Batteriekabel Querschnitt berechnen

Haftungsauschluss

Die auf dieser Seite angegebenen Kabelquerschnitte und Strombelastbarkeiten gelten nur für unser Batteriekabel vom Typ "SGX" und "FLY" . Bei Verwendung anderer Batteriekabel können die hier angegebenen Kabelquerschnitte / Strombelastbarkeiten nicht angewendet werden. Wir übernehmen keinerlei Haftung für die hier gemachten Angaben, diese stellen lediglich eine Orientierungshilfe dar. Bei Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Batteriekabel und deren Querschnitt berechnen

Es ist essenziell, dass gerade bei Batteriekabel den Kabelquerschnitt passend gewählt wird. Ist der Spannungsabfall zu groß, kann es nicht nur später zu Betriebsstörungen kommen - im schlimmsten Fall kann sogar ein Kabelbrand entstehen.

Warum es so wichtig ist, den optimalen Kabelquerschnitt auszurechnen - gerade für Batteriekabel?

Batteriekabel werden, wie der Name schon vermuten lässt, an der Batterie angeschlossen. Es sind also meistens die Hauptkabel, die zu einer Unterverteilung führen und da fließt aller Strom drüber. Passt also der Kabelquerschnitt nicht bei den Batteriekabeln, sind Fehler vorprogrammiert.

• Zu dicker Kabelquerschnitt ist schlecht
  weil Kupferkabel schwer und teuer sind. Wenn man die komplette Fahrzeugelektrik mit zu dicken Batteriekabeln baut, kann das einige Kilo zu viel bedeuten. Wenigstens kann bei zu dicken Kabeln nichts passieren. Aber das Handling zu dicker Batteriekabel macht keinen Spaß.
• Zu geringer Kabelquerschnitt ist schlecht
  weil jedes Kabel einen Widerstand hat. Je höher der Strom ist, desto mehr Wärme entsteht. Um dem entgegenzuwirken, muss das Kabel dicker werden.

Batteriekabelquerschnitt und die Abhängigkeit von Kabellänge und Stromstärke

Schickt man viel Strom durch ein dünnes Kabel, entsteht dabei Wärme. Das nennt man Verlustleistung. Damit nicht zu viel Wärme im Kabel entsteht, dürfen Batteriekabel nur mit einem bestimmten Maximalstrom belastet werden.

Wärme entsteht im Kabel durch Reibung der Elektronen im Kabel, was dazu führt, dass die Spannung dabei sinkt. Je dünner ein Kabel bei gleichem Strom ist, desto mehr Reibung entsteht und desto höher ist dabei der Spannungsabfall.

Der Spannungsabfall stört uns genauso wie die Verlustleistung, denn wenn das Ladegerät 14,4V zum Laden ausgibt, am Akku aber nur 13V ankommen, wird der Akku nicht voll.

Je länger ein Kabel ist, desto mehr Spannung bleibt auf der Strecke. Deshalb müssen lange Kabel oft deutlich dicker ausgelegt werden, als es rein von der Strombelastbarkeit nötig wäre.

Spannungsabfall - wann mehr relevant, wann weniger?

Wenn es um das Laden von Batterien geht, wünscht man sich am besten gar keinen Spannungsabfall, sodass die Spannung vom Ladegerät auch bei der Batterie ankommt und der Akku möglichst lange mit einem hohen Strom geladen wird. Je größer der Spannungsabfall beim Laden ist, desto früher wird der Ladestrom sinken und desto länger dauert es, bis der Akku voll ist.

Mit sinkendem Ladestrom sinkt jedoch auch der Spannungsabfall und somit wird trotzdem irgendwann die Ladespannung erreicht. Ich rate trotzdem dazu, den Spannungsabfall unter 0,2V zu halten.

