Batteriekasten leicht gemacht

Die Batterie des Unimog 1300L fällt überaus üppig aus, selbst in Relation zu vergleichbaren Fahrzeugen. Woran das genau liegt, vermag ich nicht mehr rauskriegen. Da gibt es auf der einen Seite die Anforderung mit voller Beladung und Anhängerlast einen Bahnübergang mit der elektrischen Fahrt aus dem Anlasser räumen zu können. Möglicherweise spielt auch die potentielle Kofferversorgung und die bekannte Nato-Starthilfesteckdose eine Rolle. Jedenfalls wartet hier Mercedes mit ordentlich Kapazität auf, was sich natürlich deutlich im Gewicht niederschlägt. Insbesondere bei den militärischen 24 V Anlagen kommt  so ganz schön was zusammen. Dabei betrachte ich keineswegs nur die Batterien alleine. Auch die stabile Lagerung und die Leitungsführung sind nicht umsonst, was das Gewicht angeht. Die Leitungsführung mit der isolierten Schraube durch den Rahmen halte ich auch für keine gute Lösung. Hier kommt es gerade bei 24 V zu Migration und somit zu Rost. Ich werde einige Anstrengung zur Optimierung vornehmen. In erster Linie möchte ich Gewicht sparen, nebenbei sollen aber Zuverlässigkeit, Robustheit, Ausfallsicherheit, Wartung und Betriebssicherheit erhöht werden. Kurz gesagt, wenn ich es anpacke, dann möchte in jeden der genannten Punkte eine Verbesserung erreichen. Die unausweichlichen Nachteile entsprechend bewerten, aufzeigen und unter Umständen sogar akzeptieren. Der Kostenfaktor soll eine untergeordnete Rolle spielen.
Zuerst geht es um die Auswahl der Batterien selber. Im Original Unimog 1300L von der Bundeswehr sind 2 sogenannte Nato-Blöcke verbaut. Bei 24 V Anlagen werden jeweils 2 Einheiten in Reihe geschaltet. Diese Blei-Gel-Akkus funktionieren weitgehend unabhängig von der Einbaulage und der Fahrzeugneigung, sind wartungsfrei und in der Regel bleiben sie trocken. Der Laderegler im Unimog macht 28,3  V, daher überschreitet er die zulässigen 29 V nicht. Blei-Säure Batterien liegen auch in diesem Bereich, vertragen aber eine geringfügig höhere Spannung auch noch.
Als die Natoblöcke wegen Überalterung raus flogen, die waren von 1986, ersetzte ich dieselben durch Blei-Säure Batterien der gleichen Größe. Diese Blei Säure Batterien funktionierten einwandfrei und schafften auch bei -11°C den großen Diesel-Direkteinspritzer zu starten. Hier merkt man jedoch, dass der Batterieleistung, und sei sie noch so ausreichend, Grenzen gesetzt sind.
Mercedes ruft für die Dinger einen stolzen Preis auf. Nach dem Abziehen der Aufkleber war aber die VARTA-Nummer lesbar und so bestellte ich die zweite Batterie zum halben MB-Preis beim Bosch-Dienst.
Die Varta 625023, auch 62523 entspricht der DB-Teilenummer A001 541 8201. Dabei handelt es sich um eine herkömmliche Blei-Säurebatterie mit 125Ah. Diese passt perfekt in den Halterahmen des Batteriekastens des BW 1300L
Die Abmessungen, die in den Datenblättern von Varta angegeben sind, entsprechen nicht den Blockmaßen sondern beinhalten die Pole, Deckel, Griffschlaufen..usw.
Ein Nachteil der Teile ist die geringe Menge Säure, die nach Steilfahrten immer auslief. Das war zwar nie wirklich ein Problem, aber die Metallteile des Halterahmens litten stetig. Ein auffüllen der Batterie jeweils im Frühling mit ganz geringen Mengen Wasser reichte stets aus um die Platten im Inneren zu bedecken. Das Gewicht der beiden Brocken betrug inklusive Halterahmen und dem Brückenkabel allerdings 78 kg. Das ist mir einfach zu viel.
Der elektrische Anschluss mit den konischen Blei-Polen und den Klemmen missfiel mir ebenfalls. Die waren nur schwer fest zu ziehen, trotz Polfett immer oxidiert und auch nicht wirklich sicher. Wenn ich die 8 er Schrauben der Klemmen anzog, rissen die entweder ab oder es verbog sich die ganze Klemme. In beiden Fällen konnte man das Kabel mit Handkraft noch von dem Pol herunterziehen. Die Pluspolabdeckung ist unschön und die Berührsicherheit ist nicht gegeben. Hohe Gleichspannungen, geringe Abstände, Säure, Salze und unzählige Materialpaarungen vertragen sich zudem nicht. Hier möchte ich eine saubere, leichte Batterie-Lösung haben. Den Denkanstoß liefern dabei Luftfahrt-Batterieklemmen, die mit den entsprechenden Polen fest verschraubt werden.

