Relais J7 (Batterie-Trennrelais): Unterschied zwischen den Versionen

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In T4 California der früheren Baujahre, z.B. Bj. 1993, befindet sich das Trennrelais J7 über dem linken hinteren Radkasten. Um es erreichen zu können, muss die Klappe geöffnet werden, die den Zugriff auf die linke hintere Rückleuchte erlaubt. Sie befindet sich im untersten Schrankfach links.
  
 
== Ausbau ==
 
== Ausbau ==

Version vom 23. Mai 2011, 19:07 Uhr

J7

Funktion

Das Trennrelais J7 dient dem Trennen bzw. Zusammenschalten der Starter- von bzw. mit der Zweitbatterie. Es soll sichergestellt werden, dass zum einen die Starterbatterie nicht von Verbrauchern an der Zweitbatterie entladen wird, und dass zum anderen die Zweitbatterie von der Lichtmaschine geladen wird, wenn auch die Starterbatterie geladen wird.
Das Trennrelais verbindet/trennt bei allen T4 mit Zweitbatterie ab Werk lediglich die Plusverbindung der beiden Batterien. Die Masseverbindung wird durch eigene Massepunkte über die Karosserie hergestellt.

Es handelt sich im Wesentlichen um ein Arbeitskontaktrelais, das jedoch baujahrabhängig unterschiedliche interne Beschaltungen besitzen kann. Dies äußert sich u.a. in den Steuerungsnummern des Relais:

  • 214 oder 373 bis MJ1999
  • 426 ab MJ2000


Einbauort

Ab Werk ist das Trennrelais bei T4 ohne Campingausstattung in der Nähe der Zweitbatterie in einem Relaishalter an der Batterieabdeckung unter dem Fahrersitz verbaut. Bei T4 mit Campingausstattung (California) ist es in der Nähe der Außensteckdose verbaut.

Einbauort T4 ohne Campingausstattung
Einbauort T4 mit Campingausstattung (hier: California Exclusive MJ1999)
Einbauort T4 mit Campingausstattung (hier: MJ2001)

In T4 California der früheren Baujahre, z.B. Bj. 1993, befindet sich das Trennrelais J7 über dem linken hinteren Radkasten. Um es erreichen zu können, muss die Klappe geöffnet werden, die den Zugriff auf die linke hintere Rückleuchte erlaubt. Sie befindet sich im untersten Schrankfach links.

Ausbau

Zum Ausbau muss zunächst die Batterieabdeckung unter dem Fahrersitz an den markierten Punkten z.B. mit einem Schraubenzieher ausgeclipst und nach vorne geklappt werden.

Batterieabdeckung

Danach kann das in einen Relaisträger gesteckte Relais entnommen werden.


Teilenummern

Teilenummer Bezeichnung Preis (2009)
8D0 951 253 Relais 373 (bis MJ1999)
ersetzt 8D0 951 253 A und Relais 214
ca. 20,70 Euro
7D0 951 253 A Relais 426 (ab MJ2000) (für 7D0 951 253) ca. 20,50 Euro
867 937 501 Relaisträger ca. 3,10 Euro
000 979 105 Einzelleitung 1,0 qmm ca. 1,60 Euro
000 979 107 Einzelleitung 1,0 qmm ca. 1,60 Euro
000 979 204 Einzelleitung 2,5 qmm ca. 1,60 Euro
000 979 402 Einzelleitung 6,0 qmm ca. 2,90 Euro
000 979 408 Einzelleitung 6,0 qmm ca. 2,90 Euro
701 070 524 A Relais für California bis 75 A ca. 34,50 Euro



Schaltbild und Anschluss

Zur Ansteuerung des Trennrelais wurden baujahrabhängig unterschiedliche Methoden genutzt und passend dazu auch unterschiedliche Trennrelais. In allen Fällen verbindet es aber beide Batterien über ein nicht abgesichertes Kabel mit einem Leitungsquerschnitt von 6,0 qmm.

