Energy Management Box - Philippi

EM-box Bedienungsanleitung1 Sicherheitshinweiseo Es darf keine Veränderung am Gerät vorgenommen werden, sonst erlischt das CE - Zeicheno Der Anschluss des EM-box darf nur von Elektrofachkräften vorgenommen werden.o Vor dem Anschluss des EM-box sind die Batteriezuleitungen abzuklemmen. Auf die richtige Polung der Batterienachten!Die vorliegende Montage und Gebrauchsanweisung ist Bestandteil der Komponentenlieferung. Sie muss - wichtig fürspätere Wartungsarbeiten - gut aufbewahrt und an eventuelle Folgebesitzer der EM-box weitergegeben werden.HaftungsausschlussSowohl die Einhaltung der Betriebsanweisung, als auch die Bedingungen und Methoden bei Installation, Betrieb,Verwendung und Wartung der EM-box können von philippi elektrische systeme nicht überwacht werden. Daherübernehmen wir keinerlei Verantwortung und Haftung für Verluste, Schäden oder Kosten, die sich aus fehlerhafterInstallation und unsachgemäßen Betrieb entstehen.GarantieWir leisten aufgrund unserer "Allgemeinen Geschäftsbedingungen - Absatz 7" Garantie für die gelieferten Geräte.Diese Geschäftsbedingungen sind Grundlage aller Verkaufs- und Lieferangebote, sie sind in unseren Katalogenabgedruckt und allen Angeboten und Auftragsbestätigungen beigefügt.CE-ZeichenDieses Gerät erfüllt die Anforderungen der EU-Richtlinien:2004/108/EG“Elektromagnetische Verträglichkeit”Die Konformität des Gerätes mit den o.g. Richtlinien wird durch das CE-Kennzeichen bestätigt.2 LieferumfangEM-boxBedienungsanleitungSteckbare Klemmen zum Anschluss der Stromversorgung und Messleitungen3 Technische DatenBetriebsspannung10-16 Volt DCStromaufnahmeca. 150 mA bei Ladebetrieb, ca. 30 mA im Ruhezustand (bei 12V-Betrieb).AnschlussbolzenM8Gewicht4 kgAbmessungen HxBxT332 x 240 x 75 mmTemperaturbereich - 15°C / + 50 °CSchutzart IP 21Batterie-Trennschalter (bei Verkabelung mit 70 mm 2 oder höher)Dauerstrom200 A @25°C (Summe aller Verbraucher- bzw. Batterieströme)Überlast250 A @25°C (20min)Spitzenlast1500 A @25°C (0,5s)Lichtmaschinenregler, LadestromverteilerLadekennlinieIUoU einstellbar auf Batterietype (GEL, AGM, Säure)max. Ladestrom160 Aempf. Lichtmaschine35 -150 AHardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 4

EM-box BedienungsanleitungStrommessung, LadezustandsbestimmungDauerbelastbarkeit250 A pro Shunt, dabei Summe aller Shuntströme max 750 AÜberlast1500 A 0,5 s; 500A 1 MinuteAuflösung10 mAGenauigkeit 1 %Verbraucher AusgängeStromkreise3, max. 200 A, Absicherung über Bolzensicherungen M8, Type SHBxxSummenstrom der der Ausgänge 1+2+3 max. 200A, (Dauerbelastung)Erhöhte Absicherung für Kurzzeitlasten geschieht auf eigene Gefahr4. Installation4.1 Erforderliche AusrüstungZur Installation der EM-box werden folgende Teile benötigt:2x Stecker Phoenix MC1,5/13-STF-3,81 für Steuer- und Messleitungen (im Lieferumfang enthalten)2x Stecker Phoenix MSTB2,5/4-STF-5,08 für Dauerplus und Ladeeingänge (im Lieferumfang enthalten)Absicherungen für die Verbraucherabgänge (Bolzensicherung Type SHB, nicht im Lieferumfang enthalten)Ausgang 1 (Bolzensicherung SHB 30, 50, 75, 125, 200 A)Ausgang 2 (Bolzensicherung SHB 30, 50, 75, 125, 200 A)Ausgang 3 (Bolzensicherung SHB 30, 50, 75, 125, 200 A)Ausgang 4 als Batterieladeausgang (Bolzensicherung SHB 30, 50, 75, 125 A)Wenn Leitungslänge von EM-box zur Batterie > 1m muss am Pluspol der Service-Batterie eine zusätzlicheHauptsicherung (Sicherungshalter SHD plus STS 200 A oder Bolzensicherungsicherung SHB, passend zumKabelquerschnitt) installiert werden.Temperatursensor TEMP-AL zur Erfassung der Batterie-Temperaturen (optional)Sicherungshalter (1A) zur Absicherung der optionalen Meßleitungen (Spannungsmessung Starter- / Service- /Bug-Batterien)Systemmonitor PSM zur Konfiguration und Anzeige aller Betriebsparameter der EM-box2 Abschlusswiderstände CBT (im Lieferumfang des PSM enthalten)P-BUS-Kabel für die Datenverbindung (Netzwerkkabel CAT5, 8 pol.)4.1.1 Sicherheitshinweise zu Beginn der InstallationMontieren Sie den EM-box an einer geschützten, trockenen und gut zugänglichen Stelle, damit die Notbetätigung derHauptschalter jederzeit bedient werden kann.Wichtig: Klemmen Sie während der Installation die Polklemmen an den Batterien ab, zum Schutz vor Kurzschlüssenwährend der Montage!Beachten Sie die Polarität der Batterien und Verbraucherleitungen, verpolt angeschlossene Batterien undVerbraucher können von der EM-box nicht erkannt werden und können zur Zerstörung der EM-box und derVerbraucher führen, bzw. zu gefährlichen Kurzschlussströme führen!Vor Anschluss der ersten Batterie an der EM-box ist die korrekte Polarität an den Anschlussleitungen zu überprüfen.Alle Muttern der Hochstromanschlüsse sind fest mit einem Rohr-Steckschlüssel SW13 anzuziehen!Nicht belegte Anschlüsse sind ebenfalls fest anzuziehen.Im Auslieferungszustand sind die Muttern nicht angezogen und die Bolzen locker!Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 5

