95Ah AGM Batterie gegen 400AH LiFeYPo4 Batterie getauscht

Wenn man einmal so einen Batterie-Umbau gemacht hat kommen gleich die Anfragen „kannst du mal schnell …“.

Schnell war da gar nichts und es sind einige Meter Kabel mehr geworden als ich befürchtet hatte.

Der Plan war die 80Ah Exide Gel Batterie gegen so viel wie möglich LiFePO4 auszutauschen um auch mal autark „Homeoffice“ arbeiten zu können, den billigen PWM-Solarregler und das nicht ausreichende Netzteil gegen effizientere Technik auszutauschen, ein paar 12V und 230V Steckdosen zu verlegen und einen WR zu verbauen. Im Laufe der Planung kamen noch ein paar zusätzliche Steckdosen und ein paar Lampen dazu. Eine bessere Kühlschrankversorg musste auch geschaffen werden, da im EBL die Leitungen für den Kühlschrank schon farbliche Veränderungen hatten (20A über dünne gedruckte Platinen zu führen ist schon mutig).
Die Verschaltung ist dem folgenden Bild zu entnehmen. Die gestrichelten Komponenten kommen noch im Zuge des Kühlschrank Umbaus.

Ich habe mir beim hier Zusammenschreiben mal die ganzen Aufzeichnungen und Plänchen angesehen, die ich im Laufe der 7 Wochen Planung und Bauzeit angefertigt hatte. Auch hier hätte ich mich total verschätzt, hätte ich am Anfang eine Zahl nennen müssen (es sind übrigens nicht alle abgebildet).

Das Womo ist ein Forster EZ 2016 und elektrisch mit minimalstem Aufwand ausgestattet. Ein 12V Steckdose und eine 230V Steckdose im Wohnraum auf 7m Fahrzeuglänge. Die Kabeldurchmesser zu allen Geräten ist mit minimalstem Querschnitt ausgeführt (20A für Kühlschrank z.B. nur mit 2,5 mm² über 9m Kabel (18m für Hin- und Rückleitung) ist schon wenig, da bleiben auf der Leitung fast 3V liegen).

Als erstes ging es darum den Platz zu erkunden um die Menge an Batterie zu ermitteln. Original ist Lader, Batterie und EBL unter dem Beifahrersitz verbaut (ein riesiger Kabelverhau kommt da einem entgegen). Die Batterie sollte unter den Fahrersitz und der WR in die Nähe der Batterie. Zum Glück ist das ein Modell ohne drehbare Vordersitze ausgestattet und somit ist eine Spur mehr Platz unter den Sitzen (wobei die Feder für die Sitzhöhenverstellung auch gut im Weg ist).

Die Kabel sollten alle versteckt verlegt werden und bis zu 14mm² Leitungen quer durch den Wohnraum verdeckt zu ziehen ist schon eine Tüftelarbeit. Ich habe aber an der Nahtstelle vom Wohnwagen zum Triebkopf einen guten Weg gefunden die Kabel hinter Abdeckungen zu führen. Gequert habe ich unter dem Alkoven in einer Lücke zwischen Abdeckung und Alkoven Unterboden. Die Wege nach hinten wurden in den Unter- bzw. Oberschränken verlegt. Es ist manchmal ne irre aufwändige suche die richtigen Schrauben zu lösen, die dann den Weg zu den „Kabelkanälen“ freigeben.