Bis 1996 wurde die auf Masse liegende Relaisspule von Kl.X (Entlastungskontakt) angesteuert. Das heisst, dass die beiden Batterien bei eingeschalterer Zündung immer verbunden waren. Beim Anlassen des Motors wurde sie getrennt, um einen zu hohen (Anlasser-)Strom über das Trennrelais und das Pluskabel zu verhindern.
Bei den Camper-Modellen (California) wird das Trennrelais allerdings schon vor 1996 über die Lichtmaschine und den Anlasserkontakt des Zündanlassschalters gesteuert. Es gilt daher das Schaltbild für T4 ab 1998.

Schaltplan bis MJ1995 (nicht Camping-Modelle)

Von 1996 bis MJ 1998 (?) wurde das Trennrelais möglicherweise nicht mehr von Kl.X sondern vom Lichtmaschinensignal D+ angesteuert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Zweitbatterie erst zugeschaltet wird, wenn die Lichtmaschine Ladestrom liefert.

Schaltplan MJ1996 - MJ1998 (???) (nicht Camping-Modelle)

Seit MJ 1999 liegt die von der Lichtmaschine (D+ bis MJ1999, L ab MJ2000) angesteuerte Spule nicht mehr auf Masse, sondern am Anlasserkontakt des Zündanlassschalters (ZAS D/50). Auch bei dieser Anschlussart wird die Zweitbatterie erst dann zugeschaltet, wenn die Lichtmaschine Ladestrom liefert. Zusätzlich muss aber auch der ZAS wieder in Stellung Zündung stehen. Dadurch wird verhindert, dass Anlasserstrom über die Kontakte des Trennrelais fließen kann. Gleichzeitig wird dadurch die Selbsterregung der Lichtmaschine verbessert, weil die Spule des Trennrelais während des Anlassens auch auf der 'anderen Seite' auf Plus liegt und nicht mehr relativ niederohmig nach Masse geschaltet ist.

Schaltplan für MJ1999 (nicht Camping-Modelle)
Datei:Elektrik Relais Trennrelais J7 Schaltbild 2000 neu.jpg
Schaltplan ab MJ2000 (nicht Camping-Modelle)

Anmerkung: D+/L liegt üblicherweise (auch) an den Mehrfachsteckern A2/1, D/1, F/3 und U2/12 an.


Bei den Campingmodellen California kommt von MJ1996 bis zum Bauende die nachfolgende Beschaltung zum Einsatz. Möglicherweise fehlt in den Original-Schaltpläne eine Diode oder ein Widerstand vor der bzw. parallel zur Relaisspule.

Schaltplan für Campingmodelle ab MJ1996

Anmerkung: D+/L liegt üblicherweise (auch) an den Mehrfachsteckern A2/1, D/1, F/3 und U2/12 an.


Die ab 1996 oder 1998 (???) im Relais verbauten Widerstände und/oder Dioden dienen dem Schutz der Lichtmaschinen-Elektronik vor Überspannungen durch Selbstinduktion an der Relaisspule beim Ausschalten des Relais. Die im rechten Schaltbild erkennbare Diode verhindert zudem ein Schließen des Trennrelais beim Anlassen im Falle eines Defektes auf der Lima-Seite der Trennrelaisspule.


Eigendiagnose, Prüfung und Störungen

Eigendiagnose

Das Trennrelais ist nicht diagnosefähig.


Prüfung

Die Funktion kann durch Spannungsmessung (Relais getrennt und während des Ladens) bzw. nach Herausnahme des Relais durch eine Durchgangsprüfung entsprechend der Ansteuerung geprüft werden.


Störungen

Da über das Trennrelais ein hoher Strom fließen kann, kommt es nicht selten zu einem 'Festbacken' der Schaltkontakte mit der Folge, dass das Relais nicht mehr trennt, wenn die Ansteuerung entfällt.