Was dabei heraus gekommen ist, ist keineswegs Bull-Shit, sondern:
 
Shit-Bull
 
Super Helden Intelligenz Test  Batterie Ultra Leicht Lösung
 
Die Shit-Bull Batterie-Lösung besiegt nämlich Chuck-Norris, verhaftet erfolgreich das A-Team, tötet einen von Bruce Willis gespielten Filmhelden in der ersten Filmminute, lässt Rambo die Munition ausgehen und verhilft Lord Voldemort, Darth Vader und sämtlichen abgehalfterten James-Bond Endgegnern zur Weltherrschafft, jawohl.
And now for something completetly different...
 
Zuerst stellt sich die Frage nach der Akku-Technologie selber. Hier ist inzwischen einiges auf dem Markt und da ich auch die Flugzeug- , die Ultraleicht- und Modellfliegerszene gut kenne, recherchierte ich ausgiebig.
Jetzt kommt kein Vortrag über Akkumulatoren, aber selbstverständlich fällt jetzt das Wort Li-Ionen. Diese Akkus und alle Ihre Derivate zeichnen sich durch hohe Leistungsdichte aus. Sie bauen im Vergleich zu Blei-Akkus deutlich leichter und kleiner. Auf dem Markt befinden sich mehrere Einheiten, die durch entsprechende integrierte Elektronik "nach außen" einen Blei-Gel Akku vortäuschen und sich somit mit dem meist vorhandenen Laderegler betreiben lassen. So weit so gut, dieses Verfahren birgt aber auch Nachteile und Gefahren. Diese Technologie reagiert empfindlich auf alles unvorhergesehene und eine Störung des integrierten Schaltkreises möchte ich mir nicht vorstellen. Leider ist die Konsequenz dabei häufig Feuer und dass wird mir dann doch zu heiß. Ich kenne selber Leute, die solche Batterien in Ihrem Flugzeug als Starterbatterie eingesetzt haben und das nun nicht mehr tun.
Gewicht sparen möchte ich schon, nur möchte ich mir nicht die Frage stellen ob und warum das Ding abrennt, weil ich an irgend einen Mist nicht gedacht habe. Bei meinem Kollegen war es die negative Spannungsspitze des Hauptschalterrelais, der die Elektronik des Akkus nach und nach geschlachtet hat. Der erzählte Monate lang begeistert von Seine LI-Po Lösung und von der Gewichtsersparnis. Am Ende ist mir ein völlig elektronikfreier Fahrbetrieb doch lieber, Freilaufdiode hin oder her. Daher entschied ich mich für die klassische Blei-Gel Lösung.

Wer die größte Internet Suchmaschine nutzt bzw. sich ihr unterwirft, stolpert schon nach 0,5 Klicks über die Optima Batterieserie und kann, sofern er weiter die Wellen des WWW reitet, auch noch Feature-Listen diverser anderer Anbieter durchgehen. Da gibt es Angaben über Gewichte, Stromstärken, Kapazitäten und eine ganze Menge weiterer toller Eigenschaften, die das beschriebene Monstrum jeweils mitbringt. Nun ja, egal wie diese Quartettkartenweisheiten zu Stande kommen, zaubern kann keiner. Ein Manager würde jetzt vielleicht fragen: "warum nicht?".
Von einigen Fliegerkameraden hörte ich positives über die Odyssey Batterien. Ich erinnere mich an einen direkten Vergleich als wir an einem kalten Januarmorgen unsere Flugzeuge vor der Halle starteten. Mein Blei-Gel Akku eines anderen Herstellers hatte trotz der überlegenen Größe seine liebe Not, den Propeller zu drehen. Mein Nachbar besitzt einen baugleichen Anlasser und hat einen größeren Motor und eine halb so große und halb so schwere (Odyssey) Batterie. Er startete mit merklich mehr Drehmoment am Anlasser, obwohl er zudem dünnere Kabel verlegt hatte.
Letztendlich überzeugt mich hier aber nur ein Versuch am Unimog selber. Den letzten Ausschlag eine entsprechende Testreihe zu riskieren, machten die Abmessungen. So könnten zwei PC 925 sogar in das Werkzeugfach der Unimog-Schaltplatte passen. Das wäre super, weil die Batterien dann wesentlich geschützter liegen. Die Kabel werden deutlich kürzer und in Sachen Leichtbau schlägt das sogar einen Batteriekasten aus Titan und Kohlefaser mit Millionen Erleichterungsbohrungen.
Nur packen die zwei Hightech-Würfel auch bei niedrigen Temperaturen den alten Diesel anzudrehen? Das ist schließlich neben einer Langzeiterprobung die alles entscheidende Frage.
Daher wartete ich ab, bis es in der Nacht mal unter -10°C abkühlte. Häufig gibt es das nicht bei uns in Südhessen, aber es kommt doch gelegentlich vor.
Die guten PC 925 meisterten den Startversuch bravourös und mit der gewohnten Schwerfälligkeit bei Kälte lief das alte Eisenschwein an. Ich provozierte die Batterie noch ein wenig, indem ich den Nullförderknopf während des Startvorganges gedrückt hielt.
Die Kapazität ist ausreichend, jedoch etwas schwächer als die der dicken, nassen Blei-Säure Monster. Nach einer Minute leiern brachen die Odyssey-Batterien dann doch ein. Die alten Batterien konnten das noch eine Weile länger ab. Der Spitzenstrom der PC 925 Akkus hingegen ist bei kalten Temperaturen den dicken Vorgängern sogar überlegen. Ein Vergleich auf der Basis von Ah Stunden aus der Featureliste ist hier nicht aussagekräftig, da sich Batteriekapazitäten auch mit der Temperatur und dem entnommenen Strom ändern. Je höher der Strom, desto kleiner wird die tatsächliche Kapazität, das ist logisch. Je tiefer die Temperatur, desto niedriger wird der mögliche Kurzschluss-Strom. Auf diese Bedingungen reagieren die verschiedenen Modelle unterschiedlich. Welche Kapazität in Ah bei 25°C und kleinem Entladestrom theoretisch im Vergleich vorliegt, ist wenig aussagekräftig. Am Ende traue ich dem Doppelpack aus PC 925 einen Einsatz als Starterbatterie im Unimog zu.
   