EM-box Bedienungsanleitung(1) Eingang Lichtmaschine (max. 150A Gesamtladestrom)Für Lichtmaschinenanschluss keine Absicherung erforderlich,erforderlicher Kabelquerschnitt (nach ISO 10133):Lichtmaschinen bis 60 A: min. 16 mm²,Lichtmaschinen bis 90 A: min. 25 mm²,Lichtmaschinen bis 120 A: min. 35 mm²,Lichtmaschinen bis 150 A: min. 50 mm²,Für Leitungslängen größer 2 m ist der jeweils nächsthöhere Querschnitt zu wählen.(2) Eingang Starterbatterieerforderlicher Kabelquerschnitt ist nach den Vorgaben des Motorenherstellers zu dimensionierenFür die korrekte Dimensionierung ist die Gesamtlänge des Kabels von Starter-Batterie zur EM-box und von EMboxzum Startermotor zu berücksichtigen.(3) Ausgang Startermotorerforderlicher Kabelquerschnitt ist nach den Vorgaben des Motorenherstellers zu dimensionierenFür die korrekte Dimensionierung ist die Gesamtlänge des Kabels von Starter-Batterie zur EM-box und von EMboxzum Startermotor zu berücksichtigen.(4) Eingang Bordnetzbatterie (Am Batteriepluspol zusätzlich abzusichern!)Der erforderliche Kabelquerschnitt und die Absicherung am Pluspol der Service-Batterie(n) richtet sich nachdem maximalen Ladestrom der Ladequellen (Generator, Ladegerät…) und nach der Summe derVerbraucherströme. Der jeweils größere Wert ist bei der Dimensionierung anzusetzen.Max. Lade-/Verbraucherströme bis 60 A: min. 16 mm²,Max. Lade-/Verbraucherströme bis 120 A: min. 35 mm²,Max. Lade-/Verbraucherströme bis 200 A: min. 50 mm²,Max. Lade-/Verbraucherströme bis 300 A: min. 95 mm² (bzw. 2x50mm²),an der Batterie max. Lade-/Verbraucherströme bis 300 A: min. 95 mm² (bzw. 2x50mm²),über die EMBox sollte dabei nicht mehr als der maximale Dauerstrom von 200A geführt werden(5) Ausgang 1 (Verteilertafel), (abgesichert durch Bolzensicherung SHB)Der erforderliche Kabelquerschnitt und der Sicherungswert richtet sich nach dem maximalen Strom derangeschlossenen Verbraucher.(6) Ausgang 2 (Inverter), (abgesichert durch Bolzensicherung SHB)Der erforderliche Kabelquerschnitt und der Sicherungswert richtet sich nach dem maximalen Strom derangeschlossenen Verbraucher.(7) Ausgang 3 (Ankerwinde), (abgesichert durch Bolzensicherung SHB)Der erforderliche Kabelquerschnitt und der Sicherungswert richtet sich nach dem maximalen Strom derangeschlossenen Verbraucher.(8) Ladeausgang Bug-Batterie, (abgesichert durch Bolzensicherung SHB)Max Ausgangstrom. 100ADer erforderliche Kabelquerschnitt und der Sicherungswert richtet sich nach dem maximalen Ladestrom derangeschlossenen Lichtmaschine an (1) min. 50 mm 2 und max. 150A.Wird dieser Ausgang als Ladeleitung für eine 3.te Batteriegruppe verwendet so muss die Kapazität derangeschlossenen Batterie am PSM eingestellt werden. Die Voreinstellung beträgt 0Ah. Nur bei Werten überNull Ah wird diese Batterie geladen. Siehe bitte Kapitel 4.3.5Wichtig: Bei allen unbenutzten Ausgängen muss die Mutter festgezogen werden, damit keine Meldung wegen einerdefekter Ausgangsicherung an den Kontroll-LEDs (5a-8a), bzw. am Systemmonitor PSM angezeigt wird.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 8

