95Ah AGM Batterie gegen 400AH LiFeYPo4 Batterie getauscht

Nun komme ich endlich dazu meinen Umbau, den ich schon im letzten Sommer gemacht habe hier vorzustellen.

Es sind ein paar Din A4 Seiten geworden, drum werde ich wohl einige Posts dafür brauchen

Unser letztes Wohnmobil (ein Kastenwagen) hatte ca. 160Wp Solarzellen, einen günstigen PWM Laderegler und einen ca. 100Ah Bleiakku. Durch die relativ hohe Ladeleistung und unser sparsamer Umgang mit Strom kamen wir über Jahre recht gut mit dem Strom aus. In der Nachbetrachtung hat aber der günstige Laderegler die Batterie regelrecht „totgekocht“.

Als wir unseren neuen Vollintegrierten bekamen hatten wir häufig Strommangel. OK ist nicht wirklich vergleichbar. Zum einen hat dieser sehr sparsame Leuchtmittel aber noch kein Solar auf dem Dach und diverse Lüfter die gelegentlich laufen aber keinen Kompressorkühlschrank mehr. Möglicherweise war auch nur des Trennrelais im EBL nicht ganz in Ordnung, da ohne D+ Signal gelegentlich Ladeströme von der Aufbaubatterie zur Starterbatterie flossen.

Es kam die Überlegung Solar aufs Dach oder Batterie vergrößern oder beides.

Da durch die Euro5 Schaltung der Lichtmaschine die Aufbaubatterie bei kurzen Fahrten eher entladen als geladen wurde, war auch noch ein Ladebooster erforderlich.

Da ich den Umbau selber machen wollte, hatte ich erst mal Hemmungen ein Loch in das Dach zu bohren (Herstellergarantie bzgl. Dichtigkeit). Also war der Batterieausbau die erste Priorität.

Ich habe mich im Netz etwas umgeschaut und diverse Umbauvorschläge angesehen. Nach langem hin und her, gab es nur eine Lösung. Es muss ein LiFePo4 Akku sein. Leider sind die Erstinstallationskosten nicht gerade als Schnäppchen zu bezeichnen.

Um den geplanten Solarzelleneinbau noch etwas heraus zögern zu können, habe ich die Batterieleistung etwas höher ausfallen lassen (erweitern wäre aus Platzmangel nicht möglich gewesen und für bereits nach 2-3 Jahren die Batterie zu ersetzen ist sie etwas zu teuer.

Meine Überlegungen zum Akku Typ (nur in Kurzform)

Egal ob Blei-, Gel- oder AMG-Akkus die benutzbare Leistung ist realistisch 50% der aufgedruckten Kapazität und bei hohen Strömen noch viel weniger. Außerdem hat diese Art von Akkus die unschöne Eigenschaft einen relativ hohen Innenwiderstand, einen starken Spannungsabfall bei kleinerem Ladezustand und eine endlos langsame Ladekurve zu haben.

LiFePo4 Akkus haben mehr oder weniger inverse Eigenschaften, nämlich einen irre kleinen Innenwiderstand, eine fast konstante Spannung über fast den gesamten Ladezustand und können mit sehr hohem Ladestrom bis fast zu Ladegrenze geladen werden.

Ich bin vor dem Umbau häufig nur ein paar km zum nächsten Platz gefahren und nach dem Ankommen war oft weniger Strom in der Aufbaubatterie als vorher. Es war ein wichtiger Punkt bei der Komponentenauswahl auch bei Kurzstrecken möglichst viel Strom in den Akku zu bekommen. Freies Stehen ohne Strom war mit der Originalkonfiguration nicht lange möglich (jeden zweiten Tag musste eine Steckdose gesucht werden).

Sobald man sich für LiFePo4 Akkus als Aufbaubatterie entscheidet kommt man an einem Ladebooster nicht vorbei (eigentlich auch nicht bei den anderen Akkus auch wenn die Fahrzeughersteller das erst mal aus Kostengründen anders sehen). OK, hätte ich mit der alten Aufbaubatterie auch schon einen Ladebooster gehabt wäre sicher auch bei kurzen Fahrten deutlich mehr Strom in den Akku gelangt, aber mehrere Tage frei stehen ist mit realistischen 50Ah Energie (100Ah zu 50% entladen) kaum zu machen.