Hier erprobe ich die neue Batterie in der originalen Batteriehalterung. Dazu baute ich eine kleine Adapterplatte, die in die originale Halterung passt. Das war wichtig, denn nur so lässt sich herausfinden, wie die deutlich kleineren Sammler sich schlagen. Nach einigen erfolgreichen, morgendlichen Startversuchen während der "Kälteperiode" im Winter 2017 war ich von der Leistung überzeugt. Die Batterien ließen sich problemfrei an dem vorhandenen Lader im Unimog laden und funktionierten über Monate zuverlässig und problemfrei. Die Entscheidung ist gefallen, ich stelle das Batteriekonzept um und ersetze die originalen Nassbatterien endgültig.
   
Die beiden gewaltigen Nassbatterien haben mir immer gute Dienste geleistet, folglich gebe ich sie mit gemischten Gefühlen her. Im Stich gelassen haben die mich nämlich nie und die Kapazität ist mehr als ausreichend. Ich erinnere mich an einige Kaltstartvorgänge bei -11°C, bei denen ich selber überrascht war, wie lange die beiden durchhielten. So ein Direkteinspritzer springt ohne Starthilfen bei diesen Temperaturen nicht mehr so gerne an. Es sei denn, man erwärmt den Brennraum durch länger anhaltendes Durchdrehen des Motors, bis eine Zündung möglich ist. Das dauert mitunter 1 Minute, aber das schafften diese Batterien. Mit 37 kg pro Stück fällt das Gewicht jedoch üppig aus. Noch üppiger war der Preis, denn eine der beiden Batterien erwarb ich direkt von Mercedes. Der Listenpreis pro Stück lag bei über €500,- Euro. Die zweite kaufte ich über den Boschdienst, nachdem ich unter dem tollem Mercedes-Aufkleber die entsprechende Seriennummer von Varta lesen konnte. Das Teil kostete dann die Hälfte. Jetzt ist mir klar, wie die Mercedes Aktionäre zu Ihren Dividenden kommen.
   
Hier ist der neue Powerpack zu sehen. Der kompakte Verbund aus zwei PC 925 wiegt keine 24 kg und bietet die Möglichkeit, weitere Ideen umzusetzen. Bevor ich die beiden identischen Akkus mit Gewebetape verband, brachte ich zwischen den Dingern noch ein paar 3 mm Schicht Filzgleiter an. Das verhindert das Reiben des überstehenden und umlaufenden Randes oben  am Gehäuse. Jetzt berühren sich die beiden Würfel flächig. Um die Akkus vollständig zu verbinden, versah ich den gesamten Boden mit 20 mm starkem Moosgummis. Das Zeug ist selbstklebend und wird zudem Vibrationen fernhalten. Es ist auch nötig, um die Krümmung, sprich die Radien am Boden des Fahrerhausfaches, zu umgehen.
   
