lichtmaschine zu uns kommt und die Diagnose durchgebrannte Gleichrichterdioden lautet.
In der Theorie würde der Spannungsregler reagieren und diese Spannungstransiente stoppen, schließlich begrenzen sie die Spannung, aber die Spitze passiert viel zu schnell, als dass der Spannungsregler reagieren könnte. Diese schädliche Transiente tritt in Mikrosekunden auf. Wie Sie jetzt wissen, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Dioden in der Lichtmaschine durchbrennen, wenn Sie den Batterieschalter während des Ladens öffnen. Ein solcher Fehler kann dazu führen, dass Sie ohne Lichtmaschine dastehen und möglicherweise auch die Navigationselektronik beschädigt wird. Leider bietet die werkseitige Verkabelung keinen Schutz dagegen. Einige neuere Lichtmaschinen, die in neueren Motoren verbaut sind, verwenden Avalanche-Dioden. Avalanche-Dioden sind langlebiger und so konstruiert, dass sie den Spannungsübergang begrenzen, aber die meisten bestehenden Marine-Generatoren verwenden keine Avalanche-Dioden.
Alternator Field Disconnect:
Einige Batterieschalter verfügen sogar über eine Alternator Field Disconnect oder AFD-Funktion. Die AFD besteht aus zwei Klemmen, die das Lichtmaschinenfeld oder die Stromversorgungsleitung des externen Reglers kurz vor der Öffnung der AUS-Stellung des 1/2/B unterbrechen. Leider verwenden die meisten Schiffe, die mit AFD-Schaltern ausgestattet sind, diese entweder nicht oder der AFD-Schaltkreis ist falsch verdrahtet. Wenn Sie keinen Zugang zum Felddraht im Inneren der Lichtmaschine haben, nützt Ihnen die AFD-Funktion nichts.
Wir haben sogar schon Lichtmaschinen gesehen, bei denen der werksseitige Erregerdraht der Lichtmaschine durch den AFD-Schaltkreis geführt wurde und die Dioden trotzdem durchgebrannt sind. Warum? Das Erregerkabel wird nur benötigt, um die Lichtmaschine zu starten. Sobald die Lichtmaschine dreht, und produziert Strom, Schneiden +12V auf die Erreger-Leitung nicht immer de-power der Regler, und die Lichtmaschine hält auf tuckern weg.
Alternator Schutz vor Last-Dumps:
Wenn Sie Ihre 1/2/B Fabrik Verkabelung behalten wollen, und Sie verstehen die Nuancen, wäre es eine sehr kluge Idee, ein Sterling Power Alternator Protection Device zu installieren. Das Sterling APD wurde entwickelt, um Spannungsspitzen/Transienten auf ein sicheres Niveau zu begrenzen und sowohl die Lichtmaschine als auch andere DC-Komponenten zu schützen.
Hier wird das Sterling Alternator Protection Device mit einer LiFePO4 Drop-In Batterie gezeigt. Drop-In LiFePo4-Akkus haben einen internen BMS-Schalter (Batterie-Management-System-Schalter), der im Wesentlichen genau das Gleiche tun kann wie das Umlegen eines 1/2/B-Schalters durch die OFF-Position. Die Installation ist so einfach wie zwei Drähte und eine Sicherung, und es ist eine kostengünstige Versicherung.
Die „Ich muss es auf BEIDE stellen, um den Motor zu starten“-Mentalität:
Manchmal werden Fehler einfach durch einen Kaskadeneffekt verursacht. Das „Ich muss es auf BEIDE stellen, um den Motor zu starten“ ist typischerweise fehlerhaft und unnötig. Gleichzeitig ist es eine Realität in den Köpfen mancher Besitzer, weil die BEIDE-Position wie ein Pflaster für schwache Batterien oder ein schlecht verdrahtetes System wirkt.
Im Fall des Motorstarts versteckt oder verdeckt die BEIDE-Position typischerweise andere Probleme und löst das eigentliche Problem nicht. Auf der anderen Seite führt es zu einem Kaskadeneffekt, bei dem Vergesslichkeit zu Fehlern führen kann. Das Mantra „Du musst BEIDE benutzen, um zu starten.“ hat tatsächlich den Status eines urbanen Mythos erreicht.