EM-box Bedienungsanleitung4.2.3 Anzeige und Kontroll-LEDsDie EM-box besitzt insgesamt 8 Leuchtdioden zur Anzeige der BetriebszuständeWichtig : Im Engeriesparbetrieb blinken alle Leuchtdioden zur Reduktion der StromaufnahmeBetriebsstatus EM-box (grüne LED)(A) Blinkend EM-Box betriebsbereit (im Energiesparbetrieb)dauerleuchtend EM-Box erkennt Stromfluss größer 0,2 A (Lade- oder Entladestrom)Fehleranzeige an den Ausgängen (rote LEDs)(5a) dauerleuchtend: Ausfall der Bolzensicherung SHB an Ausgang (5)(6a) dauerleuchtend: Ausfall der Bolzensicherung SHB an Ausgang (6)(7a) dauerleuchtend: Ausfall der Bolzensicherung SHB an Ausgang (7)(8a) dauerleuchtend: Ausfall der Bolzensicherung SHB an Ausgang (8)(5a ..8a) blinkend: wie dauerleuchtend, aber EnergiesparbetriebSchaltzustand Hauptschalterrelais (gelbe LEDs)(B) dauerleuchtend: Starter Batterie-Trennschalter ein(C) dauerleuchtend: Not-Start-Einrichtung ein(D) dauerleuchtend: Service Batterie-Trennschalter ein(B,C,D) blinkend: wie dauerleuchtend, aber Energiesparbetrieb4.2.4 Steuer- und Meßleitungen(E) An der Stirnseite der EM-box befinden sich die Anschlüsse für die Steuer- und Messleitungen und den PBUS(CAN)-Bus.4.2.4.1 Messleitungen Batterien (X3)Zur exakten Erfassung der Batteriespannungen empfiehlt sich parallel zu den Hauptleitungen zu den BatterienMessleitungen zu legen, wenn die Batterien weiter als 1m von der EM-box entfernt sind, um Fehlmessungen durchSpannungsabfälle bei höherem Stromfluss zu vermeiden.Zusätzlich ist für jede Batteriegruppe ein Temperaturfühleranschluss vorgesehen. Der Temperaturfühler wird ander Außenseite der Batterie oder am Pol befestigt.Ein korrekt angebrachter Temperaturfühler ist für hohe Qualität des Lademanagements unbedingt erforderlich.Spannungsmessleitungen verbessern das Lade-Verhalten. An die Messleitungen dürfen keine Lasten angeschlossenwerden.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 10

EM-box BedienungsanleitungBild 4.4: Anschluss Spannungsfühler und Temperatursensor4.2.4.2 Steuerleitungen Hauptschalter (X2)Die Batterie-Hauptschalter sind fernsteuerbar und werden in der Regel über den Systemmonitor PSM geschaltetund angezeigt. Parallel dazu können Tastschalter alternativ in beliebiger Anzahl zur Ansteuerung eingesetzt werden.Um den Schaltzustand der Hauptschalter anzuzeigen kann an dem entsprechenden „LED“ Anschluss (sieheSteckverbinder X2) eine LED-Kontrollleuchte angeschlossen werden. Bild 4.5 zeigt den elektrischen Anschluss. DerAnschluss besitzt eine interne Strombegrenzung auf 12-15 mA und ermöglicht den direkten Anschluss einerLeuchtdiode mit und ohne Vorwiderstand.Zum Beispiel kann für den Not-Start an der Steuersäule ein zusätzlicher Tastschalter installiert werden um vomCockpit aus einen Not-Start von der Service-Batterie einleiten zu können. Auch ist eine Schaltmöglichkeit bei Ausfallder CAN-Bus Steuerung (PSM) empfehlenswert.Bild 4.5: Anschluss Steuerschalter4.2.4.3 Ladeeingange (X1)Die EM-box bietet 2 zusätzliche Ladeeingänge für Ladeleistungen bis je 8 A Dauerstrom, Spitzenstrom 10 A(alternative Energien wie Solar, Wind) die eine eigenständige Strommessung beinhaltet. Somit kann auf demSystemmonitor PSM der Ladestrom und deren Energieertrag dieser Ladequellen ebenfalls angezeigt werden. DieEingänge sind am positiven Pol elektronisch gegen Überlast gesichert und stellen sich automatisch selbst zurück.Jede Ladequelle (Solar/Wind) benötigt weiterhin Ihren eigenen Regler. Dieser kann von der EM-box nicht ersetztwerden. Der Anschluss ohne Regler kann die EM-box zerstören.Ist der Dauerladestrom der Energiequelle größer als 8A so können die beiden Eingänge parallel geschaltet werden.Ist der Dauerladestrom größer als 16A so muss diese als zusätzliche Hochstromladequelle, siehe Kapitel 5.2.2,angeschlossen werden.4.2.4.4 Dauerplusausgang Service (X4)An diesem Anschluss werden die Verbraucher angeschlossen die unabhängig von den Hauptschaltern immer inBetrieb sein müssen. Der Ausgang ist intern am positiven Pol elektronisch abgesichert (8A) und erfordern nur danneine externe Absicherung wenn der Leitquerschnitt für diese Leitungen kleiner 1,5 mm² ist, sowie ggfs. für diejeweilige Minusleitung.Die Ströme auf der Dauerplusleitung wird durch das Batteriemanagement der Service Batterie erfasst.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 11