Selbstverständlich setze ich nur PTFE-Kabel ein, wenn ich schon dabei bin, den fetten Kabelbaum rauszuschmeißen. Gutes Teflon-Kabel ist zwar teuer, hält aber im Gegensatz zu dem gammeligen PVC-isolierten Originalkabelbaum, 200°C statt 90°C aus. Dazu ist es mechanisch um ein vielfaches belastbarer. Ein durchscheuern ist praktisch unmöglich und die Isolierung ist trotzdem dünner und leichter. Ich versteh es ja, dass der Unimog-Kunde nicht ein vielfaches für schöngeredetes MIL-SPEC Gewurschtel ausgeben möchte, wenn es der billige Automotive-Elektro-Einheitsmüll auch tut. Geht es jedoch um übertriebenen und kommerzfreien Leichtbau Marke Heimwerker, dann führt an dem hochwertigen Kabel kein Weg vorbei. Die größte Gewichtsersparnis erreicht der Kabelbaum jedoch durch seine geringere Länge.
Das neue, untere Kabelstück (weiß) wiegt etwa 2 / 3 von dem oberen Kabel. Die Kupfer-Querschnitte sind dabei beinahe identisch.
Da der neue Kabelbaum nur noch etwa halb so lang ist, dürfte auch der Querschnitt bei bleibender Stromkapazität eine Nummer kleiner werden. Er wird aber nicht in gleichem Maße kleiner, folglich kann der neue, leichte Edelkabelbaum sogar noch mehr Strom als der Alte.
   
Das passiert, wenn "hohe" Gleichspannung und ein geringer Kontaktabstand aufeinander treffen. Wird diese blanke und keinesfalls versiegelte Verschraubung feucht, dann übernimmt die Galvanik. Kondenswasser, Spritzwasser, Luftfeuchtigkeit  und unter Umständen sogar Streusalz sorgen dann für Ionenwanderung. Dann oxidiert die eine Seite und es Reduziert die Andere. Bei dieser Lösung könnte sogar Wasser dauerhaft zwischen den beiden Bundscheiben aus Kunststoff stehen bleiben und nach und nach den Rahmen zernagen. Ganz doof wird es, wenn die Scheiben von den Ausblühungen zerstört oder zerdrückt werden und die Schraube im Inneren echten Kontakt bekommt. Keine Ahnung was sich Mercedes dabei gedacht hat. Ich vermute, das Kabel sollte geschützt im Rahmen verlaufen und war auf so kleinem Raum nicht anders um die Ecke zu bringen. Ach ja, und da war ja früher auch die Abzweigung für die Nato-Steckdose dran. Mir gefällt die Lösung jedenfalls nicht so...

   
Hier die neue Batterieklemme im Detail. Es handelt sich um einen starken Rohrkabelschuh mit 6 mm Loch für ein AWG 2 Kabel. Dies entspricht einem Kabelquerschnitt von 35 mm ². Wobei ich die ganze Umrechnung nicht verstehe, denn der Leiter hat ohne Isolierung einen Durchmesser von 8 mm. Folglich beträgt der Querschnitt doch um 50 mm ². Bei den Kabelschuhen ist es dasselbe, als 35 mm ² ausgewiesene Teile haben oft eine 9 mm Öffnung. Das kapiere ich nicht und muss immer leider so lange alle möglichen Größen bestellen, bis zufällig die richtige dabei ist.

Zur Montage verwende ich eine starke, kupferne Distanzhülse, die den Kabelschuh entsprechend über die Vertiefung hebt. Diese besteht aus rundem 20 mm Kupfer-Vollmaterial, in welches ein 6 mm Loch gebohrt wurde. Die Hülse ist genau 10 mm hoch.

Im Hintergrund liegt noch meine tolle, Cadmiumgelbe AMP-Wahnsinnszange. In dieses Werkzeug habe ich seinerzeit ein ganzes Monatsgehalt investiert um die dicken Kabel an meinem Flugzeug vernünftig pressen zu können. Jetzt freue ich mich natürlich über die sauberen Quetschungen, die ich auch mit meinem Körpergewicht nicht lösen kann. Löten ist bei vibrierenden Kabelbäumen nämlich tabu.
   
Diese Distanzhülse bietet dem Silikon-Isolator besten Halt. Der ist auch Militär-Raumfahrt-Luftfahrt- spezifiziert und hält chemisch, mechanisch und thermisch deutlich mehr aus als ein Gummi-Derivat. Zudem altert das Material nicht ich finde es passt einfach bestens. Ich mag es solche hochwertigen Dinge zu verarbeiten, gerade wenn es auch anders ginge. Alle Kontaktstellen und Materialpaarungen sind so luftdicht versiegelt. Das wird die Verbindung blitzsauber halten, ganz ohne Ausblühungen, weil sogar die Luftfeuchte fern bleibt.