Bei Verbrauchern wie Licht und Wasserpumpe ist der Spannungsabfall nicht ganz so schlimm. Trotzdem kann er sich im Grenzbereich, wenn der Akku ziemlich leer ist, negativ bemerkbar machen, wenn die Heizung wegen Unterspannung abschaltet, obwohl die Spannung am Akku noch ausreichend hoch ist.

Auf vielen Seiten wird von 0,5V Spannungsabfall für Verbraucher gesprochen. Ich rate dazu, hier mit 0,3V zu planen, dann bleibt noch Luft, wenn später weitere Verbraucher dazu kommen. So ein Wohnmobil wird ja immer wieder erweitert und mit neuen Extras versehen.

Je niedriger die Betriebsspannung ist, desto wichtiger ist der Spannungsabfall. So wird für 12 Volt Batteriekabel ein Spannungsabfall von weniger als 0,3 Volt empfohlen.

Weniger relevant ist der Spannungsabfall bei einer Solaranlage mit 100V Modulspannung, 0,3V sind hier lächerlich gering und selbst 4V Spannungsabfall wäre hier nur 2% weniger Leistung. Aus diesem Grund sollte der Spannungsabfall nicht nach Volt, sondern nach Prozent, also in Abhängigkeit zur Spannung berechnet werden.

Lange Rede, kurzer Sinn: Am einfachsten hält man sich an die Regel, dass der Spannungsabfall bei Batteriekabel kleiner als 3-4% sein sollte - dann ist alles sicher.

Wie berechne ich den Kabelquerschnitt für meine Wohnmobil-Stromversorgung?

Der Spannungsabfall zwischen Batterie und Verbraucher sollte 0,3-0,5V nicht übersteigen. Dies ist einfach mit obigem Kabelquerschnittrechner zu bestimmen.

Komplizierter wird es, wenn sich mehrere Verbraucher oder Ladegeräte auf Teilstrecken ein Kabel teilen. Um hier den richtigen Kabelquerschnitt zu berechnen, muss man sich mit einem Trick behelfen.

Der elektrische Aufbau einer Wohnmobil-Stromversorgung ist in der Regel in zwei bis drei Blöcke unterteilt und kann daher noch recht einfach berechnet werden.

1. Die Hauptleitung zwischen Akku und der Verteilerschiene / Mehrfach Sicherungshalter, wo alle Geräte angeschlossen werden. Für die Berechnung zählt der maximale Strom, der im Kabel in eine Richtung fließen kann. Sind 3 Ladegeräte mit je 20A angeschlossen und ein Wechselrichter mit 2000W, dann ist der Wechselrichter mit seinen 180A die Berechnungsgrundlage. Da es die Hauptleitung ist, sollte der Spannungsabfall hier 0,2V nicht überschreiten. Denn die Leitungen enden ja nicht am Verteiler, sondern es gibt danach noch weitere Kabel zu den Verbrauchern oder Ladegeräten, an denen zusätzliche Spannungsverluste entstehen.
2. An der Verteilerschiene oder dem Sicherungshalter werden die Verbraucher und Ladegeräte angeschlossen. Hier habe ich pro Leitung in der Regel nur ein Gerät und kann den Spannungsabfall einfach berechnen. Wenn hier auch wieder die Regel mit 0,2V maximal eingehalten wird, dann ist der Spannungsabfall im Extremfall bei 0,4V wenn der Wechselrichter mit 2000W läuft. Wenn nicht, wird es deutlich darunter liegen. Die Ausnahme ist ein Sicherungsverteilerblock, an dem alle die Lampen, Pumpen, Kühlschrank und Heizung angeschlossen werden.
3. Als dritter Block sind die Kleinverbraucher, die an einem Sicherungshalter mit Flachstecksicherungen angeschlossen werden. Der Sicherungshalter selbst sollte mit möglichst dicken Kabeln an der Hauptverteilung angeschlossen werden. Hier gilt auch wieder, der maximale Verbraucherstrom, der an dem Sicherungsverteiler entstehen kann, also Wasserpumpe + Licht + Heizung + Kühlschrank, sollte 0,2V nicht übersteigen. Da nur selten alles gleichzeitig in Betrieb ist, ergibt sich wieder genug Luft, um im zweiten Schritt die teils langen Leitungen zu den Endverbrauchern wie Heizung, Licht und Kühlschrank dann wieder mit 0,2V Spannungsfall zu berechnen.  