EM-box Bedienungsanleitung4.2.4.5 Steuerleitung Generator (X2)Um das Potential der EM-Box voll ausnutzen zu können muss die Lichtmaschine an Anschluss (1) einen SenseEingang besitzen, damit die EM-box die Lichtmaschine steuern kann. Es stehen zwei Sense-Anschlüsse zurVerfügung.LM_Sense_1:LM_Sense_2:Anschluss Sense der Lichtmaschine 1 (Regler)Anschluss Sense der Lichtmaschine 2 (Regler)Der Sense Anschluss des Lichtmaschinenreglers ist bei den meisten älteren LM intern mit dem B+ Ausgang derLichtmaschine verbunden. Diese Verbindung muss aufgetrennt und separat nach außen geführt werden und mit demSense-Anschluss der EM-box verbunden werden.VolvoPenta, Nanni und Bukh-Motoren mit einer 50A / 60A Valeo-LM (bis ca. 2006) besitzen eine gelbe Senseleitungbereits ab Werk.VolvoPenta-Motoren mit einer 115 A Mitsubishi-LM (ab ca. 2004) besitzen einen Sense Anschluss bereits ab Werk.Andere Lichtmaschinen können in der Regel mit kleinem Aufwand umgerüstet werden, bitte fragen Sie bei IhremService-Betrieb nach.4.2.4.6 Zündung (X3)Ist an der EM-Box an Anschluss 1 (Lichtmaschine) eine nicht selbsterregene Lichtmaschine eingebaut, so wird amAnschluss „+ Zündung“ die Leitung Zündungsplus „Klemme 15“ angeschlossen um die Lichtmaschine bei Motoranlauffremd zu erregen.4.2.4.7 Windgenerator Stopp (X2)Zum Stopp eines Windgenerators bei vollgeladener Batterie kann an diese Klemme ein Steuerrelaisangeschlossen werden der den Stopp am Windgenerator auslöst. Dies ist je nach Windgenerator unterschiedlichausgeführt und der Anleitung des Windgenerators zu entnehmen. Die Strombelastbarkeit des Ausganges ist 0,3 A.Intern ist die Leitung mit 250 mA elektronisch abgesichertBild 4.6: Anschluss Windgenerator Stop4.2.4.8 CAN-BUS (P Bus) X5 X6Alle am P Bus angeschlossenen Komponenten werden durch P Bus Netzwerkkabel miteinander verbunden. DieReihenfolge der einzelnen P Bus Komponenten spielt keine Rolle. An den Endpunkten des P Bus müssen jeweils einAbschlusswiderstand CBT eingesteckt werden. Ohne die Abschlusswiderstände CBT ist der P Bus nichtfunktionsfähig! Siehe dazu die Bedienungsanleitung des Systemmonitors PSM.Ist die EM-box der Endpunkt in der PBus Kette so muss der Abschlusswiderstand an der Buchse (X5) eingestecktwerden.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 12

EM-box Bedienungsanleitung4.3 AnschlussbeispieleWichtig:Die EM-box sollte generell außerhalb vom Motorraum an einer "leicht zugänglichen" Stelle montiert werden um die"sichere manuelle Bedienung" von den fernbedienbaren Batterie-Trennschaltern zu ermöglichen.Die Verbindungsleitung zwischen Lichtmaschine und Startermotor muss grundsätzlich entfernt werden, damit dieStarterleitung (+) getrennt von dem Lichtmaschinenausgang (+) angeschlossen werden kann.4.3.1 Anschluss mit einer Starter und einer Verbraucher (House) BatterieBild 4.7: Installation mit einem Motor und zwei BatteriegruppenBild 4.7 zeigt die Installation für Yachten mit einem Motor und zwei Batteriegruppen. Die Plusladeleitung zwischenLichtmaschine und Startermotor ist bereits entfernt, so dass ein dreiadriger Motoranschluss an die EM-box möglichist. Auf eine eigene Startermotor-Minusleitung kann daher verzichtet werden.4.3.2 Anschluss mit einer Starter, Verbraucher und einer Bug-BatterieBild 4.8: Installation mit einem Motor und drei BatteriegruppenBild 4.8 zeigt die Installation für Yachten mit einem Motor und drei Batteriegruppen. Die Plusladeleitung zwischenLichtmaschine und Startermotor ist bereits entfernt, so dass ein dreiadriger Motoranschluss an die EM-box möglichist. Auf eine eigene Startermotor-Minusleitung kann verzichtet werden.Von der EM-box wird an Anschluss (8) die Ladeleitung zur Bug-Batterie angeschlossen. Bitte beachten Sie dazu dasKapitel „4.4: Erweiterung der Strommessung und Hauptschalterfunktion für Batterie 3“ bezüglich der detailliertenBeschaltung der Bug-Batterie.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 13

EM-box Bedienungsanleitung4.3.3 Anschluss mit zwei Motoren und 2 Starter–Batterien (z.B. Katamaran)Bild 4.9: Installation mit zwei Motoren und zwei Starter-BatteriegruppenBild 4.9 zeigt die Installation für Katamarane mit zwei Motoren und zwei Starter-Batterien. Die Plusladeleitungzwischen den Lichtmaschinen und den Startermotoren ist bereits entfernt, so dass ein dreiadriger Motoranschluss andie EM-box möglich ist. Auf eine eigene Startermotor-Minusleitung kann verzichtet werden.Der 3te Ladeausgang an Anschluss (8) wird zur Ladung der 2ten Starter-Batterie die im 2 Rumpf verbaut ist,verwendet. Der Minus des zweiten Motors wird an (3-) angeschlossen und der 2te Starter-Plus an den Plus-Pol der2ten Starter-Batterie. Der Lade-Plus der 2ten Lichtmaschine wird direkt auf den Plus-Pol der Verbraucher-Batterieangeschlossen. Je nach den mechanischen Gegebenheiten kann dies direkt auf den Plus-pol der Verbraucher-Batterie oder an der EM-box an (+4) erfolgen. An Shunt 3 kann dann der Ladestrom der 2 Batterie gemessen undangezeigt werden. Die Lichtmaschine des zweiten Motors lädt nur die Verbraucher-Batterie während dieLichtmaschine des ersten Motors alle Batteriegruppen lädt.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 14