Das Wunderding nennt sich "Silicon Nipple Black MS25171-2S"

   
, Hier verbinde ich die Batterien elektrisch, hier entsteht die Reihenschaltung. Das ist viel zuverlässiger und sicherer als die alte Kabelbrücke. Außerdem spart das enorm Platz und Gewicht und bietet sich bei diesem Konzept einfach an. Mich hat es immer genervt, dass in jeder Taschenlampe, die Reihenschaltung der Batterien prima einfach gelöst ist und jedes 24 V Auto nicht ohne eine Kabelbrücke auskommt. Dabei geht es ja nicht nur um Gewicht, sondern um zusätzliche Klemmen. Zusätzliche Klemmen bedeuten mehr Fehlermöglichkeiten und mehr Gewurschtel.
Die Köpfe der 6er Edelstahlschrauben besitzen bekanntlich eine 10 mm Schlüsselweite und die entsprechenden Kunststoffkappen finden sich sogar im Baumarkt.

   
Nun geht es aber los und meine schöne frisch gepulverte Schaltplatte bekommt zwei 20 mm Löcher verpasst. Die Position ist gut erreichbar und das Blech ist auch nicht zu stark für einen Akkuschrauber mit Stufenbohrer. Die Löcher sollen noch in den geraden Teil des Bleches und dabei nicht zu hoch liegen.
   
Die Löcher werden entgratet und mit Owatrol-Grundierung ausgepinselt. Hier sind die Radien, die wohl durch den Tiefziehvorgang des Staufaches unvermeidlich waren, gut zu sehen. 
   
So sieht es dann von außen aus. Die linken Leitungen sind für den Masseanschluss und die rechte Leitung führt direkt zu Anlasser. Damit reduziert sich die Länge der dicken Kabel erheblich. Die Nylon-Kabeldurchführungen 6 mm - 12 mm sind wasserdicht und halten auch mechanisch die dicken Leitungen fest.
   
So werden die Batterien dann eingebaut. Die passen tatsächlich beinahe saugend. Die Litzen des hochwertigen Kabels sind viel feiner als der grobe alte PVC-Gammel. Damit sind sie weitaus weniger störrisch als die Originalkabel und die erforderlichen Biegeradien sind überhaupt kein Problem. Um eine Verpolung auszuschließen versah ich die positive Klemme mit einem roten Schrumpfschlauch. Zwischen Batteriegehäuse und Wanne ist seitlich nur ein kleiner Spalt geblieben. Da passen ganz prima weitere selbstklebende Filzgleiter dazwischen. Bei aller Bescheidenheit macht das einen schmalen Fuß.
   
Der Deckel erhält neben einigen Filzgleitern noch ein großes Stück selbstklebendes Moosgummi. Dieses drückt von oben auf die Batterie und fixiert diese. Nicht zu sehen ist das ebenso große Stück 20 mm Moosgummi, welches ich noch auf die Batterien klebte um den etwa 35 mm großen Abstand zu überbrücken.
   
Hier sieht man die neuen Kabel mit den entsprechenden Kabelschuhen. Die neuen Gummitüllen für die Löcher im Blech sind zwar jetzt zöllisch, passen aber trotzdem besser als die alten und dichten den Boden effektiv ab. Die gibt es, wie das Kabel, im Luftfahrtbedarf.

Materialbezeichnung: "AN931-5-12  ELASTIC GROMMET  ALT MS35489-10"



   
Nun ist es Zeit ein mal die gesamte Gewichtsersparnis zu bewerten.

Originalbatterien mit Halterahmen:            -78 kg
Original PVC-Kabelbaum:                         -3,5 kg
Batteriekasten mit Kulisse:                      -31,5 kg

Odyssey-Powerpack                                    24 kg
MIL-SPEC Kabelbaum                               1,5 kg

Die Gewichtsersparnis beträgt zu diesem Zeitpunkt 87,5 kg.

Was ich mit den nun gewonnenen Platz mache, kann ich noch nicht endgültig sagen.
Man könnte den Tank nochmals vergrößern und einen kleineren Staukasten montieren. Vielleicht bau ich aber auch den alten Batteriekasten wieder dran und verstaue darin die geplanten Schneeketten. "Aber dann packst Du Dir die 31,5 kg doch wieder drauf". Nee, dann spare ich mir das Bauen des Staufaches. Alles eine Frage des Standpunktes. Jedenfalls kann man mit der entsprechenden Batterie-Lösung, beinahe 90 kg am Unimog einsparen.

