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Lithium-Batterietechnik für Wohnmobile und Wohnwagen

Batterie-Info: LiFeP04

Batterie-Info: LiFeP04

Vor einigen Jahren waren Batterien mit Lithium-Ionen-Technik noch die Exoten unter den Speichermedien. Zuerst verbaut in handlichen Elektro-Kleingeräten, etablierte sich dieser Batterietyp dann in den letzten Jahren immer mehr. Während die Gerätschaften der ersten Stunde mehr oder weniger zuverlässig ihren Dienst absolvierten, zählen die Stromspeicher dieser Tage zu den zuverlässigsten überhaupt. Dies hat zum einen damit zu tun, dass die renommierten Hersteller von Batteriezellen nun wissen was zu tun ist und parallel die Ladetechnik und Steuerelektronik angepasst wurde. Es war somit nur noch eine Frage der Zeit, wann diese Speichertechnik auch Einzug in den mobilen Alltag von Reisemobilen und Caravans halten würde, da oberflächlich betrachtet vieles für und wenig gegen den Einsatz der Lithium-Ionen-Technik spricht. Denn diese Batterien haben kein Problem mit Sulfatierung und die Speicherkapazität ist im Verhältnis zu Abmessung und Gewicht weitaus höher als bei der klassischen Bleibatterie in AGM oder Gel-Ausführung. Sie könnte sogar noch um einiges größer sein, aber der Sicherheit geschuldet sowie den speziellen Anforderungen im Reisemobil, wird hier die als LiFePO4-Batterie bekannte Speichertechnik eingesetzt. Wer etwas recherchiert wird schnell feststellen, dass es viele LiFePO4-Batterien am Markt gibt. Das Thema ist aber die bereits erwähnte spezielle Anforderung im Reisemobil. Deshalb haben wir auch lange vor Produktionsanlauf vieles bedacht und unsere LiFePO4-Batterien für genau diesen speziellen Einsatzbereich ausgelegt. Aus diesem Grund sind bei einem unabhängigen Test von 14 LiFePO4-Batterien, der von der Zeitschrift „Reisemobil International“ durchgeführt wurde, unsere Batterien auch als alleinige Testsieger ausgezeichnet worden.

TECHNIK-INFO: Lohnt sich der Umbau auf LiFeP04 Batterien?

TECHNIK-INFO: Lohnt sich der Umbau auf LiFeP04 Batterien?

Diese Frage ist nicht einfach zu beantworten. In der Technik-Info "Soll ich umrüsten auf Lithium-Batterietechnik (LiFeP04)?" sind wir dieser Frage bereits schon einmal auf den Grund gegangen. Wer eine AGM oder Gel-Batterie direkt vergleicht mit einer LiFePO4-Batterie wird zu dem Schluss kommen, dass letztere bei gleichen Abmessungen nicht nur leichter ist, sondern auch eine weitaus höhere Strommenge zur Verfügung stellen kann. Allerdings lässt sie sich unter dem Gefrierpunkt nicht ohne weiteres laden, hat dafür aber auch kein Thema mit Sulfatierung im teilgeladenen Zustand. Vorausgesetzt es wurden vom Hersteller einige Details bedacht und die Batterie den Anforderungen im Reisemobil angepasst, spricht vieles für eine LiFePO4-Batterie. Der höhere Anschaffungspreis und unter Umständen etwas Aufwand um die Ladetechnik anzupassen, ist dann eben die Konsequenz. Ob es sich lohnt ist eine ganz andere Geschichte und kann nur individuell beantwortet werden. Betrachten wir es einmal so. Das Reisemobil ist mein Hobby. Ich will damit ganz unbeschwert unterwegs sein und mir keine Gedanken machen müssen, wenn mein Stellplatz keine Steckdose hat. Auch bei kurzen Fahrstrecken wird der Booster meine Batterien schnell vollladen. Ich habe einen Wechselrichter an Bord und wenn meine Frau föhnt, will ich mir keine Gedanken machen ob sie 5 oder auch 10 Minuten braucht. Ich will über meine komplett eingelagerte Batteriekapazität verfügen. Ob sich die Investition in eine Batterietechnik lohnt ist nicht mein Thema, da ich mir diese Frage auch nicht gestellt habe, als ich mir mein Wohnmobil gekauft habe. Ich bin gerne unbeschwert unterwegs, habe ein funktionierendes System aus Solar, Booster und Lithiumbatterie und das ist auch gut so.