Nachdem ungefähr der Weg der Kabel klar war ging es ans Bestellen. Wie schon bei meinem letzten Umbau habe ich die Kabel bei Fraron gekauft. Ich denke der Service die Kabel fertig konfektioniert geliefert zu bekommen ist super (35mm² Kabelschuhe möchte ich nicht mit irgendwelchen Zangen manuell aufpressen und Schrumpfschläuche mit Heißklebereinlage haben die Jungs auch noch verwendet). Auch bei der Batterie habe ich dieselbe Quelle wie beim letzten Mal genommen, nur musste ich beim Typ einige Nummern günstiger nehmen, damit es das Budget nicht sprengt (es ist für eine meiner Töchter und in jungen Jahren hat man sich noch nicht so viel Polster angespart, dass es für das tollste Womo und die luxuriöseste Technik reicht). Im September hatte die Firma GWL 100AH LiFePO4 Zellen im Angebot für unter 40Euronen (netto), da musste ich zugreifen. Es sind die 100Ah ELERIX Zellen mit den Maßen 130*36*215mm (L*B*H). Die können jetzt nicht wie meine ThunderSky auch bei -40°C geladen werden aber das Womo ist sowieso nicht wirklich für den harten Winter gemacht und entladen geht hier auch bis in die tiefen Minusgrade. Beim BMS habe ich ebenfalls wieder zum BMS von 123Elektric gegriffen (für mich perfekte Technik). Es ist sehr klein und unterbricht den Strom nicht per MOSFET-Grab, sondern mittels bistabiler Relais und hat getrennte Wege für das Laden und Entladen. Man kann also ganz einfach zum Schonen der Zellen das Laden ausschalten ohne auf das Entladen verzichten zu müssen. Zugegeben die Relais sind etwas schwach spezifiziert aber die können im ungeschalteten Zustand mehr als den Nennstrom und ich bin schon am Überlegen hier „einfach“ das Relais gegen einen stärkeren Typ auszutauschen, habe aber nach kurzer Recherche noch nichts Passendes gefunden.

Nach einer Woche waren die Batterien da. Zuerst ging es an das Laden der Zellen. Da ich ein 12A Labornetzteil habe konnte ich alle Zellen parallelschalten und auf ihre Ladehöchstspannung (ich habe 3,6V gewählt) bringen. Da das Netzteil bei 12A ziemlich leidet wen es tagelang das Maximum liefern muss, habe ich mit 10A geladen. Um die 400Ah zu laden sind dann also 40h nötig. Es hat aber 2 volle Tage gedauert und dann noch mal 24h verbunden ruhen lassen bevor die Dinger in den Zellverbund geschaltet wurden. Das BMS hat dann relativ zügig die Spannung auf 3,4V herunter balanciert. Kurzer Probelauf am WR war dann auch noch fällig.

Die genaue Position unter dem Sitz zu finden war nicht ganz einfach, da rechts am Sitz ein Metallteil nach vorne und hinten geschoben wird und links die starke Feder für die Sitzhöhenverstellung entlangschrammt. Ich habe mittels eine Kartonattrappe die maximale Höhe und die seitliche Position bestimmt bevor ich das Gehäuse aus Holz gefertigt habe. Die Isolierung im Unterboden musste herausgenommen werden um Höhe zu bekommen, dabei muss man aber sehr vorsichtig sein, da ein dicker Kabelstrang von Fiat unter den Sitzen von rechts nach links zur B-Säule läuft.

In den Bildern sind die kritischen Stellen markiert

Die dicken Kabel laufen ebenso wie bei meinem letzten Umbau unter der original Schaumisolierung auf dem Fahrerhausboden von der Straterbatterie zum Beifahrersitz (ist ja im ersten Bild 3 Posts weiter vorne skizziert). Solange man die 35mm² Kabel nicht kreuzt reicht der Platz gut. Der WR kam direkt hinter den Fahrersitz an ein Brett, welches fest mit dem Fahrersitz verbunden ist. Bei dem Forster ist eine Alu-Riffelplatte als Verbindung zwischen Wohnraum und Triebkopf eingebaut. Um diese am Ende wieder einzubauen muss alles was an den Sitzen angeschraubt wird wieder weg, da man die Platte nicht von hinten hineinscheiben kann.

