Bin zwar kein Elektriker, habe mich mal mit der Materie auseinander gesetzt.
Technische Grundlagen und Parameter
- Fahrzeug / Motor: IFA W50 mit Dieselmotor 4 VD 14,5/12-1 SRW
- Bordnetz: 24 Volt (Reihenschaltung aus 2x 12 Volt Batterien à 180 Ah)
- Startstrom (I): 750 A bis 1000 A (kurzzeitiger Spitzenstrom beim Kaltstart)
- Kabellänge (L): Angenommene Standard-Leitungslänge von 5 m
- Spezifischer Widerstand von Kupfer: 0.0178 Ωmm²/m bei 20 C°
- Verlustfaktor fk: Max. 2 Volt im 24 Volt - System
Ich habe mein Kabelquerschnitt nach folgende Formel berechnen:
- L ist die Kabellänge
- I ist die maximale Stromstärke in Ampere einer Batterie
- 0,0178 Ω ist ist der spezifische Widerstand von Kupfer in Ωmm² / m
- fk ist der Verlustfaktor, Beispiel: 2 Volt bei 24 Volt
Meine Anlage ist wie folgt aufgebaut:
I = ( 2 x Starterbatterien 12 Volt à 1000 A (kurzzeitiger Spitzenstrom beim Kaltstart)
L = 5 m (meine Kabellänge)
U = 24 Volt
Mathematische Berechnung des Mindestquerschnitts Q
Der erforderliche Leitungsquerschnitt Q wird über die Formel für den Spannungsabfall unter Berücksichtigung von Hin- und Rückleitung ermittelt:
Q = (2 x L x I x fk) / maximaler Verlust
Durch Einsetzen der maximalen Belastungsparameter (I = 1000 A, L = 5 m, ta U = 2 Volt) ergibt sich:
Q = (2 x 5 m x 1000 A x 0.0178 Ωmm²/m) / 2 Volt
Ich habe mein Kabelquerschnitt nach folgende Formel berechnen:
Q = (2 x L x I x fk) / Verlustfaktor
Q = (2 x 5 m x 1000 A x 0.0178 Ωmm²/m) / 2 Volt
Q= 89 mm²
Ergebnis und Empfehlung
- Minimaler Querschnitt: Unter absolut idealen Bedingungen und bei kurzen Startvorgängen stellt ein Querschnitt von 70 mm² die technische Untergrenze dar. Geringere Querschnitte (wie oft im PKW-Bereich üblich) führen zu starker Erwärmung und unzureichender Drehzahl am Anlasser.
- Empfohlener Querschnitt: Für den zuverlässigen Betrieb und um Leistungsverluste bei niedrigen Temperaturen zu minimieren, wird ein Kabelquerschnitt von 95 mm² bis 120 mm² empfohlen. Dies entspricht den Anforderungen von schweren Nutzfahrzeugen dieser Leistungsklasse.
Kabelquerschnitte gibt es nur in folgenden Normgrößen:
Querschnitt in mm²
- 0,75
- 1
- 1,5
- 2,5
- 4
- 6
- 10
- 16
- 25
- 35
- 50
- 70
- 95
- 120
Da es kein Kabel mit dem berechneten Querschnitt von: 89 mm² gab habe ich 95 mm² genommen um auf der sicheren Seite zu sein.
Hier noch eine Liste mit Querschnitten und den maximalen Stromstärken
Genormte Kabelquerschnitte
In der Norm IEC 60228 sind die Querschnitte isolierter Kabel zusammengefasst. In Deutschland ist sie als DIN-Norm DIN EN 60228 bzw. VDE 0295 gültig.
Folgende Querschnitte sind in der Norm enthalten:
| Querschnitt in mm2 | max. Strom in A |
|---|---|
| 0,75 | - |
| 1 | 11 |
| 1,5 | 15 |
| 2,5 | 20 |
| 4 | 25 |
| 6 | 33 |
| 10 | 45 |
| 16 | 61 |
| 25 | 83 |
| 35 | 103 |
| 50 | 132 |
| 70 | 165 |
| 95 | 197 |
| 120 | 235 |