Aufbau und Funktion

Aufbau und Funktion

Äußerlich unterscheidet sich eine LiFePO4- Batterie nicht von einer handelsüblichen AGM oder Gel-Batterie. Im Innenraum sieht es aber ganz anders aus. Je nach Hersteller sind einzelne Zellen verbaut, die es in unterschiedlichen Bauformen gibt. Konzipiert als Flachoder als Rundzelle werden diese je nach Spannungslage verschaltet, um dann parallel zusammengeführt, die gemeinsame Ausgangsspannung zu generieren. Überwacht wird das ganze mit einer Überwachungsund Steuerelektronik kurz BMS genannt. Dieses Kürzel steht für „Batterie Management System“ und ist zumeist im Batteriegehäuse mit integriert. Das BMS ist auch das Herzstück des ganzen Systems, da es so ziemlich alles überwacht, ausgleicht und steuert. Wer sich die Platine des BMS ansieht wird verwundert sein wie viel Elektronik bereits nötig ist, selbst wenn die Batterie nur ein Golfcart mit kleiner Leistung versorgt. Bei dem BMS muss auch mit höchster Sorgfalt und Präzision gearbeitet werden, da der Ausfall eines noch so kleinen Bauteils den sofortigen Ausfall der kompletten Bordbatterie nach sich zieht. Bei den von uns entwickelten LiFePO4-Batterien kann die BMS zusätzlich von außen angesteuert werden. Somit können sie optimal auf die Bedürfnisse im Reisefahrzeug reagieren und im System der „PowerUnit“ auf jede Ladesituation angepasst werden.

Die Elektronik in der Batterie

Die Elektronik in der Batterie

Das BMS überwacht und steuert aber nicht nur die einzelnen Zellen, es ist auch zuständig für das Abschalten der Batterie, bevor diese von den angeschlossenen Verbrauchern zu tief entladen wird. Auch vor Überspannung gilt es zu schützen, ebenso muss das BMS einschreiten, wenn die Batterietemperatur zu weit ansteigt oder die Batterie kurzgeschlossen wird. In wie weit dies alles zuverlässig ausgeführt wird ist schwierig zu sagen, da viele Hersteller LiFePO4-Batterien für den Massenmarkt herstellen. In erster Linie gehen diese an bereits erwähnte Golfcarts und wurden auch für diese entwickelt. Im besten Fall wurde von den Herstellern das BMS etwas modifi ziert und für höhere Leistungen ausgelegt. Ganz selten hat man aber daran gedacht auch den Pluspol auf die richtige Seite zu verlegen. Wer seine Gel oder AGM-Batterie austauschen will (Pluspol rechts) wird oft feststellen, dass die Kabel zu kurz sind, da man versäumt hat die Batteriepole oder Verschraubungen nach europäischen Maßstäben auf der richtigen Seite zu platzieren.

Die echten Vorteile

Die echten Vorteile

Immer wieder ist zu lesen welche Vorzüge LiFePO4 Batterien haben. Leistungsdichte, Gewicht, Lebensdauer sind die gängigen und immer wieder genannten Argumente. Ein ganz wichtiges – bzw. das eigentlich wichtigste – Argument wird selten genannt und hier wird klar, dass viele Hersteller den Einsatzbereich und somit die Problematik von Batterien in Reisefahrzeugen überhaupt nicht überblicken. Für LiFePO4-Batterien ist das Problem der Sulfatierung nicht existent. Während herkömmliche Batterien in teilgeladenem Zustand stetig an Speicherkapazität durch Sulfatierung verlieren, ist dies für LiFePO4 kein Thema. Auch eine regelmäßige Vollladung ist nicht nötig, was normale AGM oder Gel-Batterien mit sehr frühem Ausfall quittieren.