Meine Entscheidung viel auf die Akkuzellen von Thunder-Sky. Diese haben eine sehr gute Leistungsabgabe über viele Ladezyklen und sind auch bei negativen Temperaturen noch ladbar (dafür sorg das Yttrium).

Jetzt ging es darum wie viel Ah es werden sollten. Die Batterie sollte an der Stelle der alten (rechts neben dem Beifahrersitz) ihren Platz finden. Von Hymer ist der Platz für zweimal 100Ah Batterien vorbereitet worden. Kurzes überschlagen hat ergeben, dass hier maximal vier Zellen mit je 400Ah Platz finden können. Das passt in der Breite ohne an der Bodenplatte etwas abschneiden zu müssen in die Vertiefung und in der Höhe geradeso noch unter das vorhandene Regal. Neben der Batterie haben noch die erforderlichen Sicherungen und das Lade und Entladerelais und ein 1500W Sinuswechselrichter Platz. Die alte Abdeckung und die Metalleinfassung muss aber durch eine selbstgebaute Einhausung ersetzt werden.

Nach etwas hin und her rechnen habe ich mich, auch wenn es doch ein paar Tausender sind, für die große Lösung entschieden. Die TS-LYP400AHA mussten es sein. Reserve satt. Um mir den direkten Import aus China zu ersparen (wäre sicher ein paar Euro günstiger gewesen) habe ich mich für eine Bestellung bei GWL.eu entschieden. In der Nachbetrachtung ein gute Entscheidung.

Als Laderegler habe ich mir einen Ausgesucht, der einen relativ hohen Ladestrom bei laufendem Motor liefert. Da ich ja Solar aufs Dach bauen möchte und ich nicht zig kleine Geräte installieren möchte musste es ein Kombigerät sein. Das standardmäßig verbaute EBL29 ist meiner Meinung auch nicht das tollste und hat subjektiv einen sehr schlechten Wirkungsgrad beim Laden über Landstrom. Am Ende habe ich mich für den Votronic VCBS 60/40/430 Triple CI entschieden. Das Kombigerät kümmert sich um die Stromzufuhr (egal von welcher Quelle) und das ist sicher optimaler, als wenn mehrere Geräte mit (oder im ungünstigsten Fall gegeneinander) arbeiten. Außerdem war das Serienmäßig eingebaute EBL29 nur noch Verteiler und keine aktive Stromquelle mehr und da integrierte Trennrelais ohne wesentliche Funktion.

Bisher hatte ich immer nur kleine Wechselrichter an denen kein noch so kleiner Reiseföhn betrieben werden konnte (für mehr al s zwei Laptops zu laden reichte die Leistung nicht). Vor zwei Jahren hatte ich mir mal einen 1500W Sinus Wechselrichter zugelegt aber der Betrieb an meiner 95Ah Varta AMG Batterie war nicht wirklich möglich (12V 95/50%Ah entsprechen 570Wh und der Föhn hatte 650W und bei einem Leerlaufverbrauch von knapp 30W ist nach 5 bis 10 Min nicht mehr viel Ladung übrig). Da ich bei heißen Sommertagen auch mal die Klimaanlage betreiben wollte musste eine Beschaltung her, die, analog dem Landstrom, einfach verfügbar war. Damit der Strom des Wechselrichters einfach an allen Steckdosen verfügbar ist habe ich mir von Fraron die Netzumschaltung/ Netzvorrangschaltung 16A 230V zugelegt. Mit dieser kleinen Box passiert kein Unglück, wenn man mal vergessen sollte den Wechselrichter auszuschalten und gleichzeitig Landstrom angeschlossen wird (alles andere wäre auch verboten weil ohne an den Pins an der Außensteckdose Spannung anliegen würde). Zusätzlich muss man noch 2 Verbraucher per Relais vom Strom trennen solange der Wechselrichter den Strom liefert. Da ist zum Einen der AES Kühlschrank und zum Anderen der Triple Laderegler. Da diese Geräte ja nur mit echtem Landstrom aktiv sein sollten.

Verdrahtung

Die Fa. Hymer hat recht dünne Kabel zur Batterie verlegt (max. 16mm2). Es mussten neue Kabel her, die bei den neuen Lade- und Entladeströmen nicht warm werden und unwesentlich Spannungsabfall erzeugen. Das Anklemmen von Kabelschuhen an 35mm2 Leitungen ist ohne Profiwerkzeug nicht ordentlich zu machen. Die Fa. Fraron bietet hier einen tollen Service zu günstigen Preisen. Da beim 250er Ducato die Fahrzeugbatterie vor dem Fahrersitz ist, kam ich mit recht kurzen Kabel aus (maximal etwas mehr als 2m).

