12 V Stromversorgung bzw. 12 V Elektroinstallation im Wohnmo

Hier solltest du als Erstes nachschauen, falls du eine Frage hast, denn Antworten auf die häufigsten Fragen sind hier ausführlich beantwortet.
Auch ist die Wissensbasis der perfekte Einstieg, um Grundlagen rund um den Wohnmobil-(Aus)Bau zu erfahren...
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Krabbe
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12 V Stromversorgung bzw. 12 V Elektroinstallation im Wohnmo

#1 Beitrag von Krabbe » Fr 06 Okt 2006 11:14

Überarbeitet am 17.10.07: Leitungen / Leitungsquerschnitte.

12 V Stromversorgung bzw. 12 V Elektroinstallation im Wohnmobil

Vorweg eine Warnung:
Achtung, die 12 V Kleinspannung wird oft als ungefährlich angesehen und dies verleitet zu „Bastellösungen“ oder laienhaften Ausführungen der Installation. Aber Kleinspannungen sind alles andere als ungefährlich. Die Gefahr eines elektrischen Stromschlags liegt bei 12 V zwar nicht vor, dafür liegen die Gefahren aber bei den hohen Strömen die fliessen. Durch diese hohen Ströme sind entsprechend dicke Leitungsquerschnitte und sauber sowie fachgerecht ausgeführte Kabelverbindungen erforderlich. Andernfalls kann es zu unzulässig hohen Erwärmungen bis hin zu Kabelbränden bzw. zur Entzündung leicht brennbarer Werkstoffe kommen. Alle Arbeiten sollten nur von jemandem ausgeführt werden, der das notwändige Fachwissen und die erforderlichen Werkzeuge hat.
Daher soll hier noch schnell eine wichtige Formel wieder in Erinnerung gerufen werden, und zwar die der Elektrischen Leistung (in Watt) = Spannung (in Volt) / Stromstärke ( in Ampere)
P[W]=U[V]/I[A] Wobei man mit Umstellen in I[A]=P[W]/U[V] schnell sieht, das der Strom I bei gleichbleibender Leistung P direkt von der Spannung U Abhängig ist und mit Abnehmender Spannung steigt. Die umgestellte Formel benötigt man dann auch, um die notwändigen Leitungsquerschnitte und Absicherungen zu ermitteln, wenn nur die Leistung bekannt ist.