Schnelle Ladung

Schnelle Ladung

Oft als Vorteil aufgeführt wird auch, dass LiFePO4-Batterien schnell aufzuladen sind. Abgesehen davon, dass eine Ladung mit hohem Strom, ebenso wie eine hohe Entladung, der Lebensdauer keines Batterietyps zuträglich ist, steht für eine Schnellladung im Reisemobil die Infrastruktur auch nicht zur Verfügung. Im Ansatz stimmt die Aussage aber doch, man muss es nur anders betrachten. Ladegeräte von herkömmlichen Gel- oder AGM-Batterien müssen relativ früh die Ladeleistung reduzieren und taumeln dann über Stunden der Vollladung entgegen. LiFePO4- Batterien können dagegen den vollen Strom bis zur Vollladung aufnehmen. Somit sind diese Batterien einfach schneller vollgeladen und dann stimmt die Aussage der „schnelleren Ladung“ im Grunde doch.

Die richtige Infrastruktur

Es hat sich herum gesprochen, dass Bordbatterien immer mit der jeweiligen, für den Batterietyp festgelegten, Kennlinie geladen werden sollten. Diese sind üblicherweise im Ladegerät hinterlegt und bei Einbau wird dann die passende Kennlinie aktiviert. Bei Standard-Säurebatterien in Flüssig, Gel oder AGM-Ausführung wird die Vollladung – abhängig von der Temperatur – erst nach mehreren Stunden erreicht (Absorptionsphase), da diese Batterietypen ab einem bestimmten Ladezustand nicht mehr mit dem vollen Strom bis zur Vollladung beaufschlagt werden dürfen. Zuerst wird also mit vollem Strom geladen, um dann mit hoher Spannung, aber reduziertem Strom, die Vollladung irgendwann zu erreichen. Bei Gel-Batterien dauert diese Absorptionsphase bis zu 16 Stunden, aber auch bei Einstellung auf AGM sind Ladezeiten – je nach Hersteller – von bis zu 5 Stunden hinterlegt. Produzenten von LiFePO4-Zellen sind sich aber einig, dass unmittelbar nach der Vollladung – die mit vollem Strom erfolgen kann – nur eine kurze Absorptionsphase (max. 1 h) folgt, um dann die Ladung einzustellen und die Spannung auch sofort auf ein weitaus niedrigeres Niveau abzusenken. Das ist auch der Grund, warum eine LiFePO4-Batterie eine eigene Kennlinie benötigt. Einige Batteriehersteller behaupten nun, dass ihre LiFePO4-Batterie mit jedem Ladegerät aufzuladen sei. Die Aussage ist grundsätzlich nicht falsch, da der vom Lader angebotene Strom auch von einer entladenen LiFePO4-Batterie dankend angenommen wird. Interessant wird es dann, wenn die Batterie den Vollladezustand erreicht hat. Dann wird mit der falschen Kennlinie über Stunden ein viel zu hohes Spannungsniveau gehalten. Ein Zustand der, laut Batterie-Zellhersteller, unbedingt vermieden werden sollte, da dies den Zellen und deren Lebensdauer nicht zuträglich ist.

Laden während der Fahrt

Die meisten Ladegeräte, Solarregler oder auch die Brennstoffzelle sind heutzutage mit einer Kennlinie für LiFePO4-Batterien ausgerüstet. Die Lichtmaschine des Fahrzeugs ist davon aber unbeeindruckt. Nach mehrstündiger Fahrt ist entweder die LiFePO4-Batterie nicht voll geladen, weil die Spannung bis zum erreichen der Bordbatterie durch lange Kabelwege zu gering ist, oder es wurde grundsätzlich über die gesamte Fahrdauer mit zu hoher Spannung geladen. Beides ist unbefriedigend. Es macht keinen Sinn Geld in eine hocheffi ziente Batterie zu investieren und die Infrastruktur nicht danach auszurichten. Abhilfe schafft in dem Fall eigentlich nur ein geeigneter Ladebooster. Eingestellt auf den Batterietyp senkt er die Ladespannung zum richtigen Zeitpunkt oder hebt diese grundsätzlich an, um überhaupt und schnell die Batterie in den Vollladezustand zu versetzen. Grundsätzlich wird sowieso ein Ladebooster benötigt, wenn das Fahrzeug mit einer intelligenten Lichtmaschine ausgerüstet ist. Siehe hierzu auch Info ab Seite 104. Bei einigen Fahrzeugherstellern werden in jüngster Zeit ab Werk Fahrzeuge mit integriertem Ladebooster mit Lithium-Kennlinie und Festspannung 14,4 V ausgeliefert. Wenn ja, dann empfehlen wir Ihnen die Kombination einer LiFePO4 mit der bereits vorhandenen Bordbatterie (PowerUnit), da ansonsten bei längeren Fahrzeiten keine Reduzierung der Ladespannung erfolgt.

