Kondensator Batterieumschaltung

Der Battery Switching Capacitor von SteFly:

Ein großer, 47000 µF-Kondensator, der mit einer intelligenten Elektronik ausgestattet und von einem praktischen Gehäuse umschlossen ist. Unser Kondensator zur Batterieumschaltung kommt dank der austauschbaren KFZ-Flachsicherung mit nur jeweils einem Kabel für den Plus- und Minuspol aus. Eine Standard-KFZ-Schmelzsicherung schützt den Kondensator bei Verpolung (fehlerhafter Installation) zuverlässig vor einer irreversiblen Beschädigung. Das ABS-Gehäuse des SteFly Kondensators ermöglicht eine flexible Befestigung durch zwei M4 Schrauben oder alternativ durch Kabelbinder.

Technische Daten

• Kapazität: 47000 µF
• Betriebsspannung: 0 - 16 V.DC
• Kurzzeitiger möglicher Spitzenstrom bei Umschaltvorgang: 6 A
• Stromverbrauch im geladenen Zustand (12 V): ca. 3 mA
• Masse: 90 g
• Maximale Umschaltdauer (Spannungsabfall von 14,0 V auf 9,0 V, Stromverbrauch der Avionik 0,3 A): 950 ms
• Verpolungsschutz / Überlastschutz: austauschbare KFZ-Flachsicherung (1 A oder 2 A)

Installation

• Der „Battery Switching Capacitor“ verfügt über nur zwei Anschlusskabel. Das schwarze Minuskabel wird mit der Masse verbunden, das rote Pluskabel wird an die positive Bordnetzleitung (+12 V) geschaltet, die vom Hauptschalter zu den Avionikgeräten führt. Der Kondensator wird somit parallel zu den übrigen Verbrauchern in das Bordnetz eingebunden.
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• Verpolungsschutz: Werden fälschlicherweise die Anschlusskabel vertauscht, löst die Schmelzsicherung aus und verhindert zuverlässig, dass der Kondensator beschädigt wird. Die handelsübliche KFZ-Flachsicherung kann einfach ausgetauscht werden, nachdem der „Battery Switching Capacitor“ korrekt angeschlossen wurde.

Funktionsweise im Normalbetrieb

• Aufladevorgang: Der Kondensator lädt sich nach dem Einschalten des Bordnetzhauptschalters langsam mit elektrischer Energie auf. Der Spitzenstrom, der bei einem Kondensator ohne Vorschaltelektronik auftreten würde, wird dadurch auf ca. 0,1 A beschränkt. Dies entlastet die Batterien und erhöht deren Lebensdauer. Nach ca. 5 sec ist der Kondensator ausreichend geladen für einen normalen Umschaltvorgang, nach ca. 10 sec ist der Kondensator bereits zu 80 % geladen.
• Entladevorgang: Wird nun von einer leeren Batterie (Bat 1) auf eine geladene Batterie (Bat 2) umgeschaltet, so entlädt sich der Kondensator und speist gleichzeitig die Avionik. Ist der Umschalter auf Bat 2 eingerastet, dann lädt sich der Kondensator erneut automatisch auf.
• Stabilisierung der Bordnetzspannung: z.B. für den Fall, dass ein zusätzlicher Verbraucher (elektrischer Mückenputzer, elektrisches Einziehfahrwerk) kurzzeitig einen hohen elektrischen Strom benötigt (induktive Lasten).

Unterbrechungsfreie Stromversorgung im Segelflugzeug

Segelflugzeuge verfügen meist über mehrere Akkus, die ermöglichen, dass die Avionik selbst über einen langen Flugtag hinweg ständig mit Strom versorgt wird. Besonderes Augenmerk muss dabei auf eine unterbrechungsfreie Stromversorgung gelegt werden, wenn von einem leeren Akku auf einen vollen Akku umgeschaltet wird. Um auszuschließen, dass während des Umschaltvorgangs aufgrund eines Zusammenbruchs der Bordnetzspannung die Avionik abstürzt haben sich zwei Systeme etabliert:

• Unterbrechungsfreier Umschalter: Dieser spezielle Kippschalter schließt während des Umschaltvorgangs die Akkus kurzeitig parallel. Nachteilig ist, dass kurzzeitig ein hoher Ausgleichsstrom von der Batterie mit der höheren Spannung zur leeren Batterie fließt, was sich negativ auf die Lebensdauer der Akkus auswirken kann. Zudem eignen sich diese speziellen Umschalter nur, wenn im Flugzeug zwei Akkus angeschlossen sind.
• Kondensator: Dieser speichert elektrische Energie, die in der Zeit des Umschaltvorgangs wieder abgegeben wird und damit die gesamte Avionik versorgt. Ein Abstürzen der Geräte im Cockpit wird verhindert, die Daten z.B. des IGC-Files werden ununterbrochen aufgezeichnet. Ein weiterer Vorteil ist, dass beliebig viele Akkus in das Bordnetz eingebunden werden können, während bei unterbrechungsfreien Umschaltern meist nur zwei Batterien möglich sind. Durch die intelligente Vorschaltelektronik des SteFly Battery Switching Capacitors werden zwei Probleme verhindert, die ansonsten auftreten würden:
  • sehr hohe Ladeströme, was sich wiederum negativ auf die Batterielebensdauer auswirkt. Bei unserem Kondensator ist der Ladestrom dagegen auf ca. 0,1 A begrenzt.
  • Verpolung führt zu Überhitzung des Kondensators (im Extremfall Explosionsgefahr). Bei unserem Kondensator ist deshalb eine KFZ-Schmelzsicherung verbaut, die bei Verpolung auslöst und ausgetauscht werden kann, sobald der Kondensator korrekt angeschlossen wurde. Schmelzsicherungen weisen gegenüber selbstrückstellenden Sicherungen einen geringeren Spannungsabfall während des Aufladevorgangs auf. Dadurch speichert der SteFly Kodensator ein Maximum an elektrischer Energie.