Typische Auswirkungen einer Störung:


Typische Ursachen einer Störung:

  • Relais defekt
  • Verkabelung defekt


Betrieb und Modifikationen

Die Trennrelais-Elektrik ist zwar im Normalbetrieb recht zuverlässig. Aufgrund der knappen Dimensionierung (35 bzw. 40 Ampere Relaisbelastbarkeit, 6 qmm Leitungsquerschnitt) ist der Spielraum für Modifikationen begrenzt.


Manuelles Einschalten

Will man das Trennrelais z.B. über einen Schalter einschalten, muss man lediglich eine Spannung auf die Relaisspule (Pin 1) geben. Da dieser Anschluss jedoch auch entweder mit der Lichtmaschine (D+/L, Erregerwicklung) oder mit dem Entlastungskontakt Kl.X verbunden ist, muss dies über Dioden (ODER-Schaltung) erfolgen.

Manuelles Einschalten des Trennrelais (hier: 1998-1999

Als Dioden eignen sich Universaldioden mit einer Strombelastbarkeit ab ca. 150 mA; z.B. Dioden des Typs 1N400x, die es für wenige Cent gibt.


Zusätzliche Verbraucher an der Zweitbatterie

Beim Anschluss zusätzlicher Verbraucher an die Zweitbatterie bzw. beim Umklemmen von Verbrauchern von der Starter- auf die Zweitbatterie ist zu beachten, dass der Strom für diese Verbraucher bei geschlossenem Trennrelais (Zündung bzw. Motor AN) über das Relais und die Plus-Verbindung der beiden Batterien fließt. Beide können durch sehr große Verbraucher (z.B. Gebläse für Standheizungsbetrieb) überlastet werden.

Man sollte bei solch einem Vorhaben also in Erwägung ziehen, sowohl Kabel als auch Trennrelais durch ausreichend dimensionierte Komponenten zu ersetzen.


Eigen-Starthilfe

Aufgrund der o.a. Dimensionierung eignet sich die Installation ab Werk eher nicht für eine Eigen-Starthilfe, und es besteht ein nennenswertes Brandrisiko wg. Überlastung des Kabels bzw. des Relais, wenn der gesamte Anlasserstrom von der Zweitbatterie geliefert werden muss. Deswegen ist es empfehlenswert, beide Batterien nicht per Trennrelaisansteuerung, sondern, wie es bei der Starthilfe durch ein 2. Fahrzeug üblich ist, per Starthilfekabel zu brücken. Dabei sollte man auch ein Massekabel nutzen und sich nicht auf die fahrzeugeigene Masseverbindung verlassen.

Meist genügt es aber, die beiden Batterien für 10-20 Sekunden zu verbinden, um die Starterbatterie für einen Anlassversuch über die Zweitbatterie nachzuladen. Die Batterien ggf. für das Vorglühen (nur Dieselmotor) verbunden lassen, sie dann trennen und den Motor anlassen. Nach dem 'Batterieausgleich' verkraftet die knapp bemessene Ab Werk-Trennrelaisinstallation - so eigene Erfahrungen mit einem 2001er TDI - einen Anlassversuch (und ggf. einen 2. Versuch nach 10-30 Sekunden) aber auch bei geschlossenem Trennrelais klaglos. Längeres Orgeln ist natürlich nicht empfehlenswert.


Intelligentes Trennrelais

Die Trennrelais-Installation ab Werk besitzt keinerlei erweiterte Funktionen wie z.B. ein Energiemanagment zur optimalen Nutzung der Kapazitäten beider Batterien oder eine Spannungsüberwachung. An die jeweilige Batterie angeschlossene Verbraucher werden daher ausschließlich von dieser gespeist und können diese tiefentladen.