EM-box Bedienungsanleitung4.3.4 Anschluss Yacht mit zwei Motoren und einer Starter-BatterieBild 4.10: Installation mit zwei Motoren und einer Starter-BatterieBild 4.10 zeigt die Installation für Yachten mit zwei Motoren und einer Starter-Batterie. Die Plusladeleitung zwischenden Lichtmaschinen und den Startermotoren ist bereits entfernt, so dass ein dreiadriger Motoranschluss an die EMboxmöglich ist. Auf eine eigene Startermotor-Minusleitung kann verzichtet werden.Ist die Gesamtladeleistung der beiden Lichtmaschinen kleiner als 150A so kann gemäß Kapitel 4.3.1 mit parallelgeschalteten Lichtmaschinen und Startern gearbeitet werden. Ist die Gesamt-Lichtmaschinenleistung größer 150Adann wird nach obigem Schema vorgegangen. Durch den Einbau der EM-box erübrigt sich die zweite Starterbatteriebei gleicher Startsicherheit.4.4 Absicherung, Batteriemanagement und Hauptschalterfunktion für Bug-BatterieSoll der Batterieladezustand der Bug-Batterie erfasst werden, ist ein externer Shunt SHC 600 in der Minusleitung derBug-Batterie notwendig. Die Ladeleitung (+/-) von der EM-box zu der Bug-Batterie muss mit einerHochstromsicherung abgesichert, ebenso das Bugstrahlruder und die Ankerwinde. Der Batterietrennschalter ist einFBC 260, der über den PBus vom Systemmonitor gesteuert wird.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 15

EM-box BedienungsanleitungBild 4.11: Anschlussschema Bug-Batterie5 Anschlussdetails und SpezialfälleIn diesem Kapitel werden Anschlussdetails beschrieben die über die Standardkonfigurationen hinaus gehen.5.1 LichtmaschineDie Lichtmaschine ist die zentrale Ladequelle für die EM-box und deren korrekter Anschluss ist von zentralerBedeutung für die korrekte Funktion der EM-box. Um das Potential der EM-Box voll ausnutzen zu können, muss dieLichtmaschine einen Voltage Sense Eingang besitzen damit die EM-box die Lichtmaschine steuern kann. Falls diesernicht vorhanden ist muss dieser von einem Fachbetrieb nachgerüstet werden. Über die Voltage Sense Leitungbekommt der Lichtmaschinenregler seine Ist-Spannung nach der er die Ausgangsspannung regelt.Die EM-box greift nicht aktiv in die Felderregung der Lichtmaschine ein, sondern überlässt dem Originalregler diekorrekte und sichere Regelung der Lichtmaschine. Es spielt somit keine Rolle ob die Lichtmaschine positiv odernegativ geregelt ist. Ist die Lichtmaschine nicht selbsterregend so kann die Lichtmaschine über den „+Zündung“Anschluss erregt werden. Siehe dazu Kapitel 4.2.4.6.5.1.1 Zwei LichtmaschinenBild 5.1: Anschlussschema zwei LichtmaschinenA) Ist die Gesamtladeleistung der beiden Lichtmaschinen kleiner als 150A, so können die beiden Lichtmaschinenparallel an die Anschlüsse (-1) und (+1) angeschlossen werden.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 16