Die Batterie die alles kann

Technisch machbar ist es, dass die integrierte Steuerelektronik (BMS) einer LiFePO4-Batterie, zusätzlich zu ihrer Überwachungs- und Ausgleichsfunktion, auch noch die komplett ankommende Ladung managt. Wir haben hierzu im Vorfeld einige Ideen umgesetzt, aber sind in letzter Konsequenz zur Überzeugung gelangt, dass dies nicht zielführend ist. Je nach Rahmenbedingung steigt die Innenraumtemperatur der Batterie im Fahrbetrieb unnötig an und generiert ohne Not einen vorzeitigen Kapazitätsverlust oder schaltet im schlechtesten Fall die komplette Batterie ab. Man kann es drehen wie man will. Eine moderne Batterie braucht eine ordentliche Infrastruktur. Das soll aber nicht bedeuten, dass Fahrzeuge die diese nicht besitzen grundsätzlich auf die Vorzüge einer LiFePO4-Batterie verzichten müssen. Hat ihr Reisemobil keine adäquate LiFePO4-Ladekennlinie und sie wollen grundsätzlich auf diesen Batterietyp umstellen, dann empfehlen wir Ihnen die Umrüstung mit einem BCB (Batterie-Control-Booster). Dieser managt die 230V Ladung und zusätzlich die Ladung während der Fahrt mit genau der richtigen Kennlinie. Ein solches Set haben wir Ihnen zusammengestellt. Optimal geeignet auch für Selbstausbauer. Einfach die Startbatterie über den BCB mit der neuen LiFePO4-Bordbatterie verbinden. Es ist dann auch kein Trennrelais mehr nötig. Die komplette Steuerung und Ladeüberwachung ist bei 230 V und im Fahrbetrieb bereits integriert. Wer schon eine Standard-Bordbatterie (AGM/Gel/Säure) verbaut hat, für den empfi ehlt sich die „PowerUnit“. Im Verhältnis hat diese Kombination zwar etwas mehr Gewicht als eine reine Lithium-Variante, aber der Umbau ist relativ einfach zu bewerkstelligen. Abgesehen von den grundsätzlichen Vorteilen ist die Kombination auch preislich eine wirkliche Alternative.

Batteriedaten via Bluetooth

Viele verwenden heutzutage eine App um unterschiedliche Informationen auf das Handy zu übertragen. Es gibt ohne Frage sehr nützliche Anwendungen in diesem Bereich. Im Reisemobil ist es aber doch mehr als umständlich ständig nach dem Handy zu kramen, die App zu öffnen, um dann zu erfahren wieviel % noch an Batteriekapazität zur Verfügung steht. Zwischendurch der schnelle Blick auf ein fest verbautes Anzeigedisplay ist doch weitaus praktischer als eine Bluetooth-Anzeige auf einem Handy oder Tablet, das irgendwo abgelegt wurde. Wir haben es über viele Reisemonate in der Praxis ausprobiert und uns am Ende gegen eine Darstellung mit einer App entschieden. Unsere ganz klare Empfehlung aus der Praxis ist und bleibt immer noch „Der Batterie-Computer“. Eine große übersichtliche Anzeige. Sofort alles im Blick und berechnen wie lange die Batteriekapazität beim momentanen Stromverbrauch noch reicht geht damit auch.