   
 Eine kleine Ergänzung
 
   
Das Konzept ist nun schon über 1 Jahr im Einsatz und bisher funktionierte das Starten einwandfrei. Auch bei Temperaturen um -11°C lief der Motor ohne Probleme an.
Um einer asymmetrischen Ladung vorzubeugen, installierte ich einen Ausgleichslader, einen sogenannten Balancer. Diese Geräte sorgen für eine gleichmäßig verteilte Ladespannung der Batterien. In einem Reihenverbund ist die Mittenspannung nur durch die Innenwiderstände der einzelnen Batterien definiert. Dieser hängt wiederum von vielen anderen Größen wie, Ladung, Zustand, Temperatur und auch von Fertigungstoleranzen ab. In der Regel sind die Unterschiede klein und die Batterien be- und entladen sich immer ausreichend gleichförmig. Auch gibt es Akkus, die eine leichte Überspannung gut verkraften. Leider sind AGM-Batterien, wie ich sie verwende, hier empfindlicher als ihre Konkurrenten. Höhere Temperaturen schränken den Spannungsbereich nochmals ein. Die gemessenen Spannungen unterscheiden sich in meinem Fall kaum. Im Ruhezustand sind sie gleich, wenn die Lichtmaschine lädt, sehe ich eine temporäre Abweichung bis 0,5 Volt. Meistens bewegt sich diese um 0,2 V und wird immer kleiner, wenn die Batterien voll werden. Damit könnte eine der Batterien maximal 14,4 V sehen, währen die andere nur 13,9 V bekommt. Das ist zunächst kein Problem, aber hier greift dann der Loadchamp LCAL5 Balancer ein. Mittels einer Halbleiterschaltung sorgt er für eine exakt gleiche Spannungsverteilung und so langfristig für vollkommen gleichmäßig betriebene Akkus. Das verlängert auch die Lebensdauer, denn in jedem Batterieverbund gibt es eine Einheit, die zuerst aufgibt. Der Prozess ist dann zum Ende hin beschleunigt.
Ein Nachteil dieser Ausgleichsschaltung ist neben der Komplexität, die grundsätzlich versuche zu vermeiden, die Ruhestromaufnahme. Hier gibt es diverse Fabrikate, die erst aktiv werden, wenn eine aktive Ladung erkannt wird. Der Loadchamp LCAL5 hat dieses Feature nicht, kann aber dafür mit Strömen bis zu 5 A arbeiten und baut schön klein. Ich möchte nämlich den Lader im Batteriefach unterbringen, weil er nur so unabhängig vom Unimog-Kabelbaum für eine gute Verteilung sorgen kann. Außerdem spart das eine Menge Kabelsalat und Montagematerial. Die Ruhestromaufnahme ist mit "kleiner als 3 mA" spezifiziert. Das hört sich nach wenig an, kostet aber in 10 Wochen rund 5 Ah. Hat man nur 28 Ah zur Verfügung, liegt hier eine relevante Entladung vor. Trotzdem beschloss ich mit diesem Nachteil zu leben und den Unimog eben alle 2 Monate zu bewegen. Das ist bei unserem Einsatzspektrum ohnehin kein Problem.
Nun stand der Ullimog aber im Winter mal 2 Monate und eines kalten Morgens wollte ich, ohne Versäumnis, für Nachladung sorgen. Er sprang leider knapp nicht an. Ursache war eine bis auf 50% entladene Batterie. Schon nach kurzem Nachladen mit einem kleinen, schwachen Netzgerät, lief der Motor einwandfrei an. Daraufhin überprüfte ich die Ruhestromaufnahme des Balancers und erhielt einen schwankenden Wert. Offenbar werkelt im Inneren des Gerätes ein Schaltnetzteil, welches sich Stromsparmodus befindet und im sogenannten "lückenden Betrieb" arbeitet. Als KFZ-Elektronikentwickler sind mir diese Verfahren bekannt. Mir ist aber auch bekannt, dass eine Strommessung in diesem Fall nicht ganz einfach ist. Normalerweise arbeiten Labornetzteile und einige Multimeter hier mit dem sogenannten "Dual-Slope-Verfahren". Das funktioniert auch für einen Großteil von Signalformen zuverlässig und genau. Bei schnellen Signalen, die ein sehr hohes Puls-Pausen-Verhältnis besitzen, ist es nicht geeignet. Die Anzeige wird dann zu niedrig ausfallen.
Tatsächlich zeigte das Labornetzteil, welches die Batterie und den Mittenabgriff simulierte einen Ausgangsstrom von 2 mA - 3 mA an.
Das ist aber nicht ganz richtig, wie der angehängte Plot beweist:
   