EM-box BedienungsanleitungB) Ist die Gesamt-Lichtmaschinenleistung größer 150A dann wird die leistungsfähigere Lichtmaschine an dieAnschlüsse (-1) und (+1) anschlossen und die schwächere an die Anschlüsse (-3) und (+4) anschlossen. DieLichtmaschine an (-3) und (+4) lädt dann ausschließlich die Service-Batterie und deren Ladestrom wird nicht auf dieanderen Batteriegruppen verteilt. Auch benötigt diese Lichtmaschine keinen Sense-Anschluss da diese Lichtmaschinenicht von der EM-box gesteuert wird.Der Ladestrom der zweiten Lichtmaschine wird dann am Shunt (-3) erfasst und kann im PSM im Energiemonitorseparat angezeigt werden.Hinweis:Da der Anschluss (+4) keinen besonderen Load Dump Schutz (Load Dump: Plötzliche Entlastung eines Generatorsim Betrieb durch Wegfall der Last/Batterie => Überspannung) besitzt, muss der +Anschluss der Lichtmaschine beiLeitungslängen > 2m zur EM-Box direkt auf den +Pol der Batterie anstatt auf den (+4) Anschluss der EM-box gelegtwerden. Im Zweifelsfall muss ein externer Load Dump Schutz installiert werden, um einer möglichen Beschädigungder EM-box vorzubeugen.5.1.2 Ladekontrollleuchte der LichtmaschineDie Ladekontrollleuchte wird wie gehabt angeschlossen und wird durch die EM-box nicht beeinflusst, da die EM-boxaußer der eventuellen Nachrüstung der Sense-Leitung keine Änderung an der Lichtmaschine erfordert.5.2 LadeeinrichtungenDie Ladung findet grundsätzlich auch bei ausgeschalteten Hauptschaltern statt und die Ladeverteilung ist immer aktivwenn Ladestrom zur Verfügung steht. Dies gilt für alle Ladeeinrichtungen die an den Anschlüssen (1) und AUX 1,2angeschlossen sind.5.2.1 Batterie-LadegerätDie Ladeausgänge des Ladegerätes werden direkt auf die Plusanschlüsse der Batteriegruppen geführt. Dabei sind dieVorgaben des Ladegeräte Herstellers zu beachten.Der Minus Anschluss des Batterieladegerätes wird an (-3) angeschlossen und kann somit im Energie-Monitor desPSM als Ladequelle mit eigener Ladestromanzeige identifiziert werden.Ist der Anschluss (-3) bereits durch eine zweite Lichtmaschine oder einer anderen Ladequelle belegt, kann auf denAnschluss (-8) ausgewichen werden, wenn keine Bug-Batterie vorhanden ist. Im Energie-Monitor des PSM mussdann die Strommessung entsprechend identifiziert werden.Ist der Anschluss (-8) bereits ebenfalls belegt so kann auf die Anschlüsse (-5, -6, -7) ausgewichen werden wobei danndie Stromanzeige des Verbraucherstromes auf dem entsprechenden Anschluss um den Betrag des Ladestromesverringert wird.Bild 5.2: Anschlussschema Batterieladegerät5.2.2 Mehr als 2 zusätzliche Ladequellen (Wind/Solar/Schleppgenerator)Weitere Ladequellen größer als 16 A (siehe 4.2.3.3) bis max. 150AGesamtladestrom können parallel ohne zusätzliche Absicherung an denAnschluss (1) anschlossen werden. Der Ladestrom wird dann durch die EM-boxauf die angeschlossenen Batteriegruppen aktiv verteilt. Auf dem Energie-Monitordes PSM können die an (-1) angeschlossenen Ladequellen nicht unterschiedenHardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 17

EM-box Bedienungsanleitungwerden, sondern werden eine Ladequelle mit eigener Ladestromanzeige angezeigt.Bei der Installation muss darauf geachtet werden, dass der gleiche Leiterquerschnitt wie zu der größtenangeschlossenen Lichtmaschine gewählt wird. Alternativ kann bei kleinerem gewähltem Leiterquerschnitt einAbzweigbolzenhalter ABH1 mit Sicherung gem. Abbildung 5.3 eingesetzt werden.Bild 5.4: Anschlussschema zusätzliche LadequellenIst die Gesamt-Ladeleistung größer 150A oder soll die Ladequelle im Energie-Monitor identifizierbar sein, dann wirddie Ladequelle an die Anschlüsse (-3) und (+4) anschlossen. Dabei wird dann ausschließlich die Service-Batteriegeladen und der Ladestrom wird nicht auf die anderen Batteriegruppen verteilt. Der Ladestrom dieser Quelle wirddann am Shunt (-3) erfasst und kann separat im PSM im Energiemonitor identifiziert und angezeigt werden.5.2.3 Kombi-WechselrichterBild 5.5: Installation Inverter / Kombi-WechselrichterInverter mit Leistungen kleiner 2kW bei 12V werden auf die Klemme (6+, 6-) angeschlossen, siehe linkesAnschlussschema. Inverter mit Leistungen größer 2kW bei 12V werden auf die Klemme (4+, 6-) angeschlossen, sieherechtes Anschlussschema.Wird nach Bild rechts auf (4+) angeschlossen muss ein Abzweig-Bolzensicherungshalter ABH1 mit Sicherung gem.Abbildung 5.3 eingesetzt werden und die Zuleitung zum Inverter abzusichern.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 18