Das
obige Schaltbild ist zwar nicht ganz Normkonform, enthält aber alles was nötig
ist um die Beschaltung zu verstehen (die roten und blauen dickeren Leitungen
sind neu die dünneren kommen beim Solarausbau dazu). Oben links ist die
Bordbatterie mit den vier 3,3V Zellen.

Das BMS ist direkt auf die einzelnen Pluspole der vier Zellen verschraubt. Es
steuert auch das lade und entlade Relais und misst den lade und entlade Strom. Das
von mir verwendete 123\smartBMS hat einen Bluetooth Sender und kann über ein
App mit dem Handy gesteuert werden (das direkte Schalten der zwei Relais ist
aktuell noch nicht möglich, aber der Hersteller hat zugesagt dies in einer der
nächsten Versionen nachzuliefern. Der dann fällige FW-Update kann dann direkt
OTA erledigt werden).

EDIT: Schaltplan auf Wunsch vorn 244-er getauscht. Gruß Laika78

Der Laderegler (er fand unter dem Beifahrersitz Platz) misst die Batterietemperatur
und die Spannung direkt an der Batterie (bzw. direkt am Laderelais. Am Entladerelais
wäre zwar günstiger, damit im Notfall die Batterie nicht über diese Leitung in
den Unterspannungsfall getrieben wird. Aber der Laderegle zieht auch über die
Sens-Leitung ca. 1W und entlädt die Batterie. Das Laderelais kann man aber beim
Dauerparken (ohne Solar und Landstrom) ggf. ausschalten, das Entladerelais eher
nicht. Bei mir sind das im Ruhezustand 1W am Entladerelais und 1W am
Laderelais, also Verdopplung der Entladegeschwindigkeit). Die Verbindungen des
Ladereglers zur Starterbatterie und zur Bordbatterie habe ich mit 35mm2 Leitungen
ausgeführt. Ebenso die Verbindungen zum Wechselrichter. Ich habe mir so in etwa
0,2V Spannungsabfall bei 2m Leitungslänge und 100A Belastung vorgestellt. In
Summe wird es dann schnell mehr, wenn mehrere Kabelstücke, Sicherungen und
Relais zusammen kommen und den Rückweg muss man auch noch betrachten.

Der Schalter des Wechselrichters ist eine elektronische 200A Sicherung (war
günstiger als ein Schalter). In der geschalteten 12V Leitung zum Wechselrichter
liegen auch noch die zwei Relais, die die 230V Versorgung des Ladereglers und
der Kühlschrank abklemmen, wenn der Strom mit dem Wechselrichter bereitgestellt
wird. Der Laderegler würde versuchen die Batterie sofort wieder nachzuladen,
was ihm natürlich nicht gelingt. Der Kühlschrank würde wegen der
Vorrangschaltung sofort auf 230V Betrieb umschalten und unnötig die Batterie
belasten.

Damit bei Stromüberschuss der Kühlschank mit kostenlosen Solarstrom geladen
werden kann (die Solarzellen kommen bei mir erst später aufs Dach) habe ich in
die vorhandene D+ Leitung eine Diode eingebaut und das AES Signal vom
Laderegler ebenfalls über eine Diode angeklemmt (die Dioden müssen sein, damit
die beiden Signale D+ und AES entkoppelt bleiben, da sonst z.B. bei aktivem AES
die restlichen Komponenten im Auto davon ausgehen würden, dass der Motor läuft).

Im Wechselrichterbetrieb muss auch noch aktiv die Wärme aus dem Batteriekasten
heraus befördert werden (in dem befindet sich bei mir ja auch der
Wechselrichter). Ich habe mir hierfür einen temperaturgeregelten Lüfter F9-TC
von Arctic besorgt. Den Temperatursensor habe ich im Luftstrom des
Wechselrichterlüfters befestigt. Der Lüfter verträgt nur genau 12V (ggf. ein
paar 0,1V Karenz) aber auf keinen Fall die Batteriespannung (auch wenn man von
12V Bordnetz spricht sind da locker 13,5V vorhanden und beim Laden auch mehr).
Ich habe mir einen kleinen Stepdown Regler (gibt‘s für ca. 1€) davor geschaltet
und die Spannung auf genau 12V eingestellt (der Stepdown Regler liefert maximal
1V weniger am Ausgang als am Eingang anliegt. Der Lüfter läuft aber auch noch
bei 10V ohne Probleme).