Normaler Aufbau der 12 V Anlage (Siehe dazu auch den gezeichneten Schaltplan):
Im Normalfall wird im Wohnmobil die Elektrik des Wohnteils zum großen Teil auf 12 V ausgelegt. Dies kommt daher, dass 12 V die Bordnetzspannung der meisten Basisfahrzeuge ist. Demzufolge wird die meiste Wohnmobiltechnik auch für 12 V Stromversorgung angeboten.
Die für uns erst einmal relevante Elektrik des Basisfahrzeugs besteht aus zwei Komponenten. Der Lichtmaschine, die vom Motor angetrieben wird und ähnlich des Dynamos beim Fahrrad den elektrischen Strom liefert und der Fahrzeugbatterie, die diesen Strom speichert und wieder abgibt. Nun könnte man natürlich die gesamte Elektrik des Wohnmobils an diese eine Batterie anschließen. Das hätte jetzt aber einen großen Nachteil. Denn wenn man nun einige Zeit ohne weitere Stromversorgung steht und das Wohnmobil nutzt würde man die Fahrzeugbatterie entladen und es stände nicht mehr genug Strom zur Verfügung, um das Fahrzeug wieder zu starten.
Deshalb sollten die Elektrik von Wohnteil und Basisfahrzeug getrennt werden und jeder Teil seine eigene Batterie erhalten. Dies macht auch Sinn, da Batterie nicht gleich Batterie ist und es verschiedene Batterien für die verschiedenen Einsatzzwecke gibt. So ist die Batterie eines Basisfahrzeugs eine Starterbatterie und als solche konstruktiv nicht dazu ausgelegt den Wohnteil einer Wohnmobils dauerhaft mit Strom zu versorgen.
Im Folgenden wollen wir von Starterbatterie und Aufbaubatterie (oder auch Zweitbatterie) sprechen.
Die Aufbaubatterie ist nun also zuständig für die Stromversorgung des Wohnteils.
Wie groß diese Dimensioniert werden soll hängt davon ab, was damit wie viele Stunden am Tag betrieben werden soll und wie viele Tage man unabhängig von weiterer Stromversorgung sein möchte. Siehe auch Dimensionierung der Batterie.
Von der Aufbau werden nun die elektrischen 12 V Geräte des Wohnteils versorgt. Wichtig ist, dass alle Geräte mit Sicherungen der richtigen Stärke abgesichert werden. Dazu sollte unmittelbar nach der Batterie ein Sicherungshalter installiert werden. Idealerweise sollte jeder Verbraucher einzeln abgesichert werden. (Lampen können ggf. zusammengefasst werden).
Sinnvoll ist es weiterhin Sicherungen der Art zu verwenden, die auch im Basisfahrzeug eingesetzt ist. Bsp. Flachsicherungen, wenn das Basisfahrzeug auch über Flachsicherungen verfügt. Zum Schutz der Batterie vor Tiefentladen (was diese dauerhaft schädigt) kann nach der Batterie noch ein Tiefentladeschutz vorgesehen werden.
Bei Kastenwagenausbauten muss von der Batterie immer nur eine Plusleitung gezogen werden. Für die Minusleitung reicht es aus, wenn die Minusanschlüsse von Batterie und allen elektrischen Verbrauchern leitend mit der Karosserie verbunden werden. Hierbei jedoch darauf achten, dass die Minusleitungen vom Querschnitt den Plusleitungen entsprechen und nicht kleiner Dimensioniert werden. Bei Ausbauten von nicht leitenden Leerkabinen ist es notwendig auch die Masseleitungen zum Minuspol der Batterie zu verlegen. Hierbei können jedoch die Leitungen der einzelnen Geräte auch zusammengefasst werden, wenn der Querschnitt der Sammelleitung dann entsprechend groß ist.
Die Zweitbatterie muss nun natürlich auch geladen werden. Die Starterbatterie des Basisfahrzeugs wird ja über die Lichtmaschine geladen, wie soll nun die Zweitbatterie geladen werden? Am Einfachsten auch über die Lichtmaschine. Diese ist in der Regel ausreichend groß um die Zweitbatterie mit zu laden. Wenn wir nun aber die Zweitbatterie mit der Lichtmaschine laden, was ist dann mit der gewünschten Trennung der beiden Stromkreise? Dies geschieht bei Wohnmobilen in der Regel durch ein sogenanntes Trennrelais. Dieses Relais kommt in das Ladeleitung, welche beide Stromkreise miteinander verbindet. Es ist im Stand geöffnet und trennt dann beide Stromkreise. Bei laufendem Motor, wenn die Lichtmaschine Strom liefert, wird es geschlossen und verbindet beide Stromkreise, so dass beide Batterien von der Lichtmaschine geladen werden.
Die Verbindungsleitung zwischen beiden Stromkreisen wird in der Regel vom Pluspol der Starterbatterie zum Pluspol der Zweitbatterie verlegt. Unmittelbar an jeder Batterie sollte eine Sicherung eingebaut werden (Streifensicherung ca. 50 – 80 A, je nach Trennrelais). Als Trennrelais dürfen nur entsprechende Hochstromrelais genutzt werden. Sie sollten mit einer Schutzdiode (oder Löschdiode) ausgestattet sein und am Besten geschraubte Anschlüsse haben. Angesteuert wird das Relais vom D+ Kontakt der Lichtmaschine. In der Regel ist dies eine dünne blaue Leitung, welches von der Lichtmaschine zur Ladekontrollleuchte geht.
Weitere Wege die Zweitbatterie zu laden wären ein Ladegerät, Solarzellen oder eine Brennstoffzelle.
Beim Ladegerät sollte man ein sogenanntes Automatikladegerät mit IuoU-Kennlinie nehmen. Dieses läd die Batterie schonend und kann immer angeschlossen bleiben ohne die Batterie zu überladen. Bei voll geladener Batterie dient es weiterhin als Netzgerät und versorgt die Elektroanlage mit 12 V, wenn das Wohnmobil an 230 V angeschlossen ist. Das Ladegerät wird einfach an eine im Wohnmobil vorhandene 230 V Steckdose und an die Batterie angeschlossen. Hochwertige Ladegeräte bieten zudem die Möglichkeit die Starterbatterie mit zu laden und verfügen über Anschlüsse für eine Temperaturkompensation und eine Ladespannungsüberwachung (für den Fall, dass große Stromverbraucher während des Ladens betrieben werden und daher sonst nicht die notwändige Ladespannung an der Batterie ankommen würde)
Solaranlagen stellen einen weiteren Weg dar ein Wohnmobil mit Strom zu versorgen. Wobei ein wirklich autarker Betrieb nur mit Solarzellen eine entsprechend große (und teure) Solaranlage erfordert, insbesondere wenn das Wohnmobil auch ausserhalb des Hochsommers oder in nördlicheren Regionen genutzt werden soll. Zum Verlängern der autarken Nutzungszeit bzw. zur Erhaltungsladung der Batterien während der Standzeiten (wenn das Wohnmobil im Freien steht) sind sie jedoch gut geeignet.
Brennstoffzellen sind auch weniger dazu geeignet eine leere Batterie aufzuladen. Sie dienen eher der Batterieunterstützung und sorgen damit für eine längere Zeit, die man autark ist.

