Op deze pagina gaan we wat dieper in omtrend het onderwerp DC-DC booster.
Deze is nodig voor een lithium accu, maar waarom en wat zijn de aandachtspunten als je zo’n ding installeert?
- Wat doet dat die booster?
- Waar moet je op letten?
- Wat te doen met een absorbtiekoelkast?
- Hoe omzeil ik problemen met bv een controlepaneel wat de startaccuspanning wil meten?
- Druppelladen van de startaccu
Wat doet die booster?
- Reguleren van de laadstroom
- Accu optimaal laden
- Slimme dynamo?
Reguleren van de laadstroom
Een lithiumaccu kan heel snel geladen worden. In tegenstelling tot een loodaccu kan een lithiumaccu de maximale laadstroom benutten tot hij bijna vol is. Bij een loodaccu zal de laadstroom sneller afnemen naar mate de accu voller raakt. Het laden van een lithiumaccu gaat daardoor dus veel sneller.
Dat heeft ook meteen een nadeel: Doordat deze stroom constant zo hoog is en pas aan het einde afneemt zal dit meer vragen van de installatie: Goede bekabeling en connectoren maken dan het verschil.
De theorie:
De laadstroom is hoog, erg hoog. Een lithiumaccu kan zonder problemen met 100A geladen worden. De enige beperking van de laadstroom is de bekabeling: Deze zal als een weerstand functioneren waardoor, afhankelijk van de gebruikte kabeldiameter, de stroom niet al te hoog oploopt. Maar als de kabel heel kort en dik is, is dat effect verwaarloosbaar.
Het gevolg is dat de dynamo zwaar belast wordt. Een gemiddelde auto is voorzien van een dynamo van 100-150A. Dan is het leuk om die lithiumaccu met 100A te laden, maar ook de andere boordelectra moet van stroom voorzien worden.
Denk maar eens aan alle koelventilatoren die maximaal staan te draaien als je op een zomerse dag in de file staat. Dan is er een reële kans dat de dynamo het niet volhoud. Een dynamo is niet bedoeld om langdurig maximaal belast te worden. Dat komt de levensduur niet ten gunste.
Bij een oudere camper is dat nog sneller het geval: die hebben vaak maar een 60-80A dynamo.
De DC-DC lader beperkt de stroom en voorkomt op die manier dus het overbelasten. De meest gebruikte versies is 30A (De Victron Orion TR Smart). De kleinere (18A) versie is aan te raden bij oudere voertuigen.
De praktijk:
In tegenstelling wat soms beweerd wordt zal een dynamo in de praktijk vaak niet overbelast worden, net zoals de kabels. De kabels zijn beveiligd met een zekering: Die zal allang gesproken zijn voordat de kabels overbelast worden. Ook fungeren de kabels in de meeste gevallen als een begrenzing. In de praktijk is de laadstroom zonder booster zelden >30A dat dit problemen geeft. Bij de meeste campers blijkt dat in de praktijk de laadstroom zonder booster 10-20A is.
Het gebeurt vaker dat de laadstroom door alle factoren juist lager is dan wenselijk, tt soms zelfs ontladen als een eventuele koelkast aanspringt.
Met een booster is de laadstroom bekend en optimaal (deze compenseert ook voor de eventuele verliezen). Daardoor zal in veel gevallen met een booster de accu juist sneller geladen worden.
Accu optimaal laden
Een lithiumaccu heeft een simpel laadpatroon: Opladen tot hij vol is en dan stoppen met laden. In tegenstelling tot een loodaccu is het voor de levensduur van een accu niet aan te raden om deze continue op een hoge (14V) spanning te houden. Dat gebeurt wel bij een lange rit: De dynamo blijft vrolijk de accu op een dergelijke spanning houden. Een DC-DC zal de juiste laadcurve toepassen voor een lithiumaccu en onafhankelijk van de startaccu stoppen als deze vol is.
Slimme dynamo?
Nieuwere voertuigen zijn vaak voorzien van een slimme dynamo. Vanaf een dieselmotor met de classificatie EURO5 of hoger kan dit voorkomen. Daarmee is niet gezegd dat dit dus overal het geval is, dit is een indicatie dat er een slimme dynamo aanwezig kan zijn.
Bij een slimme dynamo zal de laadspanning varieeren. De boordcomputer bepaald zelf de benodigde laadstroom en eventuele marges voor regeneratief remmen. Alles om de uitstoot te beperken. Door deze wisselende spanning zal de huishoudaccu beperkt tot amper geladen worden. Een DC-DC booster zorgt ervoor dat de huishoudaccu goed opgeladen kan worden. Bij een motor met een slimme dynamo is een booster dus altijd noodzakelijk, ook bij een loodaccu.