Wer häufig auf beide Batterien angewiesen ist (z.B. Camping), kann aber auf spezielle 'intelligente' Trennrelais zurückgreifen, die im Zubehörhandel angeboten werden. Bei diesen übernimmt eine integrierte Elektronik die Steuerung des Trennrelais und die Abschaltung von Verbrauchern in Abhängigkeit vom Entladezustand der Batterien; teilweise sogar ohne externe Ansteuerung durch die Lichtmaschine. Nachteil dieser Kauflösung ist aber der in der Regel hohe Preis, der den eines normalen Trennrelais erheblich überschreitet (ab 100 Euro).
Eine preisgünstige Alternative (ab ca. 60 Euro) bietet (ggf. als Bausatz) die französische Firma Scheiber. Das elektronische Trennrelais kommt ohne Ansteuerung aus. Es verbindet die Batterien bei Erreichen einer Spannung von 13,7 V und trennt sie bei Unterschreiten von ca. 12,7 V wieder. Die nachfolgenden Bilder von Bernd75kW zeigen das Relais und dessen Einbau:

Trennrelais von Scheiber
Eingebautes Trennrelais von Scheiber


Eine preiswerte Selbstbau-Lösung wird im T4-Wiki-Artikel Trennrelais-Steuergerät vorgestellt:



Nachrüstung

Schaltungsprinzip

Abgesehen gegebenenfalls von der Dimensionierung sollte die Nachrüstung entsprechend der werksseitigen Installation ab 1996 erfolgen. Die Ansteuerung des Trennrelais erfolgt dann über die Lichtmaschine und den Anlasserkontakt des Zündanlassschalters, wodurch hohe Anlasserströme über das Trennrelais und potentielle Probleme mit der Selbsterregung der Lichtmaschine aus vermieden werden können.
Das Trennrelais muss dann allerdings wie oben beschrieben intern mit einer Diode bzw. einem Widerstand ausgestattet sein, um die Lichtmaschine vor Überspannungen zu schützen. Ein normales Relais mit (externer) Freilaufdiode ist bei diesem Anschluss nicht geeignet, weil die Diode die Spannung vom Anlasserkontakt direkt an die Lichtmaschinenelektronik weitergeben würde und diese dabei beschädigt werden kann.

Alternativ kann man das Trennrelais bei älteren T4 auch an Masse legen, wenn man den zusätzlichen Aufwand (Kabel vom Anlasser/ZAS zum Trennrelais) scheut. Eine Freilaufdiode oder ein Widerstand parallel zur Relaisspule ist aber (auch) bei dieser Methode zum Schutz der Lichtmaschine erforderlich.


Dimensionierung

Die Dimensionierung der Kabel und des Relais sollte entsprechend der vorgesehenen Nutzung der Zweitbatterie vorgenommen werden. Dabei sollte man nicht nur den reinen Ladestrom zur Zweitbatterie berücksichtigen, sondern auch angeschlossene Verbraucher, die auch während der Fahrt versorgt werden. Ist z.B. ein Gebläse an die Zweitbatterie angeschlossen, was bei T4 mit Wasserstandheizung häufig der Fall ist, können im ungünstigsten Fall allein 30 Ampere zu diesem Gebläse über das Trennrelais fliesen.

VW verbaut üblicherweise ein Relais mit einer Belastbarkeit von 35 bis 40 Ampere und Kabel mit 6 qmm Querschnitt (Ausnahme: Campingmodelle). Dies ist im normalen Betrieb auch völlig ausreichend. Lediglich, wenn ständig große Verbraucher an der Zweitbatterie betrieben werden, sollten Batterie-Kabel mit einem Leitungsquerschnitt von ca. 10 qmm und ein Relais mit einer Belastbarkeit von 70 Ampere verbaut werden. Die Vorschläge, die man in dem einen oder anderen T4-Forum lesen kann, 25 qmm-Kabel zu nutzen, sind weitgehend sinnfrei, weil dem deutlich höheren Aufwand (Kosten, Verlegung) kein nennenswerter Nutzen gegenüber steht. Siehe auch den Artikel Bordnetz -Leitungsdimensionierung. Für die Steuerleitungen zur Relaisspule genügen wegen des geringen Stroms Kabel mit einem Querschnitt ab 0,35 qmm.