EM-box BedienungsanleitungStarter-Batterie verwendet wird. Wird die 3. Batterie jedoch als Bug-Batterie eingesetzt, bei der die Verbraucherdirekt an der Batterie angeschlossen sind ist ein Batteriemanagement nicht möglich, da die Verbraucherströmevon der EM-box nicht erfasst werden können. In diesem Fall ist ein zusätzlicher Batteriemanagement-Shunt SHC600 direkt an der Bug-Batterie zu installieren. Siehe auch Kapitel 4.4.2) Setup Energie- Ladequellen (Solar, LM,…) für die Strommessung an den Anschlüssen 1, 3, 5, 6, 7, Aux1, Aux2Werkeinstellung ist:Shunt 1: Quelle LichtmaschineShunt 3: Quelle LadegerätShunt 5: Verbaucher1: BordnetzShunt 6: Verbaucher2: WechselrichterShunt 7: Verbaucher3: AnkerwindeShunt Aux1: Quelle SolarShunt Aux2: Quelle WindIm Setup Energie können die Shunts (Strommessung) zu den Symbolen individuell konfiguriert werden, um einekorrekte Darstellung zu der vorhandenen Anlage zu erhalten.WICHTIG: Zur korrekten Funktion des Ladestromverteilers muss eingestellt werden, ob die Lichtmaschine übereine Sense-Leitung verfügt oder nicht. Steht die Steuerung der Lichtmaschinen-Ausgangsspannung über die sense-Leitung nicht zur Verfügung wird das Ladeprogramm der EM-box entsprechend angepasst. Im Energie-Setup desPSM stehen dazu zwei Lichtmaschinentypen „Lichtmaschine-Sense“ und „Lichtmaschine“ zur Auswahl. Ist eineLichtmaschine ohne Sense-Leitung angeschlossen aber „Lichtmaschine-Sense“ eingestellt macht sich dies durchhäufiges Umschalten des Ladestromes auf die einzelnen Batterie bemerkbar. Im umgekehrten Fall werden nicht diekorrekten Ladespannungen gefahren.3) Im Setup Hauptschalter kann eine PIN Eingabe zur Schaltung der Hauptschalter aktiviert werden. WeitereEinstellungen sind nicht erforderlich.6.1 Betrieb mit PSMAlle Funktionen der EM-box können vom PSM aus eingestellt werden. Sämtliche relevanten Daten werden auf demPSM angezeigt und die Hauptschalter per Touchscreen betätigt. Siehe dazu die Bedienungsanleitung des System-Monitors.Grundlegend ist die Zuordnung der Ladequellen und Verbrauchersymbole im Energiemonitor um die korrekteDarstellung zu erhalten.Ist keine dritte Batteriegruppe angeschlossen so wird diese aus der Anzeige im Batteriemonitor durch die Einstellungauf Nennkapazität 0Ah und Name““ ausgeblendet bzw. auch nicht geladen.6.2 Betrieb ohne Systemmonitor PSMZwingend notwendig sind Tastschalter zur Ansteuerung der Batterie-Hauptschalter.Die Ladestromverteilung arbeitet ohne PSM mit der Grundeinstellung auf Basis von GEL-Batterien.Alle weiteren Funktionen arbeiten ohne Einschränkung außer der fehlenden Anzeige aller Daten.Zur Änderung der Einstellungen muss jedoch ein Systemmonitor PSM angeschlossen werden.Der Betrieb der EM-Box ohne PSM ist zwar grundsätzlich möglich, der Einsatz wird jedoch wegen der vielfältigenAnzeige- und Kontrollfunktionen empfohlen. Alternativ kann die CAN-Bus Schnittstelle in Verbindung mit einemgeeigneten Bus-System eingesetzt werden.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 20

EM-box Bedienungsanleitung7 Funktionalität der EM-box7.1 Ladestromregelung und VerteilungDie EM-box steuert die Ladespannung der Lichtmaschine über deren Spannungsfühler-Anschluss, den sogenannten Sense-Eingang. Ist dieser nicht vorhanden sollte dieser von einem Fachbetrieb nachgerüstet werden umeine optimale Ladesteuerung zu erhalten.Die Dreistufen- Laderegelung erfolgt unter Berücksichtigung von:Batterietyp (Flüssigelektrolyt, Gel, AGM)Batterietemperaturen (im Bereich von –20°C...50°C zur Bestimmung der Gasungsspannungen mit 14,4 V bei20°C bzw. 28,8 V und deren Korrektur mit 18...36 mV/°C bzw. 36...72 mV/°C)Polspannungen der BatterienBatterieladeströmen 0.5%C...2%C (zur Bestimmung des Umschaltzeitpunkts auf Erhaltungsladen)Zeit der Batterieladephasen (2h...16h, zur Sicherheitsabschaltung oder nach den Vorgaben derBatteriehersteller zum Laden)Die EM-box verteilt den Ladestrom (max. 150A) verlustarm auf die drei voneinander unabhängigenBatteriegruppen und regelt die angebotene Spannung entsprechend dem jeweiligen Ladezustand derBatteriegruppe.Die Ladestromverteilung erfolgt nach einen speziellen Verfahren, das die Vollladung der Batterien über dieLichtmaschine bei ausreichend langer Lichtmaschienlaufzeit ermöglicht und die Überladung vehindert. Dabei kann dieLadung der einzelnen Batteriegruppen zeitweise ausgesetzt werden um die jeweils anderen Batteriengruppen optimalzu Laden.7.2 Strom und SpannungsmessungAn allen 8 Hauptanschlüssen und den Ladeeingängen X1 wird individuell der Strom gemessen und demSystemmonitor PSM zur Anzeige zur Verfügung gestellt. Die Spannungsmessung erfolgt für die Starter-, Service undBug Batterie. Aus den Strom- und Spannungswerten wird für die 3 Batteriegruppen eine Kapazitätsberechnung zurVerfügung gestellt.Bei ausgeschalteten Batterie-Trennschaltern geht die EM-box in einen Stromsparmodus, die Strom- undSpannungsmessung und die daraus resulitierende Kapazitätsberechnung bleibt weiterhin aktiv.7.3 Batterie-HauptschalterFür die Starter- und die Service-Batterie steht jeweils ein Batterie-Trennschalter zur Verfügung. Diese könnenüber die Steuerleitungen und über den P Bus (CAN-Bus) geschaltet werden..Ein dritter Hauptschalter kann zum NOT-Start des Motors über die Service-Batterie aktiviert werden, welcher überdie Steuerleitungen und über den P Bus (CAN-Bus) geschaltet wird..Eine manuelle Betätigung der Hauptschalter direkt an der EM-box ist in Notfällen ebenfalls möglich, siehe auch4.2.2.7.3.1 Notstart-FunktionIm Falle einer leeren Starter-Batterie kann der Motor nicht gestartet werden. In diesem Falle kann durch Betätigender Notstartfunktion der Motor (Anlasser) über die Verbraucher-Batterie versorgt werden. Dazu wird intern derAnlasser-Anschluss von der Starter auf die Verbraucher-Batterie umgeschaltet. Die Ladefunktionalität wird dadurchnicht beeinflusst.7.3.2 Notbetätigung der Batterie-HauptschalterIm Falle eines Ausfalles der Elektronik der EM-Box oder in Notfällen können die Hauptschalter direkt an der EMboxbetätigt werden.Wichtig: Die manuelle Betätigung der Taste wird nicht durch die Status-LED angezeigt. Nach einer manuellenBetätigung des Hauptschalters muss schnellstmöglich eine elektrische Betätigung erfolgen.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 21