Installation
Hier möchte ich einige Grundlagen zur 12 V Installation aufführen bzw. Wissenswertes und Beachtenswertes zu einzelnen Aspekten der 12 V Anlage darstellen.
Wie oben schon geschrieben muss bei der Elektroinstallation der 12 V Anlage wegen der hohen Ströme mit entsprechender Sorgfalt gearbeitet werden. Insbesondere ist auf ausreichende Leitungsquerschnitte und gute Kabelverbindungen (mit geringen Übergangswiderständen) zu achten.

Leitungen / Leitungsquerschnitte:
Bei der Auswahl der richtigen Leitungsquerschnitte spielen zwei Aspekte eine Rolle. Zum einen die maximal zulässige Strombelastbarkeit der Leitung. Das ist die Stromstärke, mit der die Leitung maximal abgesichert werden darf. Es macht aber in der 12 V Installation keinen Sinn diese Werte im Normalen Betrieb voll auszunutzen, da der zweite Aspekt der des Spannungsverlustes auf der Leitung ist. Jede Leitung stellt auch einen elektrischen Widerstand dar. Mit dem überwinden dieses elektrischen Widerstands wird elektrische Energie in Wärme umgesetzt und dabei geht Spannung „verloren“ bzw, richtigerweise kommt es zu einem Spannungsabfall. D. h. die am Ende der Leitung ankommende Spannung ist geringer als die zugeführte Spannung. Der Leitungswiderstand wird nun zum einen mit abnehmendem Leitungsquerschnitt größer. Zusätzlich wird er mit zunehmender Temperatur ebenfalls größer. Deshalb macht es gerade bei Kleinspannungen Sinn die Leitungsquerschnitte eher etwas größer zu wählen.
Die folgende Tabelle ist als Empfehlung aus der Praxis heraus gedacht und stellt zum einen die wegen der Spannungsverluste sinnvollen Leitungsquerschnitte für Geräte mit entsprechender Leistungsaufnahme dar, zum anderen die maximalen Sicherungswerte, mit denen ich bei diesen Querschnitten absichern würde. (Gilt für Kabellängen bis ca. 10 m)

Leitungsdurchmesser____ sinnvolle Leistung____ maximale Absicherung
____0,75 mm²___________10 W_________________5 A
____1,5 mm²____________25 W ________________10 A
____2,5 mm²____________40 W________________15 A
____4,0 mm²____________60 W ________________30 A
____6,0 mm²____________85 W________________35 A
_____12 mm²________________________________50 A
_____16 mm²________________________________70 A
_____25 mm²_______________________________100 A


Wer es genau Wissen will: Die „Richtigen“ Leitungsquerschnitte sind in der DIN EN 1648-2
"Bewohnbare Freizeitfahrzeuge - Elektrische Anlagen für DC 12 V - Teil 2:Motorcaravans" geregelt.

(Ich scheib statt grichischer Buchstaben jetzt mal ähnliche aus dem "normalen“ Alphabet)
A= p x L x I / Uv
Um die maximal zulässige Stromstärke für eine Leitung herauszufinden stellt man das ganze einfach nach I um:
I= A x Uv / (p x L)


A= Leitungsquerschnitt in mm²
p = spezifischer Widerstand des Leiters (für Kupfer = 0,01989 Ohm mm²/m bei 50°C)
L = Gesamtlänge der Leitung (Hin- und Rückleitung) in Meter
I = Gesamtstrom in A
Uv = zulässiger Spannugsabfall (= 0,3 V für die Leitung zur Zweitbatterie, 0,8 V für andere Leitungen, wenn der Hersteller des angeschlossenen Gerätes nicht etwas anderes fordert.) Anm.: Ich würde die Leitungen immer auf max. 0,3 V auslegen, insbesondere aber Heizung und Kühlschrank/-box).