Sie sollten nicht BEIDE benutzen müssen, um Ihren Motor zu starten!
Wenn Sie BEIDE Bänke brauchen, um Ihren Motor zu starten, haben Sie andere Probleme, wie zum Beispiel:
- Fehlende Batterien
- Batterien, die nicht ausreichend dimensioniert sind, um den Motor zu starten
- Schlechte oder hochohmige Anschlüsse in der Batterieverkabelung
- Unterdimensioniertes Anlasserkabel
- Fehlende Batterieschalter
- Verschmutzte oder korrodierte Klemmen
- Defekter Anlasser
- Verdrahtungsprobleme im Anlassermagnetkreis
In den meisten Fällen kann Ihr Motor leicht über die Hausbank gestartet werden. Keep It Simple…
„Aber das Anlassen des RC-Motors verbraucht viel Batteriekapazität, ist das nicht schlecht für die Hausbank?“
Lassen Sie uns die tatsächliche Mathematik in diesem Fall untersuchen, um hoffentlich die Missverständnisse rund um das Anlassen des Motors zu erklären. Compass Marine Inc. hat in die teuren Werkzeuge investiert, die die Leistung beim Anlassen des Motors mit hoher Präzision messen können. Die von uns gemessene durchschnittliche Anlassdauer, definiert durch einen belasteten bis unbelasteten Anlasser, beträgt 0,65 bis 1,5 Sekunden. Die & Bilder unten sind vom Starten eines 44PS Dieselmotors bei 32F mit einer Deep-Cycle-Hausbank. Die meisten Bootsfahrer werden niemals einen Schiffsdiesel bei 32F starten.
Die Berechnung, wie viel Energie tatsächlich beim Anlassen verbraucht wird, ist ziemlich einfach:
0,75 Sekunden sind ca. 0,002 Stunden – 286A X 0,0002 = 0,06 Ah
1 Sekunde sind ca. 0,0003 Stunden – 286A X 0,0003 = 0,086 Ah
2 Sekunden sind ca. 0.0005 Stunden – 286A X 0,0005 = 0,14 Ah
3 Sekunden sind ca. 0,0008 Stunden – 286A X 0,0008 = 0,23 Ah
4 Sekunden sind ca. 0,001 Stunden – 286A X 0.001 = 0,28 Ah
5 Sekunden sind ca. 0,0014 Stunden – 286A X 0,0014 = 0,40 Ah
Wir schießen bei diesen Zahlen nicht einfach aus der Hüfte. Die Bilder unten zeigen die ganze Geschichte…
Restbankspannung > Getestete CCA der Bank > Nenn-CCA jeder Batterie > Batterie-Gehäusetemperatur
Wie man oben sehen kann, wenn wir Deep-Cycle-Batterien mit einer Nennleistung von nur 675 CCA parallel schalten, kommen wir auf 2071 CCA für das Anlassen bei 0F (diese Batterien waren etwas besser als 675 CCA). Dieser Bildschirm überträgt die Temperatur von 32° C auf einen CCA-Wert von 0° C. Wenn die Batterien warm sind, ist die Startfähigkeit viel größer.
Kurbelstromdiagramm für die gesamte Dauer des Startvorgangs
In der obigen Abbildung können wir sehen, wie dieser sehr kalte 44 PS-Motor etwas mehr als 640 A für den Startvorgang aufnimmt, aber die Startstromstärke fällt nach dem ersten Startvorgang schnell ab.