   
Ich verwendete eine Stromzange mit einem präzisen Strom-Spannungswandler. 1 mA entspricht demnach 1 mV. Die Stromaufnahme betrug rund 10 mA.
Das Signal wird mit 2,5 Gigasamples abgetastet und der Stromwert wird präzise berechnet. Dieses Verfahren eignet sich für die vorliegende Signallform.
Der reale Strombedarf ist sogar noch etwas höher, denn auch über den Mittenabgriff, in meinem Fall die 12 V (weiß), nimmt das Gerät Strom auf.
Damit entlädt sich die Batterie in 10 Wochen um mindestens 18 Ah. Das erklärt die "schnelle" Entladung meiner 28 Ah Batterie. Sicher hat jede Batterie auch eine Selbstentladung. Die ist aber sehr klein.
Ich vermute, diese Eigenschaft des Augleichladers ist bislang nicht aufgefallen, da 24 Volt Systeme mit so geringen Kapazitäten praktisch nicht verbaut werden und bei Solaranlagen sich das Ruhestromproblem nicht stellt.
Mit diesen Erkenntnissen überlegte ich eine Lösung. Die Möglichkeiten sind recht vielfältig und ich wog die einzelnen Optionen gegeneinander auf. Es gibt Konkurrenzprodukte, die mit anderen Ruhestromangaben aufwarten. Die bauen zwar größer, aber man könnte sie an einer anderen Stelle im Fahrzeug einbauen. Sollte ich an Loadchamp festhalten, ist Deaktivierung umzusetzen. Eine automatische Zuschaltung, bei dem Überschreiten eine Spannungsschwelle ist denkbar. Die Ruhespannung einer Batterie ist immer etwas niedriger als die Ladespannung. Diesen Umstand machen sich viele Produkte zunutze. Leider gibt es kein Produkt, welches wirklich vollständig ohne Strom auskommt, wie auch. Angesichts der relativ geringen Kapazität meiner Batterie, dachte ich an eine vollständige Abschaltung. Damit ist schlicht die längste Standzeit zu erreichen. Die Schwierigkeiten mit der Asymmetrie entstehen fast ausschließlich beim Laden der Akkus. Von daher macht auch die Abschaltung während der Standphase kaum einen Unterschied.
Ich halte die KL15, die Spannung, die mit dem Schlüssel geschaltet wird, für ein geeignetes Signal. Damit kann bei aktivem Hautschalter Zu- und Abgeschaltet werden. Eine vollständige und bedingungslose Abschaltung mit dem Hauptschalter bleibt möglich. Leider sind hier zwei Strompfade abzuschalten. Die Abschaltreihenfolge ist zudem nicht ganz nach Spezifikation, aber angesichts der ausgewiesenen Kurzschlussfähigkeit sehe ich da nur ein geringes Risiko.
Dabei möchte ich folgenden Schaltplan aufbauen:
   
   
Ganz wichtig ist mir dabei die schlanke Umsetzung. Ich möchte keine große Elektrik-Installation machen und nur so wenig Kabel wie möglich ziehen. Es wird keine zusätzlichen Gehäuse geben und der Eingriff in den Kabelbaum des Unimog muss minimal bleiben. Dabei geht es darum, vorhandene Baugruppen zu nutzen und mit gängigen Standardkomponenten eine vernünftige Realisierung zu erreichen. Dieses Puzzle beschäftigte mich recht lange und ich brauchte viele Lauf-Denk Sessions bzw. Kilometer. In der Erprobung trat ich noch in eine kleine Falle. Wenn der Minus des Balancers an dem Minus des Relais hängt, und man trennt den Hauptschalter bei geschaltetem Schlüssel, dann bleibt das Relais aufgrund eines Querstroms durch den Ausgleichslader hängen. Deshalb muss die Schaltspule an die Fahrzeugmasse und die schwarze Leitung des LCAL5 direkt an den Minuspol des Batteriepaares.
Bei Unimog gibt es einen vorbereiteten, gesicherten und ungenutzten Strompfad. Der ist oben im Schaltplan zu sehen. Diesen möchte ich unbedingt nutzen. Der Strom wird mit dem Schlüsselschalter, der bekannten "Klemme 15" aktiviert, fließt über den Sicherungsautomaten  F10 (8 A)  und führt über ein grünes 1,5er Kabel an den Stecker CI/4. Das ist in der großen Durchführung zum Motorraum der (außen) freie Pin des fünften Steckers von oben. Damit ist das Signal vernünftig aus dem Fahrerhaus herausgeführt.
   
Eine erste Entflechtung beginnt auf dem Doppelrelais. Ich verwendete zwei getrennte KFZ-Relais, die sich ein Gehäuse teilen. Das hat eine Menge Vorteile. Diese Teile sind robust und besitzen die in der Auto-Elektrik üblichen Flachstecker. Mit zwei isolierten Blankdraht-Bücken hat man die beiden Steuerkreise schnell verbunden. Die entsprechenden Kontaktzungen für die Klemmen 86 und 85 kürzte ich vor dem Verlöten. Hier sollte keine Litze zum Einsatz kommen, da das Lötzinn hier einen Steifigkeitssprung bildet, an dem eine Schwachstelle bei Vibration entsteht.
Zwischen 86 und 85 schaltete ich noch eine Löschdiode, die Spannungsspitzen beim Abschalten der Spule verhindert.
   