Es sollten nur speziell für die Verlegung in KFZ geeignete Leitungen verwendet werden. Diese sind aus feindrähtiger Litze und haben entsprechend dicke und robuste Isolierungen. Damit sind sie ausreichend flexibel um den im Fahrzeug vorherrschenden Schwingungen und Vibrationen wiederstehen zu können. Dies ist bei anderen Leitungen nicht unbedingt gegeben, da diese zu starr sein können und dann auf Dauer brechen würden. Leitungen mit starrem Leiter haben im Fahrzeug auf keinen Fall etwas zu suchen.

Bei den Leitungsfarben gibt es im 12 V-KFZ-Bereich andere Farben als beispielsweise in der 230 V Hausinstallation. Für Masseleitungen (bzw. Minusleitungen) wird braun verwendet. Für die Plusleitungen sollte rot bevorzug werden. Zur Unterscheidung können aber auch alle Farben ausser braun genommen werden.

Leitungsverbindungen:
Als Verbindungstechnik im Fahrzeug eignen sich insbesondere Quetschverbindungen und Schraubverbindungen (nur in Verbindung mit Aderendhülsen) sowie Steckverbindungen, bei denen die Stecker aufgequetscht / gepresst werden. Auch neuere Klemmverbinder für flexible, feindrähtige Leitungen sind geeignet.
Es empfiehlt sich zur Installation eine Vernünftige Quetschzange für isolierte und unisolierte Quetschverbinder (bzw. Kabelschuhe) und eine vernünftige Aderendhülsenzange zu kaufen oder zu leihen. (Quetschzange mit Wechselbacken gibt es preiswert bei Westfalia)
Insbesondere bei den Anschlüssen der Leitung, welche die beiden Batterien mit den Sicherungen und dem Trennrelais verbindet empfiehlt es sich diese Verbindungen mit Rundösen-Kabelschuhen auszuführen, welche auf die Leitungen gequetscht werden und dann an den Sicherungshaltern und am Trennrelais verschraubt werden. Diese Verbindung ist AMP-Steckern und dergleichen vorzuziehen.
Nicht geeignet (und teilweise auch nicht zulässig) sind Verbindungen durch Löten, Schraubverbindungen mit verzinnten Aderenden, einfaches verdrillen und isolieren mit Isolierband oder Verbindungen mit sogenannten Abzweigverbindern (auch Stromdiebe genannt).
Das Löten ist nicht zulässig, weil die Leitung damit „versteift“ wird und die Gefahr eines Kabelbruches an der Übergangsstelle zwischen flexibler Leitung und durch Lot versteifter Leitung besteht. Das Verschrauben (z. B. mit Lüsterklemmen) verzinnter Enden ist darüber hinaus verboten, weil das Zinn im Laufe der Zeit unter dem Druck der Schraube und / oder wegen hoher Temperaturen aufgrund hoher Übergangswiderstände anfangen könnte zu „fließen“ und die Klemmkraft dann nachlassen würde. Abzweigverbinder bieten keine vernünftige Leitungsverbindung. Es können sehr hohe Übergangswiderstände auftreten, insbesondere wenn die Isolierung nicht sauber aufgetrennt wird und sich Stellenweise noch Isolierung zwischen den Kontaktflächen befindet. Des weiteren besteht die Gefahr, das die Adern beschädigt werden und sich dann der Kabelquerschnitt im unzulässigem Masse reduziert.

Verlegung der Leitungen
12 V Leitungen dürfen in keinem Fall mit 230 V Leitungen zusammen verlegt werden.
Beim Verlegen der Leitungen darauf achten, dass diese vor mechanischer Beschädigung geschützt sind (insbesondere in Staufächern), das sie nicht auf Zug belastet werden, das die Leitungen ausreichend befestigt sind und das sie nicht über scharfe Kannten und durch ungesicherte Blechdurchbrüche hindurch verlegt werden. Wenn die Gefahr besteht, das sich eine Leitung durchscheuern kann, muss sie in Kabelkanal oder Kabelrohr verlegt werden, oder die Kannte entsprechend müssen abgepolstert bzw. abgerundet werden. Bei Durchführungen durch Bleche sind entsprechende Leitungsdurchführungen aus Gummi o. ä. zu verwenden.