Auf der Beifahrerseite ist der EBL in einer „Holzschachtel“ eingebaut worden, um ihn unter dem Sitz heraus zu holen und nach hinten zu versetzen (die Holzschachtel musste leider auf der Unterseite noch mal angepasst werden, da die Aluriffelplatte beim Einbau nicht mehr passte). Auch die vielen Kunststoffleerrohre um die die Kabel im Bereich Beifahrersitz durften den Weg nach draußen in die Tonne suchen, das war mal ein Geknäuel in der Originalverdrahtung. Die Batterie und das Ladegerät sind unter dem Sitz entfernt worden und stattdessen wurde eine Holzplatte auf den Metallboden geschraubt (irgendwie mussten die Löcher der Batteriehalterung ja wieder zugemacht werden. Der Triplelader kam mittig nach vorne und dahinter das Relais, das das kreisladen beim WR-Betrieb verhindert. Drüber kam noch eine weitere Etage für die Verkabelung der Sicherungen und Hochstromrelais. Zuerst hatte ich 2 Terminals gekauft und dachte die anderen hole ich mir dann auf Bedarf. War mir dann aber alles zu teuer und zeitaufwändig und ich habe mir das Zeugs mal schnell selber konstruiert und im 3D Drucker gedruckt. PLA ist nicht wirklich das beste Material dafür, PTEG sollte es schon sein (war aber gerade alle).

Das Verlegen der bockigen Kabel hat wieder mal „Spaß“ gemacht aber mit viel Kaffee geht’s.
Im EBL musste ich noch das Trennrelais deaktivieren, da ich den Triplelader gerne parallel zum EBL schalten möchte, damit nicht der ganze Strom durch den schwachbrüstigen EBL muss. Der Lader ist sowieso besser als ein Trennrelais, da er den Strom nur so fließen lässt wie man es möchte (das Deaktivieren ist relativ einfach machbar, man muss entweder die Basis des Ansteuertransistors auslöten oder die Leitung zu Basis unterbrechen (die eingebaute Version hat noch keine vorgesehene Trennstelle). Den Trennschalter für den WR habe ich mit einem Widerstand überbrückt, der die riesigen Elkos des WR nach Batterie-Ein schon mal vorlädt. Wenn man dann noch ca. 20s mit dem WR einschalten wartet, gibt’s keinen Einschaltfunken an den Kontakten und der Schalter lebt länger. Das kostet zwar etwas Strom auch bei WR-Aus aber die ca. 12mA gehen im Rauschen unter.

Nach dem die Verdrahtung von EBL, Lader, WR und Batterie abgeschlossen und getestet war gings an die Verdrahtung der Steckdosen. 230V in die Heckgarage um Fahrrad Akkus zu laden und am hinteren Bett für den Innenraum noch 12V und 230V (für was auch immer). Die Dosen setzen ist nicht das größte Problem aber auch hier sind es locker 9m Kabel (ein Weg) und da müssen bei 12V schon 4mm² her, wenn der Spannungsabfall bei 15-20A (wer weiß was da in Zukunft angeschlossen wird) erträglich bleiben soll.

Über der 2ten Dinette musste ein 12V USB-Powerlader hin mit 100W Ladeleistung (USB-A QC3.0 / USB-C PD 3.0) und noch eine 12V Steckdose. Von hier wurden dann auch die 230V Leitungen zu diversen Steckdosen gezogen. Damit man das Licht nicht nur an der Einstiegstür ganz hinten anmachen kann, musste noch auf eine Wechselschaltung mit zusätzlichem Schalter am Alkoven umgerüstet werden. Ich kam mir vor als wenn ich ein Haus neu verkabelt hätte.

Leider ist die original Verkabelung überall leicht grenzwertig (zum einen bezüglich Kabelquerschnitt und zum anderen bezüglich der Verlegung und Verbindung. Litze einfach mit Schrauben zu gequetscht (Aderendhülsen wurden vergessen) oder Kabel kreuz und quer „verwoben“ und dann einfach nach hinten in die Versenkung gedrückt oder Kabelschuhe unprofessionell aufgebohrt. Danke Fa. Forster, richtig geht anders.
Ich gebe zu, mit Aderendhülsen haben die vielen Kabel nur schwer in die Klemme gepasst (hätte man halt ne Nummer größer nehmen müssen und Tape war wohl auch gerade alle).