Der Wechselrichter liefert seinen Strom direkt zur Netzumschaltung/ Netzvorrangschaltung ATS 16 an den sekundären Eingang. Am primären Eingang liegt die Landstromsteckdose. Der Ausgang geht dann über die Sicherungen (incl. Fehlerstromschalter) in das Bordnetz. Direkt in der Eingangsleitung (zwischen Stecker und ATS 16 hier nicht gezeichnet) habe ich noch einen Leistungsmesser eingebaut. Den hatte ich schon vor diesem Umbau eingebaut, weil ich ein Gefühl dafür bekommen wollte wo der viel Landstrom bleibt (die Kiste hat mit der original Konfiguration zwischen 0,5 und 0,75 KWh (ohne zusätzliche Verbraucher) pro Tag verbraten).

Am EBL musste ich keine Veränderungen vornehmen (außer ziehen der Kaltgerätesteckers für die 230V Versorgung). Es hat sofort die Starterbatteriespannung angezeigt (auch ohne Zusatzrelais, wie in der Votronic-Anleitung beschrieben). Nur für die Landstromanzeige musste ich etwas trixen (230V Stecker ist ja gezogen). Der TR/OK Ausgang des Ladereglers liefert ein Signal sobald die Batterie geladen wird. Die Leitung 6 vom Block 3 zum Anzeigepanel bekommt eine Diode und das TR/OK Signal wird ebenfalls per Diode in die Leitung eingespeist. Bei Versorgung durch Solar oder während der Fahrt wird dann aber ebenfalls das Steckersymbol angezeigt (das kann man aber ignorieren, man sieht ja dass es hell ist oder der Motor läuft, aber dass der Münzautomat Nachschub will, ist trotzdem erkennbar).

Ein Punkt den ich immer noch klären muss, ist die Belastbarkeit der Lichtmaschine. Viel Licht bei Regen und Bordbatterie leer bedeuten sehr viel Strombedarf. Das muss die Lichtmaschine bei zügiger Fahrt abkönnen (wird ja auch gut bei einigermaßen Drehzahl gekühlt). Wo ich ggf. Probleme sehe ist dieses Szenario im Stau. Hier ist die Drehzahl so um die 600 Umdrehungen pro Minute und die Kühlung geht damit gegen Null. Der Ladebooster zieht eben mit zusätzlichen 82A an der Lichtmaschine (OK die alte Batterie hatte auch Strom gezogen, aber das waren lächerliche 10-15A), solange die Batterie unterhalb von 95% Ladezustand ist (wenn die Lichtmaschine noch nicht abgebrannt ist bis per App das Laderelais aktiv geschaltet werden kann, hat sie es entweder vertragen oder ich hatte Glück). Es gibt zwar noch einen Schalter am Ladebooster mit dem man den Strom auf 65A begrenzen könnte, aber dann lädt die Bordbatterie auch nur mit etwas über 40A. Zum ständigen Schalten ist der Schalter nicht geeignet (er ist auch gut versteckt unter dem Beifahrersitz).