Dimensionierung der Zweitbatterie:
Für die richtige Dimensionierung der Zweitbatterie muss man sich zunächst die Mühe machen den Energiebedarf in Amperestunden (Ah) am Tag zu ermitteln und dann festlegen wie lange man ohne weitere Stromversorgung auskommen möchte.
Zum ausrechnen des Energiebedarfs sollte man sich für jeden Verbraucher die elektrische Anschlussleistung aufschreiben und überlegen wie lange dieser pro Tag läuft.
Mit diesen Angaben und der Formel:
Energiebedarf in Ah = Leistung in Watt / 12 V x Nutzungsdauer in Stunden
Ergibt sich der Energiebedarf jedes Einzelverbrauchers. Summiert ergibt dies die notwendige Batteriekapazität pro Tag. Mit der Anzahl der Nutzungstage des Wohnmobils ohne Stromversorgung multipliziert ergibt sich die notwendige Batteriekapazität.
Nun sollte man noch beachten, das eine Batterie für ein langes Batterieleben nicht komplett entladen werden soll. Einer Säurebatterie soll regelmäßig nur max. 80 % Ihrer Kapazität entnommen werden, einer Blei-Gel-Batterie sogar nur max. 60 %. Bei tieferer Entladung altern diese Batterien deutlich schneller.

Materialliste zum Aufbau einer 12 V-Elektroanlage in einem Wohnmobil (Vorschlag)

· Aufbaubatterie
· Trennrelais (mit Löschdiode). Bevorzugt Typen mit Schraubanschlüssen wählen.
· 2 Sicherungshalter für Hochstromsicherungen (z. B. Streifensicherungen)
· 2 Sicherungen für o. a. Sicherungshalter (ca. 50 – 80 A, je nach Trennrelais u. Leitungsquerschnitt zwischen den Batterien)
· Leitung feinadrig min. 12 mm²
· Sicherungshalter mehrfach
· Sicherungen
· KfZ-Leitung in Querschnitten von 0,75 mm² bis 6 mm²
· AMP-Stecker, Quetschverbinder, Kabelschuhe, Aderendhülsen etc.
· Ggf. Unterspannungsschutz
· Ggf. Automatik-Ladegerät
· Ggf. Solaranlage
o Solarmodul
o Halter für Solarmodul
o Leitungsdurchführung für Fahrzeugdach
o Leitung 2 x 2,5 mm² - 2 x 4 mm²
o Solarregler



Anmerkung:
Alle Angaben sind nach besten Wissen und Gewissen gemacht. Der Autor erhebt jedoch keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Fehlerfreiheit. Alle Angaben sind lediglich als Information anzusehen. Der Autor haftet nicht für Schäden die entstehen, wenn eine Elektroanlage nach dieser Information aufgebaut wird.

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Viele Grüße
Krabbe
(Sachkundiger für Campinggasanlagen)

Gast

#2 Beitrag von Gast » Sa 07 Okt 2006 12:50

Eine kleine Ergänzung.
Sollte ein Absorberkühlschrank verbaut werden ist es sinnvol speziell dafür noch ein zweites Relais einzubauen. Gesteuert wird das ebenfalls über das blaue Kabel von der Lichtmaschine kommend.
Moderne Absorbekühlschränke brauchen einmal Dauerplus zur Zündung des Gases, ein zweites Kabel geht vom Umchalter an die 12 V Heizpatrone und diese zieht jede menge Strom, leicht vergisst man nach einer langen Fahrt den Kühlschrank umzustellen.
Mit einem Relais in diese Leitung die vom Umschalter zur Heizpatrone geht, bekommt die Heizpatrone nur dann Strom wenn auch der Motor läuft.
Die Batterie wird nicht entladen.

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Strombedarf berechnen

#3 Beitrag von Picco » So 26 Aug 2012 09:13

Hoi zämä

Clerc hat mal eine Excel-Tabelle eingestellt, mit der man den Strombedarf berechnen kann.
Benutzung auf eigene Gefahr, hier ist sie zu finden: Klick mich, ich bin der Link!

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