Berechnet man die Stromversorgung auf diese Weise, kann im Extremfall ein Spannungsabfall von 0,6V auftreten, wenn alle Verbraucher und Wechselrichter gleichzeitig in Betrieb wären. Da man die Kabel in der Regel immer auf den nächst größeren Querschnitt rundet, wird es in der Praxis sogar weniger Spannungsverlust in den Kabeln geben.

Ein praktisches Beispiel für die Querschnittberechnung im Wohnmobil:

Kabelquerschnitte berechnen anhand obigem Beispiel:

1) Hauptleitung

Die Hauptleitung zwischen Akku und dem Sicherungshalter Plus und Minus zu der 4-fach-Sammelschiene. Hier fließen alle Ströme zusammen.

Zuerst rechnet man alle Verbraucher-Ströme und alle Ladegeräte zusammen. In dem Beispiel ergeben sich 50A Verbraucher und maximal 100A Ladegeräte. Auch wenn es sehr unwahrscheinlich ist, dass alle 3 Ladegeräte gleichzeitig arbeiten, muss die Anlage auch dieses Szenario aushalten können.

Im Beispiel sind Plus und Minus Kabel gleich lang, sollten sich Unterschiede ergeben, berechnen wir die längere Seite. Es würde nämlich Sinn ergeben, die Plus-Leitung kürzer auszuführen, da dieses Kabel im Beispiel keine Sicherung besitzt. Auch ist es egal, ob es sich um ein Kabel wie bei der Plus-Leitung, oder um 3 Stücke in der Minus-Leitung handelt.

Der Batteriekabel-Querschnittrechner spuckt hier einen Kabelquerschnitt von 9mm² aus. Das gibt es nicht, also nehmen wir 10mm². Ein Dauerstrom von 100A würde zu einem Spannungsabfall von weniger als 0,2V führen. Was einer Verlustleistung von 18W entsprechen würde. Wären die 100A eine reale Dauerleistung, würde ich sogar zu 16mm² Batteriekabel greifen. Im obigen Beispiel werden aber selten mehr 50A realistisch geladen, daher sind selbst mit 10mm² deutlich weniger als 0,1V Spannungsabfall zu erwarten.

2) Leitung zu den Ladegeräten und dem Sicherungshalter

Für die Ladegeräte ist Berechnung zunächst einfach. Man gebe die Kabellänge und den Ladestrom mit 0,2V Verlust im Rechner ein. Heraus kommen dann folgende Werte:

• Ladebooster 30A: 4mm²
• 230V Ladegerät 20A: 4mm²
• Solarregler 50A: 11mm²
• Sicherungsverteiler mit maximal 50A: 2mm²

Folgende Leitungen und Sicherungen werden verwendet:

• Ladebooster:  40A Sicherung 6mm² Kabel
• 230V Ladegerät: 30A Sicherung 6mm² Kabel
• Solarregler: 60A Sicherung und 16mm² Kabel
• Sicherungsverteiler: 60A Sicherung und 6mm²

Wer aufgepasst hat, fragt sich, warum der Sicherungsverteiler mit 6mm² statt 4mm² angeschlossen wird. Wir sichern Kabel nie über ihre Belastbarkeit ab - auch wenn es nur um 20cm geht.

3) Leitungen zu den Verbrauchern

Die Leitungen zu den Verbrauchern führe ich gerne als zweiadrige Flachkabel aus. Dann habe ich schon Plus und Minus zusammen, was ich einfach am Sicherungshalter anschließen kann. Der nötige Kabelquerschnitt wird auch wieder im oben Kabelrechner ermittelt. Sollten hier Querschnitte von kleiner 2,5mm² rauskommen, würde ich trotzdem immer 2,5mm² Kabel verwenden.