Vorbereiten der vier LiFeYPo4 Zellen

Wenn die Zellen geliefert werden sind sie normalerweise noch nicht vollständig geladen. Das initialladen muss zwingend gemacht werden. Entweder hat es der Distributor schon gemacht (kostet Geld) oder man muss es selber machen. Da in der Beschreibung die den Zellen beiliegt sowieso steht, dass man dies in der Anfangszeit häufiger tun muss, kann man das erste Mal es auch gleich selber tun. In meiner Beschreibung steht z.B. Initial, und nach 5, 20, 50 und dann alle 50-200 Zyklen. Ist viel Arbeit weil man die Zellen dazu ausbauen, oder zumindest komplett von der BMS Beschaltung befreien muss. Aber was ist ein Ladezyklus? Das kann man am BMS leicht ablesen. Nehmen wir meine Batterien als Beispiel: 3,3V Zellspannung * 4 Zellen = 13,2V Akkuspannung. 13,2V * 400Ah = 5,28Kwh Energie. Da man auch diesen Batterietyp nicht ungestraft ganz leer saugen sollte (wobei 20% minimaler Füllstand hier viel weniger tragisch sind als bei einem Bleiakku) habe ich nur 4KWh als verfügbare Ladung in das BMS eingetragen. Das ist, bei der bei diesem AkkuHersteller üblichen 5 bis 10 prozentigen Mehrkapazität gegenüber der Angabe auf dem Typenschild, nur 32 bis 28 prozentiger minimaler Füllstand. Das sollte eine sehr lange Lebensdauer ermöglichen und zur Not kann man ja das BMS überreden mal das Entladerelais trotzdem noch offen zu halten, wenn der Strom aus ist und man keinen Landstrom hat oder den Motor nicht anwerfen will. Also der Ladezyklus ist bei mir jetzt immer dann erreicht, wenn die entnommene Energie Modulo 4KWh 0 ist, also alle 4KWh entnommenen Energie (für nicht Mathematiker (jetzt habe ich mich sicher in die Nesseln gesetzt): Modulo ist der Rest der Ganzzahldivision. Also 7 Modulo 4 ergibt 1 Rest 3. Man teilt also 7 durch 4 und erhält 1,75 und ignoriert den Kommaanteil. Nun subtrahiert man von 7 sooft 4 wie man in der Ganzzahldivision erhalten hat und zieht das von 7 ab. Also 7-1*4 und erhält somit 3. Oder einfacher: die Division erhält keine Nachkommastellen).

Meiner persönlichen Meinung nach ist das häufige Formieren zu viel des Guten (oder einfach unnötig), wenn man die Zellspannung im Millivoltbereich im Auge hat. Solange hier die Zellen immer in etwa die gleiche Differenz haben und diese Differenz kleiner als 30mV bis 40mV beträgt, werde ich das Prozedere nicht durchführen (das das Abklemmen immer mit einem (wenn auch kleinen) Kurzschlussrisiko verbunden ist und dieser dann mehr Schaden anrichtet als man zuvor gewonnen hat).

Zum Formieren und Laden der Zellen werden die Zellen nebeneinender gestellt (alle Plus- und alle Minuspole in eine Richtung) und jeweils vier Pole mit min 4mm2 verbunden (ich habe zweimal 2,5mm2 verwendet). Die Zuleitung erfolgt gegenüber (also plus an der ersten Zelle und minus an der vierten Zelle) und kann auch dünner sein (bei mir 2,5mm2). Hilfreich ist auch die Zellen zu nummerieren, damit man später immer weiß wen man vor sich hat.

Ich habe z.B. mit 10A geladen (viel mehr konnte mein Labornetzteil nicht und es war mehrere Tage unter Dauerstress). Die Zellenspannung muss über 3,5V gebracht werden (aber deutlich unter 4V). Nachdem der Strom über 12h fast bei 0 ist (man muss also das Labornetzteil auf die maximal gewünschte Spannung einstellen und dann mit der Strombegrenzung den Ladestrom einstellen), kann man das Labornetzteil abklemmen, aber die Zellen noch 24h (oder solange bis Zellen wieder unter 3,4V gefallen sind) verbunden lassen, damit sie sich auf dieselbe Spannung einstellen. Bei mir sind die Zellen auch nach mehreren Wochen Betrieb noch max. 0,02V auseinander.

Vorbereiten der Einbauplatzes

Bei meinem Hymer ist der Batteriekasten rechts neben dem Beifahrersitz und nimmt normalerweise 2 ca. 100Ah AMG Akkus auf. Die Batterien stehen auf dem Unterboden (ca 15cm tiefer) und schauen über den Oberboden hinaus und sind mit einer billigen Plastikabdeckung zugedeckt (ca 10cm hoch). Bis zum Regal sind somit ca 39cm höhe verfügbar. Die Metallhalterung (im Bild links) und die Plastikhalterung (rechts an der Wand) müssen ausgebaut werden. Auch die Batteriefußklemmen muss man entfernen. Nach dem Entfernen der Halterungen hat man eine nutzbare Fläche von ca 25cm mal 75cm

Um die Teile einfacher sägen zu können (malen auf Papier fand ich jetzt nicht so prickelnd) habe ich mit Autodesk ein Modell erzeugt. Die schwarzen Teile sind die original Kunststoffverkleidungen, das Holz in Eichedekor ist das original Möbel, die blauen Flächen sind der Ober- und Unterboden und das Holz in Kieferdekor ist die neue Verkleidung. Der Deckel ist in diesem Bild markiert und drum transparent und bläulich. Unter dem Transparenten Deckel sieht man dann die vier Zellen (bei dieser Auflösung nur als ein gelber Block) und links und rechts die zwei Hohlräume. Im linken habe ich einem Lagerplatz für ein paar gängige Sicherungen eingerichtet, im rechten finden die Hochstromsicherungen, die Doppelspulenrelais und der Wechselrichter samt Lüfter Platz.