Waar moet je op letten?
De dynamo
De dynamo moet voldoende stroom kunnen leveren om de extra belasting van een booster aan te kunnen. Normaliter is de dynamocapaciteit bepaald op het verbruik van het voertuig. Dus met alles aan. Denk bv aan de koelventilatoren op maximaal in een hete zomerdag in de file de berg op. Dat kan aardig hard gaan, 300W voor een koelfan is niet ongewoon. En 2 stuks als je de airco ook lekker op standje koud hebt staan..
Een dynamo heeft altijd een veiligheidsmarge, maar dat wil niet zeggen dat het verantwoord is voor de levensduur om dat ding 100% te belasten voor langere tijd.
Bij de meeste voertuigen is een 30A booster een prima optie. Bij de modernere voertuigen is vaak een 100-150A dynamo aanwezig. Dan is een 30A booster prima toe te passen zonder al teveel risico op het overbelasten van de dynamo.
Bij oudere voertuigen kan het een ander verhaal zijn. Een busje uit 1995 kan maar zo een 70A dynamo hebben. Dan is het niet raadzaam om naast alle boordelectra ook nog eens 30A continue extra eruit te trekken en is het verstandiger een lichtere booster te nemen (18A bijvoorbeeld)
De plaatsing
Electronica, dus ook een booster, genereerd warmte. De booster moet dus wel de ontwikkelde warmte kwijt kunnen. Voldoende vrije luchtcirculatie is dus essentieel. Daarnaast is het advies de booster zo dicht mogelijk bij de huishoudaccu te plaatsen. Uiteraard moet ook de bekabeling geschikt zijn voor de stroom van de booster en voorzien zijn van zekeringen aan beide kanten.
Sommige boosters (zoals bv de Victron Orion TR Smart) worden erg warm en kunnen daardoor niet altijd/overal makkelijk geplaatst worden. Daarom leveren wij in veel gevallen de Votronic VCC1212-30. Deze heeft deze problemen niet en is kleiner waardoor deze makkelijker te plaatsen is in een bestaande situatie.
Naast de voedingskabels vereisen sommige boosters ook een D+. Dat is een signaaldraad die aangeeft of de dynamo draait en dus wanneer de booster mag inschakelen. Er zijn ook boosters zoals de Victron Orion TR Smart die zelf een ingebouwde detectie hebben. Maar dat geld niet voor alle merken en modellen boosters.
De absorbtiekoelkast
Veel campers zijn voorzien van een absorbtiekoelkast die tijdens het rijden automatisch omschakelt van gas naar 12V.
Als je een booster plaatst, dan zal dat op zich blijven functioneren. Echter, een gemiddelde absorbtiekoelkast trekt rustig 15-20A aan stroom. Als er dus van je 30A booster bijna 20A al direct je koelkast in gaat zal het laden van de grotere accu dus wel heel langzaam gaan (met maar 10A wat er dan nog overblijft).
Een koelkast die goed op temperatuur is en voorzien is van de nodige inhoud heeft een behoorlijke thermische massa. Die zal dus niet zo vaak aan gaan, maar een lege of warme koelkast zal dus veel van de stroom wegpikken. Ook de isolatie (/leeftijd) spelen mee in de energievraag van de koelkast.
Of dat het geval is, is wisselend. Een aantal modellen regelkasten haalt de voeding voor de koelkast via een aparte kabel vanaf de accu. In dat geval zul je hier geen last van hebben.
Als de dynamo voldoende stroom kan leveren, kan het dus zeker raadzaam zijn om de koelkast voor de DC-DC aan te sluiten. Op die manier zal de koelkast vanuit de dynamo gevoed worden en blijft de volle stroom van de DC-DC over voor het opladen. Hoe dit gedaan moet worden verschilt per koelkast en elektraverdeelblok. Dit vergt wat meer electrakennis en is adhv het schema van de verdeler (EBL, CBE oid) uit te zoeken. Kort samengevat: Verwijder de voedingskabel van het 12V element en laat deze via een relais direct aan de + van de startaccu schakelen. Het relais wordt bekrachtigd door de oude geschakelde aansturing waar voorheen de koelkast op zat.
Je zult het schema van je electroblock moeten bekijken of dit nodig is: Bij een aantal modellen is dit bijvoorbeeld niet nodig en wordt de koelkast al apart gevoed.
Controlepaneel en foutmeldingen
Waar er voorheen een scheidingsrelais (vaak via een EBL of vergelijkbaar) gebruikt werd, zit er nu ‘ineens’ een DC-DC booster tussen. Het gevolg is dat de booster alleen actief is tijdens een draaiende motor. Dat is exact wat gewenst is.