Tipps und Tricks für den Batteriekabelquerschnitt

Dicke Kabel sind schwer und teuer. Darum sollte man immer versuchen, in einem sinnvollen Maß zu bauen. Viele Kunden bestellen bei mit 95mm² Batteriekabel, oft frage ich mich da, wofür benötigt man so dicke Kabel, vor allem wenn sie nur 50cm lang bestellt werden? Möchten die Kunden tatsächlich einen 15kW Wechselrichter im Wohnmobil betreiben?

Neben richtigen Batteriekabel berechnen kann man auch auf anderen Weise noch Kabelquerschnitte einsparen. Ich habe zum Beispiel Massekabel zusammengefasst. Indem ich die Minusleitung, der von der Starterbatterie kommt, unter der Küche auch als Minus für den Wasserboiler dient. Die Ladegeräte und Wechselrichter teilen sich ebenfalls eine Minusleitung, da die Ströme einmal positiv und einmal negativ sind. Das Kabel muss also nur für den größeren Verbraucher, in meinem Fall der Wechselrichter, ausgelegt werden.

Dicke Kabelquerschnitte, wie das 35mm² Kabel, habe ich durch zwei 16mm² Batteriekabel ersetzt, um so mit dünneren Batteriekabeln ganz einfach enge Radien legen zu können.

Sicherung für Batteriekabel berechnen

Ich baue mir ein Batteriebabel 16mm² mit Sicherung. Wie berechne ich die Sicherung? Dies ist ganz einfach: Die Sicherung darf nicht größer sein, als der maximal zulässige Dauerstrom im Kabel sein, muss jedoch so gewählt werden, dass sie 20% über dem tatsächlichen Maximalstrom im Kabel liegt. Der maximale Strom der Kabel liegt in der Regel bei Kabel-Querschnitt + eine Null. Also 160A bei einem 16mm² Batteriekabel.

Beispiel: Der 15A Solarladeregler wird demnach mit 18A abgesichert. Da die nächste größere Sicherung aber 20A ist, wird diese verwendet. Das Anschlusskabel ist bei einem 15A Solarregler 4mm² somit kann das Kabel einen Dauerstrom von 30A aushalten und ist mit 20A mehr als sicher abgesichert.

Kabelquerschnitt für Autobatterie: Achtung, hohe Ströme!

Kabelquerschnitte für Starterkabel um den Anlasser mit Strom zu versorgen werden anders berechnet! Wir sorgen hier für eine zuverlässige Stromversorgung der 12V und 24V Geräte im Wohnmobil! Wenn ein Anlasser betrieben werden soll, schreibt das Tabellenbuch für KFZ Technik ein Spannungsabfall von maximal 0,5V vor.

Ein Anlasser aus dem Ducato hat 2,5kW Leistung, der Startstrom liegt also an 12V etwa bei 200A. Der Anlasser unseres V8 mit 14,6 l Hubraum hat 8,6kW und benötigt gemessen an 24V 350A Startstrom. Entsprechend dick müssen hier die Batteriekabel ausgelegt werden!

Batterie Massekabel berechnen

Muss das Batteriemassekabel auch so dick sein? Werde ich immer wieder gefragt? Für den Stromfluss werden immer zwei Kabel benötigt, also Plus und Minis. Minus ist bei Fahrzeugen auch oft der Rahmen und somit Masse.

Aller Strom, der über das Massekabel fließt, muss bei der Berechnung des Massekabels berücksichtigt werden. Keine Sorge, bei der Wohnmobil Bordbatterie ist in aller Regel nur der Ladestrom vom Trennrelais oder Ladebooster für das die Berechnung des Massekabels wichtig.