Wegen der potentiell hohen Ströme sollte man in Erwägung ziehen, kurzschlussfeste Leitungen zu verlegen. Diese Leitungen vertragen aufgrund ihres Aufbaus bei gleichem Querschnitt deutlich höhere Ströme als normale Leitungen und besitzen eine flammwidrige Ummantelung. Ein typischer Vertreter dieser Leiterklasse sind die Sonder-Gummiaderleitungen NSGAFöu.


Absicherung

Dem in Foren immer wieder zu lesenden Tipp, Sicherungen (ab ca. 50 A) in der Nähe beider Batterien einzuschleifen, sollte man kritisch betrachten, weil Aufwand, Nutzen und das erhöhte Risiko von Nebenwirkungen (z.B. erhöhte Übergangswiderstände und damit erhöhter Spannungsabfall) in keinem sinnvollen Verhältnis zu einander stehen. Häufig wird angeführt, dass das Plus-Kabel zwischen Starter- und Zweitbatterie bei einem Unfall beschädigt werden kann und es so zu einem Kurzschluss und in der Folge zu einem Fahrzeugbrand kommen kann. Schaut man sich die Einbauorte der beiden Batterien an, wird man erkennen, dass ein durch eine Deformation des Fahrzeuges beschädigtes Plus-Kabel zwischen Starter- und Zweitbatterie sicherlich ein nachrangiges Problem ist.

VW hat zu keinem Zeitpunkt Sicherungen zwischen zwischen den Batterien verbaut; auch nicht bei den Wohnmobilen California. Es ist zudem kein Fall bekannt, in dem es wegen Beschädigung des Plus-Kabels zwischen den Batterien zu einem Fahrzeugbrand gekommen ist.


Kabelbaum

Der Trennrelais-Kabelbaum (ohne Dauerplus von der Starterbatterie) wird mit anderen Leitungen (Sitzheizung, Tankgeber) zusammen, wie auf den nachfolgenden Bildern von Bullytreter zu sehen, entlang von Kanten am und Sicken im Bodenblech geführt. Das dicke Dauerpluskabel ist unterhalb des Fahrzeuges verlegt und wird durch eine mit einer Gummidichtung abgedichteten Öffnung im Bodenblech unterhalb des Fahrersitzes nach oben geführt. In der unmittelbaren Nähe befindet sich der Massepunkt für die Zweitbatterie. Der weitere Kabelbaum zu den Verbrauchern (Innenleuchte, Standheizung, Steckdosen) wird in einer Sicke nach hinten geführt.

Kabelbaum
Kabelbaum


Elektrischer Anschluss

Werksseitig ist der Lichtmaschinenanschluss (D+/L) vom Mehrfachstecker U2 (Pin 12) und der der Zündanlassschalters D/50 vom Mehrfachstecker X (Pin 1) abgeleitet. Beide laufen zu einer 2-fach-Steckverbindung hinter der Zentralelektrik zusammen, an die der kleine Kabelbaum zum Trennrelais angeschlossen wird.

Bei vielen T4 ist jedoch auch bereits mindestens eine 1-fach-Steckverbindung mit blauem Kabel hinter der Zentralelektrik verlegt, an der das Lichtmaschinensignal anliegt. Ist die nicht vorhanden, muss man ggf. direkt an die Lichtmaschine gehen und das Signal in den Innenraum führen. Die 1-fach-Steckverbindung liegt üblicherweise am Mehrfachstecker D (Pin 1) an. Es gibt aber auch noch die Möglichkeit an den Stecker A2 (Pin 1) zu gehen.
D/50 findet sich am Anlasser, am Zündanlassschalter oder am Mehrfachstecker F (Pin 1).

Wer sich die Verkabelung der Relaisansteuerung ersparen will, kann auf das Trennrelais-Steuergerät, das das Trennrelais ohne externe Ansteuerung und nur auf Grundlage der an den Batterien gemessenen Spannungen ansteuert. Siehe Artikel Trennrelais-Steuergerät.