Von der Rückseite sieht man mehr "Innereien". Unter der Batterie habe ich eine Dämmmatte gelegt (rot eingefärbt). Der Holzklotz unter der schwarzen Kunststoffverkleidung fängt das Gewicht der Batterie gegen die Karosserie (Radhaus) ab. Links und rechts der Batterie ist jeweils eine Sperrholzplatte. An der Längsseite wird die Batterie durch die Seitenverkleidung gehalten die quasi als „Presspassung“ die Batterie gegen die Außenwand drückt.

Nachdem klar war wie die Batterie eingebaut werden soll mussten die Kabelwege festgelegt und die Kabellängen abgeschätzt werden. Sie sollten ja professionell gefertigt werden.

Nach dem die Kabel geliefert wurden folgte der Einbau. Die Plastikfußbodenverkleidung muss gleich wieder angebracht werden, da man sie später nicht mehr unter die Seitenverkleidung bekommt. Die vorderen schrauben kommen an die gleiche Stelle wir vorher, die hintere muss etwas versetz angebracht werden (vorher war die Verkleidung leicht schräg angebracht und jetzt lieg sie glatt an der Batterieverkleidung an)

Der Laderegler findet unter dem Beifahrersitz, auf einer kleinen Konsole über dem dort befindlichen Zwischenverteiler, Platz.

Bevor es mit dem Einbau der Batterie weitergehen konnte musste erst mal die Batterie probeweise aufgebaut und getestet werden. Einiges war hier nicht vorhersehbar oder zu bekommen und so musste ich öfters in meine „Werkstatt“ im Keller um Teile zu fertigen. Die Polplatten habe ich zwei Mal gemacht weil ich die Sicherungen beim ersten Mal direkt daran befestigen wollte aber die zwei Stromsensoren und ggf. ein zusätzliches Relais für den Wechselrichter dabei vergessen habe. Die Polplatten bestehen aus 1mm starkem vierlagigem Kupferblech, das von einer alten Dacheinfassung stammt und mit Nieten zusammengepresst ist.

Da die Polschrauben M14 wäre ein entsprechendes Loch in den BMS Modulen nötig gewesen. Ob die Platine dem Anpressdruck standgehalten hätte, wollte ich auch nicht testen. Außerdem sind elektronische Bauteile sehr dicht an der Schraube und können beim ungeschickten hantieren beim Schrauben beschädigt werden (man muss auch daran denken dass das Auto mal in die Werkstatt muss und man dort die Batterie abklemmen will/muss). Somit habe ich mir Bleche zugeschnitten die die Module mit einer M6 Schraube aufnehmen können. Dem ersten Probebetrieb stand dann nichts mehr im Weg. Die M14 Kabelschuhe waren übrigen nicht einfach aufzutreiben und ordentlich teuer. Die Verbindungsdrähte von den Modulen zum Minuspol der jeweiligen Zelle sollten mindestens 2,5mm2 sein, damit auf diesen ein nicht allzu hoher Spannungsabfall entsteht und die Zellspannung exakt gemessen werden kann. Außerdem ist es günstig wenn man den Draht mit einer kleinen Welle verlegt (damit beim Schrauben und dem damit verbundenen drehen des Moduls und der Kabelschuhs nichts reißt). Die Kupferbrücken sollten übrigens direkt auf den Polen (vorher fettfrei machen und mit feinem Schmirgel anrauen) liegen. Die anderen Anschlüsse kommen oben drauf und zuletzt eine Unterlegeschreibe zum entkoppeln der Drehkräfte und ein Sprengring. Der Hersteller empfiehlt 45-50 Nm Anzugsmoment.