Von dem  Doppelrelais entfernte ich noch die Haltelasche. Nun passt es in die Nische zwischen die beiden Batteriegehäusen. Das erleichtert den Aufbau der Schaltung ungemein und verhindert einige Löcher im Blech. Mit Doppelseitigem Klebeband fixierte ich das Gehäuse. Da gibt es wirklich gutes Tapes für die Verklebung von Spiegeln. Das pappt wie die Drecksau und besitzt in der Mitte einen flexiblen Schaum für den Ausgleich von mechanischen Spannungen. Das hielt so bombig, dass ich überlegte auf die eigentliche Befestigung zu verzichten.
Die Klemmen 30 führen zu den beiden Sicherungshaltern für KFZ-Schmelzsicherungen. Die wollte ich haben, weil die Kabel direkt zu den Polen führen. So schützen die auch das Relais, welches nur 20 A darf.
   
So soll der Loadchamp-Balancer dann verbunden werden. Das schwarze Massekabel kommt direkt an den Minuspol auf der rechten Seite. Mit den Spiralschläuchen lässt sich gut Ordnung halten.
   
Hier ist die Verklebung mit Sikaflex im Detail zu sehen. Eigentlich keine große Sache und sauber sieht diese flexible Verklebung auch aus. Bei einem eventuell anstehenden Batteriewechseln bekommt man es auch wieder ganz gut sauber gemacht.
   
So fixierte ich die beiden Steuerleitungen für das Doppelrelais. Hier soll dann Masse und die aus dem großen Durchgangsstecker heraus geführte "Klemme 15" angeschlossen werden. Mit einem kleinen 3 mm Loch und einem Kabelbinder halte ich diesen einfachen Doppelflachsteckverbinder in Position.
   
Die beiden flexiblen Sicherungshalter halten mit diesen Klebefüßen gut auf dem Gehäuse. Es wäre möglich gewesen, Löcher zu bohren, aber hier reicht mir eine Verklebung auch aus. In den dichten Gehäusen befinden sich herkömmliche KFZ-Sicherungen. In meinem Fall nahm ich 7,5 A, aber 10 A wären natürlich auch möglich.
   
Hier setzte ich noch eine kleine kosmetische Verbesserung um. Der Mittenabgriff führt über die Sicherung zum Relais. Einfach schee, so rundgefeilt, und obendrein noch Gewicht gespart. Dar war er wieder, der berühmte "schmale Fuß".

   
  Hier ist die neue Verbindung mit dem freien Platz zu sehen. Den genauen Weg dieser "Klemme 15" Leitung möchte ich verbal beschreiben.
Der große elektrische Durchgang zum Motorraum hat bei unserem Unimog, so wie bei vielen anderen auch, 7 Steckplätze mit 8 Verbindungen.
Der 5.Stecker von oben hat einen freien Platz, wie das auf dem Bild gut zu sehen ist. Hier kommt von innen die KL15 und ist nicht weiter verbunden. Wer sich den Schaltplan anschaut, der findet die Verbindung auch.
Von außen verband ich diesen freien Kontakt mit einem Flachstecker mit Rastung.
Von dort folge ich dem Hauptkabelstrang auf der linken Fahrzeugseite. Dieser verlässt im Bereich des Lenkgetriebes den Motorraum und führt unter einem gekanteten Blechtunnel durch das linke Radhaus. Dann kommt das schöne rote 2,5er PTFE-Kabel im Bereich der vorderen Schubkugel zum Vorschein und endet in dem Batteriekasten. Dazu bohrte ich über den beiden Löchern für die dicken weißen Kabel noch zwei kleinere 12 mm Löcher. Über Gummi-Tüllen finden sowohl das rote als auch das schwarze Kabel ins Innere. Der Hauptmassepunkt des Fahrzeugs befindet sich hier ganz in der Nähe und hier endet somit auch die schwarze Leitung (hier nicht im Bild). Gemeint ist die schwarze Leitung aus dem Bild mit dem Doppelflachsteckverbinder.
   
So sieht das wieder im Unimog installierte Gesamtkonstrukt aus. So viel Kabelsalat, wie ich zunächst befürchtete hat es nun doch nicht gegeben.
Fertig ist die abschaltbare und ruhestromfreie Ausgleichslader-Lösung.
Trotz der kleinen "Unzulänglichkeiten" halte ich an dem Loadchamp-Lader fest.
Für meine Anwendung passt er schlicht am Besten.