Het nadeel is daardoor wel dat de EBL/CBE geen spanning van de startaccu meer krijgt als de booster niet aan staat. Hij kan dus ook niet de spanning van de startaccu meten. Het gevolg is dat sommige controlepanelen (bv de CBE PC380) in storing schieten: Startaccu te laag en dus blokkeren.
Meer over de CBE is te vinden op de pagina Informatie / CBE
Alternatief is een weerstand plaatsen: Een spanningsmeter zoals in zo’n bedienpaneel zit verbruikt nagenoeg geen stroom. Er hoeft dus nagenoeg geen stroom te lopen om die spanning te meten (anders zou de startaccu ook snel leeglopen).
Je kan dit omzeilen door een kleine weerstand van +/- 50-60 ohm / 2 watt te plaatsen tussen de + ingang en de + uitgang van de DC-DC.
Door de minimale stroom zal er nagenoeg geen spanningsverlies optreden over de weerstand en zal het controlepaneel (met een minimale afwijking) de startaccuspanning gewoon weergeven en vooral niet in storing springen. De weerstand is echter dermate groot dat deze de werking van de DC-DC niet zal beinvloeden.
Een mooiere optie is om een wisselrelais te nemen welke via de D+ gestuurd wordt: Het verbreekcontact zal dan in rust netjes de accuspanning doorgeven (= geen foutmeldingen) en bij draaiende motor deze ontkoppelen zodat de booster kan functioneren.
Ook hiervoor geld: Dit is afhankelijk van het type verdeelblok of dit nodig is. Sommige hebben een aparte kabel naar de startaccu voor dit soort doeleinden. In die gevallen zal het geen probleem geven.
Laden van de startaccu
Een aantal EBLs kunnen, als de camper aan de paal staat, ook de startaccu met een kleine stroom op pijl houden (druppelladen). Bij het plaatsen van een DC-DC zal dit niet mogelijk meer functioneren. Dit is afhankelijk van het type. Aan de hand van het schema (indien beschikbaar) is dit wel te zien.
Bij bijvoorbeeld diverse Schaudt EBLs wordt deze laadstroom via een aparte kabel naar de startaccu aangesloten (Vaak de kabel die ook voor de koelkast gebruikt wordt). In dat geval zal het druppelladen blijven functioneren.
Een DC-DC is een 1-richtingsregelaar: er kan dus geen stroom richting de startaccu lopen. Dat is dus relevant als er geen aparte kabel is voor het druppelladen.
Dit hoeft geen probleem te zijn. Normaliter hoort de startaccu zelfstandig prima te (blijven) functioneren.
Het wordt een ander verhaal als er ook verbruikers op zitten zoals bijvoorbeeld een tracker, of gebruik gemaakt wordt van de autoradio.
In die gevallen zijn er een paar oplossingen.
Ten eerste kan er voor gekozen worden om deze verbruikers op de huishoudaccu aan te sluiten (aan te raden)
Ook bieden sommige zonnepaneel regelaar zoals de Votronic MPPT Duo en de Epever Duoracer de mogelijkheid om de startaccu via de zon op pijl te houden.
Ook kan er gekozen worden voor een losse druppellader. Deze kan indien gewenst dan ook zelfstandig werken in de stalling, terwijl de huishoudaccu en overige electra afgekoppeld is.
Tenslotte zijn er een aantal commerciele oplossingen welke de startaccu via de huishoudaccu kunnen druppelladen. (BBA Techniek meelader, Votronic StandBy lader). De echte DHZer kan ook zoiets maken met een simpele diode en grote serieweerstand.
Let wel: Doordat de laadspanningen van een Lithiumaccu lager zijn dan de optimale laadspanning van een loodaccu zijn de commerciele en dhz pties geen optimale oplossing. Uiteraard is dat wel voldoende om de accu op pijl te houden.
Je krijgt de startaccu er niet vol mee. Votronic meld dit bv ook expliciet bij zijn Standby lader. Dat hoeft geen probleem te zijn. Echter, doordat de rustspanning van een lithiumaccu hoger is zal er altijd een kleine stroom naar de startaccu gaan, ook zonder laadstroom (dus bijvoorbeeld in de nacht): De huishoudaccu wordt dan continue ontladen.
Een zonnepaneellader en/of aparte druppellader is de betere keuze.
Een Standby lader kan wel toegepast worden door een handige gebruiker: Als bv een MPPT een programmeerbare uitgang heeft, of er een batterijmonitor is die kan schakelen aan de hand van de accustatus kun je het zo configureren dat de startaccu alleen geladen wordt als de huishoudaccu vol is.