Nach erfolgten Probebetrieb im „trockenen“ konnte der Einbau erfolgen. Bis zur „Endabnahme“ habe ich die Batterien gefühlt 20-mal aus und wieder eingebaut. Die Styroporplatte ist übrigens später einer „Waschmaschinendämmplatte“ gewichen (die Sauerei war mir beim zweiten oder dritten Ausbau der Zellen zu groß). Das Holzbrett zwischen der Plastikabdeckung und der ersten Zelle hat dieselbe Dicke wie die später hier eingeklemmte Seitenwand. In mehr oder weniger diesem Zustand habe ich den ersten Probebetrieb an einem verlängerten Wochenende durchgeführt.

Strom satt und keine Gedanke an den Zustand der Aufbaubatterie verschwendet (stimmt natürlich nur bzgl. des Ladezustands, bzgl. des endgültigen Einbaus natürlich nicht).

Nach dem Kurzurlaub ging es an Fertigung der Einhausung. Die Bretter waren schnell geschnitten, da ich aus dem Autodeskmodell jedes Teil „millimetergenau“ vorliegen hatte. Aber auch das genaueste Modell hilft nicht vor Denkfehlern. Die Schräge von der falschen Seite aus gemessen führte zu einem zu kurzen Stück. Beim Einbau der großen Platte (parallel zu Beifahrersitz) muss man übrigens darauf achten, dass man nicht das Warmluftrohr beschädigt. Am besten dieses zuerst mal probeweise hinstellen und die vier Zellen einbauen um das Rohr etwas „umzuformen“ (leicht oval passt es dann).

Beim Zusammenbau sollte man übrigens sehr genau arbeiten (die Löcher für Schrauben sollten schon auf den zehntel Millimeter passen) damit man den Kasten später zur Not auch wieder auseinander und zusammen bekommt und die Schrauben immer noch an die selben Stelle eingeschraubt werden können (wer weiß ob eine Werkstatt oder man selber mal die Kunststoffabdeckung abnehmen muss und die geht nur wieder drauf wenn der Kasten etwas zerlegt wird. Eine kleine Anleitung in den Kasten legen ist sicher keine schlechte Idee). Meine Verkabelung ist eher das Gegenteil von genau, aber die dicken Kabel sind ganz schön bockig sind und bei den anderen Kabeln kam es mir nicht mehr darauf an. Aber am Ende war jedes Kabel beschriftet (und zwar mit Quelle und Ziel).

Das Einbauen sollte man Zelle für Zelle vornehmen und bereits die Verdrahtung vornehmen, da die Kurzschlussgefahr dann wesentlich kleiner ist. Der Einbauplatz ist auf den Millimeter genau für die Zellen ausreichend. Aber man hat es leichter wenn man nach der zweiten Zelle die vierte und dann erst die dritte einsetzt (bei mir war es eine „Presspassung“ (trotz Rohrumformen), also vierte etwas schräg hinstellen damit oben die Öffnung etwas breiter ist und die dritte in die Öffnung stellen und gleichzeitig die erste ein paar Millimeter herausziehen, damit sie sich gerade stellt und dann beide loslassen und ggf. etwas durch drücken nachhelfen). Ich habe beim Anschrauben der Polverbinder immer der Reihe nach vom Plus- zum Minuspol gearbeitet, außer beim letzten. Bevor man den Polverbinder von Zelle drei und vier anschraubt, sollte man die Polplatte der Minuspol anschrauben (wenn man dabei sich etwas vertut und ein paar Millimeter verrutscht berührt man zwar den Pol der Zelle nebenan aber durch die fehlende Verbindung gibt es keinen gigantischen Kurzschluss, die Zellen liefern kurzzeitig über 10C also mehr als 4000A).

Der Wechselrichter steht aufrecht in dem verbleibenden Raum rechts daneben. Eingeschaltet wird er über den Sicherungsautomat am rechten Ende des Batteriekastens. Nach dem ersten längeren Betrieb des Wechselrichters hat sich herausgestellt, dass die eigentlich geplante aktive Entlüftung notwendig ist. Unter dem Schalter wurde der Temperaturgesteuerte Lüfter eingebaut. Er zieht die Luft über die Öffnung (im Bild oben) aus dem Unterboden und lässt sie über die Batterie strömen und nimmt die aufgewärmte Luft vom Wechselrichter mit. Der Automatiklüfter erhöht seine Drehzahl linear ab 35°C und erreicht seine Höchstdrehzahl bei 45°C. Auch beim Betrieb der Dachklimaanlage über 3 Stunden hat der Lüfter nie seine Höchstdrehzahl erreicht und ist kaum zu hören (die kleinen Lüfter der Ladereglers und der Wechselrichters sind hier lauter).

