Bei der Vorplanung, was die Energieversorgung im Heckausbau können soll, waren erstmal grundsätzliche Entscheidungen nötig:
- Welcher Batterietyp (Blei-Gel/AGM/Lithium)?
- Welche Kapazität (wie lange will ich Autark sein)
- Spannungsüberwachung
- Ladetechnik
In diesem Artikel soll es darum gehen, warum und wie ich meinen Umbau so umgesetzt habe.
Batterietyp
Zum Einsatz kommt eine 100Ah Blei-Gel Batterie. Ich habe keine hohen Ströme die ich der Batterie abverlange. Daher ist eine AGM Batterie nicht notwendig. Lithiumbatterien sehe ich als das Nonplusultra im Camperbereich an. Schnell zu laden, hohe Entladeströme, wenig gewicht und man kann fast die kompletten Amperestunden aus der Batterie ziehen. Je nach Artikel sind es 10-20% der Nennkapazität die in der Batterie verbleiben müssen. Gute Batterien mit BMS(Batteriemanagementsystem) regeln selbstständig ab, wenn die Batterie nicht weiter entladen werden darf. Was ein BMS alles kann und macht, kann man gut bei Büttner nachlesen. Die haben eine Fiebel erstellt, mit denen wirklich jeder Schlau aus der Batterietechnik wird.
Der Nachteil des hohen Preises sehe ich nicht gegeben. Die Anschaffung mag höher sein, aber was die Kosten pro Lade/Entladezyklus angeht, haben Lithiumbatterien die Nase vorne.
Da ich allerdings die Kosten nicht genau abschätzen konnte, die mich während des Ausbaus noch erwarten, habe ich erstmal eine BleiGel Batterie genommen. Zu erwähnen ist jedenfalls, dass von den 100Ah Stunden, nur 50Ah entnommen werden können.
Kapazität
Um die größe der Batterie festzulegen, habe ich erstmal gerechnet, was die Elektrik benötigen wird, wenn die Verbraucher laufen.
Da kein Umwandler geplant ist, war das relativ einfach.
- Kühlbox mit 4A im Kühlbetrieb, 0,1A im Standby (Selbst bei den hohen Aussentemperaturen von über 30 Grad) hat die 100Ah Batterie mit ihren effektiven 50Ah Kapazität etwas mehr als 2 Tage gehalten.
- Beleuchtung im Hardtop 1A
- Umfeldbeleuchtung mit 4A
Um zwei Tage mit der Batterie ohne Ladung auszukommen habe ich mich dann für die 100Ah Batterie entschieden. Hier muss jeder für sich prüfen, wie viel er wirklich benötigt.
Grobe Richtwerte, wie viel % der Amperestunden überhaupt aus der Batterie genommen werden dürfen sind:
- Bleisäurebatterien ca. 20%
- AGM/Gel ca. 50% (AGM haben den Vorteil dass sie mehr Strom in kurzer Zeit abgeben können z.B. für den gebrauch von leistungsstarken Umwandlern)
- LiFePo4 80-90%
Spannungsüberwachung
Die Überwachung der Batterie ist im wahrsten Sinne des Wortes ein spannendes Thema.
Meine Ansprüche waren:
- Wie viel Ampere werden gerade entnommen?
- Wie viel Ampere wurden bis jetzt aus der Batterie entnommen und wie viel % Kapazität sind noch vorhanden.
- Mit wie viel Ampere wird die Batterie geladen?
- Abschaltung der Verbraucher wenn nur noch 50% der Kapazität zur Verfügung stehen (Schutz vor Tiefenentladung)
Kurzum braucht es dazu zwei Dinge:
1. Votronic Batteriecomputer mit Shuntmessung 100A
2. Votronic Switch Unit
Der Batteriecomputer besteht aus der Anzeigeeinheit und dem Messshunt. Letzteres wird an die Masse direkt an die Batterie angeschlossen.
Alle Verbraucher müssen an den Shunt angeschlossen werden. Dies kann man u.a. mit einem Masseverteiler(Distributor) machen.
Hier kann auch der Massepol des Ladegeräts angeschlossen werden. So erfasst der Computer auch die Ladung der Batterie.
Der Shunt benötigt dann noch eine Plusleitung zur Batterie. Der Shunt wird mit einem Datenkabel mit dem Display verbunden. Dann müssen im Computer der Batterietyp, und Kapazität angegeben werden. Wenn man jetzt noch die Switch Unit mit dem Shunt verbindet, kann man auch Abschalt- und Einschaltschwellen einprogrammieren. So kann man die Stromversorgung bei erreichen der Mindestkapazität gekappt werden. Falls man z.B. Solarstrom hat und die Batterie wieder einen gewissen Füllstand hat, kann die Stromversorgung automatisch wieder aktiviert werden.
Für den Notbetrieb ist an der Switch Unit noch ein Schalter.
Ladetechnik
Wenn Strom aus der Batterie entnommen wird, muss er irgendwann auch wieder rein. Das kann man auf unterschiedliche Weisen lösen:
-Laden über Lichtmaschine
-Laden über ein Ladegerät und Landstrom
-Laden über Solarstrom
Da durch aktuelle Abgasnormen die Lichtmaschinen alle "Mitdenken" und die Leitung zur Ladefläche sehr weit ist, habe ich auf eine Ladung über die Lichtmaschine verzichtet.
Wie kompensiere das?
Zum einen habe ich ein computergesteuertes Ladegerät von CTEK mit 10Ah Ladestrom verbaut. Das kann man im Notfall auch einfach mal abnehmen und die Starterbatterie laden.
Desweiteren habe ich ein Faltpanel mit MPPT Regler von Wattstunde (zum Hersteller)dabei. Der Laderegler ist auch an der Elektronikwand verbaut. Auch dieses Solarpanel kann mit bis zu 10A Laden.
Das Panel habe ich noch nicht ausgiebig getestet und dazu möchte ich nochmal einen gesonderten Artikel schreiben. Eins kann ich aber bereits sagen: Die 10A werden wirklich schnell erreicht. Dafür benötigt es noch nichtmal eine Sonne im Zenit ;)
Diese Variante der Stromversorgung steht allerdings nur zur Verfügung wenn man steht. Daher ist noch eine kleinere Solarzelle geplant, die fest auf dem Dach verbaut ist. Diese soll auch die Erhaltungsladung sicherstellen.
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