Zum Kühlschrank habe ich komplett neue 12V Kabel gezogen, da bisher nur 2,5mm² verlegt waren und die Verdrahtung zudem als „Heizung“ diente (beim Ziehen ist dann auch die Sicherung gebrochen, weil schon leicht angeschmolzen). Den Strom habe ich auch über ein separates Relais direkt von der Aufbaubatterie geholt und das Relais von original Kühlschrankrelais angesteuert (der Platine wollte ich den Kühlschrankstrom nicht länger zumuten). Leider ist das NE185 nicht das smarteste. Da gibt es ein „irgendwie“ erzeugtes „D+“ das das Kühlschrankrelais sofort schalten lässt, wenn der Motor steht (nix mit 15 Minuten verlängern für den Stopp an der Tanke!!). Da muss ich mir noch was einfallen lassen. Zudem funktioniert an dem Kühlschrank die AES nicht und es wird nicht automatisch von 12V auf Gas oder 230V umgeschaltet. Das muss auch noch gefixt werden. Eine Schaltleitung für das 230V Relais, das den 230V Kreis unterbricht, wenn der WR läuft, ist auch schon gezogen. Das zugehörige Relais kommt später, wenn die AES-Funktion repariert wird.

Nach dem alle Leitungen verlegt und angeschlossen waren musst noch die NVS integriert werden. Ich wollte hier nicht dieselbe Lösung wie bei meinem letzten Umbau verwenden, weil das NVS über 100Euronen gekostet hätte und auch nur mit günstigen Relais, die gerade knapp 16A können, bestückt ist. Ich habe eine Notstromumschalter im Netz gefunden der genau dasselbe tut. Man kann dort die normale Versorgung anschließen und die Notstromversorgung. Sobald der Normalstrom ausfällt schaltet er bistabil um auf Notstrom. Zudem ist da auch noch ein richtiger Schütz drin (64A) und preislich auch noch weniger als ein Fünftel. Der ganze Umbau war teuer genug für die jungen Leute.
Die NVS ist leider für den Einbau in einen Schaltschrank konzipiert und damit erstmals nicht besonders geeignet für offenen Einbau. Darum habe ich eine Schutzhülle konstruiert und gedruckt um auch mal blind hinter die Küchenschubladen greifen zu können und nicht Gefahr läuft eine gewischt zu bekommen.

Ganz zum Schluss durfte ich noch einen Teppich verlegen (er musste aus einem Stück sein, aber für unter die zwei Dinetten war der Teppich doch zu schmal (aber eben günstig) und musste angestückelt werden). Ging ganz gut, weil ich mir ein Schnittmuster mit einer Papiertischdecke erstellt hatte und so konnte man den Teppich ganz gut (vor)schneiden.

Alles ist gerade so fertig geworden, damit das Womo den Weihnachtsurlaub antreten konnte und ich mich wieder entspannen kann (für ein abschließendes Foto hat's auch nicht mehr gereicht). Jetzt gilt es den Erfahrungsbericht der ersten Tour abzuwarten und hoffentlich gibt’s keine neuen Wünsche.

Egon, ggf habe ich mich ungeschickt ausgedrückt. Der Kühlschrank kann aber nur länger auf 12V laufen, wenn er vom EBL auch mit 12V versorgt wird. Der EBL dreht aber in dem Fall einfach den "Saft" ab und dann kann der Kühlschrank wollen wie er will können kann er halt nur nicht .

Ich muss mich also um eine "Dauerstromversorgung" kümmern und die AES Funktion reparieren (oder den 15Min timer vor das Relais am EBL hängen).

Das mit der "nicht offenen Flamme" sehen nicht alle gleich.

Gruß Markus