Der Deckel ist übrigens so gebaut, dass er sich beim Schließen etwas am Regal „verkeilt“ (Deckel und hinteres schmales Brett sind fest verschraubt). Somit braucht er hinten kein Scharnier und vorne wird er mit zwei Kugelschnappverschlüssen gehalten (halten besser, als ich zuerst vermutet hatte). Den Deckel habe ich bis knapp zum Beifahrersitz verlängert, damit meine Hunde leichter drüber kommen und ggf. auch drauf liegen können (Platz ist immer rar).

Die diversen Leitungen, die ich vom Batteriekasten an der Türe vorbei Richtung Sicherungskasten legen musste habe ich mit einem dicken Stahldraht unter Türschwelle durgezogen. Die sollte man machen bevor man den Batteriekasten eingebaut hat, da man dann bequemer zwischen die beiden Böden kommt. Im folgenden Bild sieht man den vom Herd aus unter dem Türspalt durchgefädelten Stahldraht, an dem die Kabel nachgezogen wurden. Neben der Zuleitung zum ATS16, der Schaltleitung für den Kühlschrank und der AES-Leitung habe ich auch noch diverse Stromkreise in den Kasten unter der Küche verlegt. Z.B. eine 12V Steckdose im Bereich vom Bett, eine Versorgung für die Batteriebetriebenen Lämpchen in den Schränken (Strom ist ja jetzt keine Mangelware mehr) und einen 3-Gas Sensor und weil ich gerade dabei war noch einen weiteren Stromkreis (wer weiß wann man den mal braucht und nachträglich müsste man viel ausbauen um die Kabel zu ziehen). Damit der ATS16 Platz findet muss der vorhandene Sicherungskasten etwas versetzt werden. Wenn man sie so anordnet wie im Bild gezeigt reichen die vorhandenen Kabellängen und man muss nicht alles neu verdrahten.

Über die App im Handy kann der Batterie überwacht und gesteuert werden. Leider ist das BMS eigentlich nicht für den Einsatz im Mobilen betrieb mit mehreren unterschiedlich starken Stromquellen ausgelegt. Man kann nur eine Leistungsgrenze für eine Quelle angeben. Ich habe dafür mal die geplante Solaranlage auf dem Dach eingestellt. Die Ladung per Landstrom und die Ladung per Ladebooster muss man nicht optisch über ein Prozentuale Anzeige visualisieren, den Ertrag der Solaranlage lässt sich so aber besser abschätzen als per einfacher Zahl für den Strom.

Im ersten Bild sieht man den Ladezustand der Batterie und der zu und abfließende Strom /Leistung inklusive Tagestatistik. Im zweiten Bild kann man die einzelnen Zellen überwachen. Im dritten Bild sieht man eine Woche Urlaub und im vierten Bild kann man sehen wie sich die Batterie im Standby (Hauptschalter über der Tür auf aus) verhält. Im linken Teil vom 4ten Bild ist die Batterie ca 75% geladen und das Laderelais damit geöffnet. Damit ist die Sensleitung des Ladereglers mit Spannung versorgt und belastet die Batterie. Im rechten Teil ist die Batterie zu 100% geladen und das Laderelais geschlossen.

Man kann erkennen, dass etwa 1% pro Tag bei geschlossenen (und etwas weniger als 0,5% pro Tag bei geöffnetem) Laderelais der Ladung verbraucht wird. Wenn man also das Laderelais öffnet kann man das Fahrzeug gerne mal 2 Monate unbeaufsichtigt stehen lassen ohne die Batterie aufzuladen (das ist natürlich nur eine theoretische Betrachtung, da bei Solar auf dem Dach die Batterie immer voll sein wird und das auch im Winter unter dem Carport).

Jetzt nach mehr als einem halben Jahr (leider nur wenige Fahrten, Corona sei Dank) ist alles immer noch so wie geplant. Keine Aussetzer und alles bestens. Es kamen auch schon Updates zum BMS und man kann jetzt per App die Relais zwangsausschalten. Das ist sehr hilfreich, wenn man mal alles stromlos machen muss oder um den Stromverbrauch beim Parken zu reduzieren (über die Sensleitung wird ständig Strom „genuckelt“).