EM-box Bedienungsanleitung7.4 HauptabsicherungZur Hauptabsicherung der Verbraucheranschlüsse werden sogenannte Bolzensicherungen SHB eingesetzt. DieBolzensicherungen werden von der EM-box an den jeweiligen Anschlüssen elektronisch überwacht. Je Anschlusszeigt eine rote Leuchtdiode den Ausfall der zugehörigen Sicherung an (Fehlermeldung).Ist bei einem unbelegten Verbraucheranschluss die Mutter nicht oder lose angezogen, kann dies ebenfalls zueiner Fehlermeldung führen.7.5 Allgemeine BetriebshinweiseDie EM-box hat im Ruhestand einen Eigenstromverbrauch von 10-30 mA. Dies kann selbst bei ausgeschaltetenHauptschaltern zu einer völligen Entladung der angeschlossenen Batterien bei fehlender Nachladung führen.Daher müssen die Verbindungskabel zur EM-box an den Batteriepolen bei längerem Nichtgebrauch (> 1-2Monate) abgenommen werden, um einer Tiefentladung der Batterien vorzubeugen.7.6 Steuermöglichkeit der HauptschalterUm auch bei ausgeschalteten Hauptschaltern die Steuermöglichkeit über den Systemmonitor zu ermöglichen,muss dessen Stromversorgung an den Dauerplusausgang der EM-box angeschlossen werden.Grundsätzlich ist eine Steuermöglichkeit der Batterie-Hauptschalter über die Steuerleitungen anAnschlussklemme X2 vorzusehen, um im Notfall (z.B. bei Ausfall des CAN-bus) die Hauptschalter schalten zukönnen.8 Anhang8.1 Pinbelegung RJ45 CAN-BUS (PBUS)Wird die EM-box nicht in Verbindung mit einem philippi Systemmonitor PSM eingesetzt, muss folgendes beachtetwerden:Der CAN-Bus Treiber ist galvanisch von der EM-box entkoppelt. Um den Treiber in Funktion zu setzen muss dazubusseitig eine Versorgungsspannung von DC 6-12V an die PINs CAN GND und CAN VCC angelegt werden. Hierfürkann die interne Versorgung der EM-box an CAN_BAT+ und CAN_BAT– verwendet werden um den CAN-Treiber zuversorgen.Die einzelnen Kontakte der RJ45 Buchsen sind wie folgt belegt:Der CAN-Bus muss an den beiden Enden mit einem Teminator CBT (120 Ohm) abgeschlossen werden. Siehe hierzuauch die Anleitung zum Systemmonitor PSM. Wird die EM-box ohne Busanschluss betrieben, muss zumindest ineineder beiden Buchsen ein Terminator CBT gesteckt werden.Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 22

EM-box Bedienungsanleitung8.2 Abmessungen der EM-boxHardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 23

EM-box Bedienungsanleitung8.3 Bestellnummern des optionalen ZubehörsBolzensicherung SHB 30 A 6 0892 5301Bolzensicherung SHB 50 A 6 0892 5501Bolzensicherung SHB 75 A 6 0892 5751Bolzensicherung SHB 125 A 6 0892 6121Bolzensicherung SHB 200 A 6 0892 6201Abzweigbolzenhalter ABH1 7 0010 5191Sicherungshalter SHD 6 3400 1102Streifensicherung STS 125 A 6 5701 6121Streifensicherung STS 160 A 6 5701 6161Streifensicherung STS 200 A 6 5701 6201Streifensicherung STS 250 A 6 5701 6251Temperatursensor TEMP-BT 0 5900 3000Sicherungshalter (1A) zur Absicherung der Meßleitungen 6 0030 3411Taster zur Steuerung der Hauptschalter 21x15mm 5 1801 1202Tasterpanel STC 3 zur Steuerung der Hauptschalter 0 7100 0103Systemmonitor PSM 0 7100 2000P-BUS-Kabel 0,5m 5 3000 0050P-BUS-Kabel 1m 5 3000 0100P-BUS-Kabel 2m 5 3000 0200P-BUS-Kabel 5m 5 3000 0500P-BUS-Kabel 10m 5 3000 1000Terminator CBT (120 Ohm) 5 3000 0012Batterie-Management Shunt SHC 600 0 7100 0600Fernsteuerbarer Hauptschalter FBC 260 0 8301 2700Hardwarestand 2.0 - REV 1G - 12MAI Seite 24