Gemittelte Spannung, gemittelter Anlassstrom, Dauer des Starts (belastet bis unbelastet), Schaltungswiderstand
Der Screenshot oben fasst die Durchschnittswerte zusammen. Trotz eines Spitzenstroms von mehr als 640 A betrug der durchschnittliche Anlasserstrom vom beladenen bis zum unbelasteten Anlasser nur 286 A und die Gesamtdauer des Anlassens betrug nur 0,765 Sekunden oder 765 mS. Was auch immer es wert ist, diese spezielle Bank ist durch eine 300A-Sicherung geschützt und hat weit über 1200 Starts über einen Zeitraum von 12 Jahren durchgeführt, und nicht ein einziges Mal wurde die Sicherung durch einen Fehler ausgelöst. Warum? Weil die Dauer eines Startvorgangs sehr kurz ist, nämlich eine 3/4-Sekunde, und das kommt nicht einmal in die Nähe der Auslöseverzögerungskurve der Sicherung.
Engine Cranking Reality:
Bei den meisten kleineren Booten, vor allem bei kleinen Hilfsdieseln (unter 150 PS) oder Gasmotoren, ist eine *Dedicated Starting Battery nicht zwingend erforderlich.
*Dedicated Starting Battery – Eine fest verdrahtete Batteriebank, die nur für Startzwecke verwendet wird und für nichts anderes, es sei denn für Notsituationen. Eine dedizierte Startbatterie ist direkt mit dem Anlasser verbunden, wenn der Startbatterieschalter eingeschaltet ist.
Eine dedizierte Startbatterie ist immer schön, aber es bedeutet normalerweise einen neuen Schalter und eine Neukonfiguration der Verkabelung, um es richtig zu machen. Da sich viele Batterieschalter in DC-Panels befinden, & die in der Regel nicht ABYC-konform sind, ist dies oft kein einfaches Unterfangen. Durch die Anpassung der vorhandenen &, wie Sie es verwenden, können Sie das System idiotensicherer und einfacher zu bedienen machen.
Ein großer Teil der Boote unserer Kunden startet seit Jahren die Motoren über die Hausbank. Wir haben sogar kommerzielle Fischerboote, die große Cummins-, Cat- und John-Deere-Motoren mit 6V-Golf-Car-Batterien starten.
Wie? Um dies zu begreifen, müssen wir verstehen, dass eine Hausbatterie normalerweise viel, viel größer ist als eine Startbatterie. Deshalb hat die Hausbatterie, selbst wenn es sich um Deep-Cycle-Batterien handelt, fast immer mehr Startkapazität als die einzelne, & typischerweise kleine Startbatterie. Wenn wir Batterien in einer Hausbatterie parallel schalten, ist die Kurbelkapazität additiv. Zum Beispiel werden drei 100Ah 600 CCA Deep-Cycle-Batterien schnell zu 1800CCA, wenn sie parallel geschaltet werden.
Für Eigner, die verstehen, wie man eine 1/2/B benutzt, bedeutet das, dass sie nur Position #1 (HOUSE) und OFF benutzen. Die einzige Zeit, etwas anderes zu tun, ist, wenn es einen Notfall gibt oder um gelegentlich die Reservebank zu testen, um sicherzustellen, dass sie noch gut funktioniert. Der 1/2/B funktioniert wirklich gut als BENUTZUNGSSCHALTER, aber er kann optimiert werden, um besser zu sein.
„Aber RC, der Typ unten am Dock, sagt, dass Deep-Cycle-Batterien nicht zum Kurbeln verwendet werden können.“
Bedauerlicherweise führt Ihr Dock-Experte Sie in dieser Hinsicht in die Irre. Ich überlasse es Trojan Battery, dies zusammenzufassen.
Der Schlüssel hier ist „eine Deep-Cycle-Batterie“, d.h. eine Einzelbatterie, und wenn die meisten Hausbänke auf Booten über 25 Fuß heutzutage mehrere Deep-Cycle-Batterien verwenden, haben Sie jetzt viel mehr Kurbel-Ampere in der Hausbank als in Ihrer typischen Startbatterie. Selbst bei 50 % DoD hat eine typische Hausbatterie immer noch mehr Kurbelkapazität als eine einzelne Startbatterie. Wenn Sie keine großen Dieselmotoren oder eine sehr kleine Hausbatterie haben, halten Sie es einfach und kurbeln Sie nur von der Hausbatterie. Sie können nun Bank #2 als Reserve/Notfallbank delegieren.