Ständiger Stromverbrauch

Einige Hersteller von LiFePO4-Batterien haben nicht nur eine Bluetooth-Anbindung, sondern auch diverse Kommunikations-Schnittstellen in ihren Batterien vereint. In einigen Branchen ist dies wohl gefordert und sinnvoll, aber im Reisemobil gibt es momentan eigentlich keine vernünftige Anwendung. Das wäre soweit aber auch kein Thema, wenn die Integration nicht mit dem Nachteil verbunden wäre, dass unabhängig davon ob gebraucht oder nicht, dafür intern Strom benötigt wird. Dies hat natürlich die Konsequenz, dass sich die Batterie weitaus schneller selbst entlädt, als ohne diese ungenutzte Schnittstelle oder Bluetooth. Kritisch sehen wir hierbei das Thema, wenn das Fahrzeug über einen längeren Zeitpunkt ungenutzt steht und Standby-Verbraucher oder noch kritischer, eine vergessene Leuchte langsam aber sicher die Batterie zusätzlich entleeren. Schaltet sich dann die Batterie wegen Unterspannung ab, werden zwar die Verbraucher abgekoppelt, aber nun muss die Batterie innerhalb kürzester Zeit aufgeladen werden, ansonsten fällt die Spannung an den Zellen soweit ab, dass diese nicht mehr aufgeladen werden können.

Einfache Handhabung

Aus den bisher genannten Überlegungen haben wir entschieden in unsere LiFePO4-Batterien genau die Dinge zu integrieren die für ein Reisefahrzeug wichtig sind. Hierzu gehören lange Standzeiten, auch wenn versehentlich die Batterie komplett entladen wurde. Hat die Batterie selbständig abgeschaltet, kann diese – ohne zusätzliche Aktivierung – aufgeladen werden. Einfache Installation durch europäische Gehäuseabmessungen und passende Rundpol-Anschlüsse (Version 85 Ah + 105 Ah). Außerdem besteht die Möglichkeit bei allen Batteriegrößen hohe Entladeströme für den Wechselrichterbetrieb zu entnehmen und intern wurde eine Temperatursteuerung integriert, um eine optimale Ladung auch bei kritischen Außentemperaturen zu realisieren. Auf letztere Themen gehen wir aber noch einmal genauer ein.

Hohe Entladeströme

Wenig Augenmerk wurde und wird auf die Leistungsabgabe von LiFePO4-Batterien gelegt und somit bestätigt sich immer wieder, dass nur ganz wenige Hersteller den Einsatz im Reisemobil auf dem Schirm haben. Findet sich in den technischen Daten eine maximale Stromentnahme von 50 A – 60 A, dann reicht dies gerade um einen Wechselrichter mit 600 Watt zu befeuern. Am Markt gibt es auch LiFePO4 Batterien die 100 A zulassen, doch das reicht auch nicht für einen Wechselrichter mit 1700 Watt, der einen Föhn mit 1500 Watt betreiben soll, und gerade einmal so für eine Nespresso-Kaffeemaschine. Somit liegt für uns die Vermutung nahe, dass viele der angebotenen Batterien für den stationären Einsatz oder Golfcarts konzipiert wurden. Jedenfalls nicht für Reisefahrzeuge, da wir sicher sind, wenn jemand für viel Geld Batterietechnik zukauft, ist sicher auch ein Wechselrichter Thema.

Integrierte Temperatursteuerung

LiFePO4-Batterien haben grundsätzlich mit dem Thema „Ladung bei tiefen Temperaturen“ zu kämpfen. In einigen Anleitungen steht, dass der Einsatzbereich der jeweiligen Batterie von –20° bis +60° reicht. Dies bezieht sich aber lediglich auf die Stromentnahme und gilt nicht für die Ladung. Die Ladung – und hier sind sich die Zellhersteller einig – sollte unter 0° bzw. bei etwas über 45° sehr stark reduziert bzw. ganz eingestellt werden. Hierzu gibt es 2 Lösungsansätze. Entweder dies wird in der Batterie selbst, also vom integrierten BMS, gemanagt oder die Batterie erhält grundsätzlich die richtige Strommenge zugeteilt. Mit beiden Lösungsansätzen haben wir umfangreiche Messungen durchgeführt und relativ schnell hat sich gezeigt, dass optimale Ladung dann umgesetzt werden konnte, wenn die Sensoren unmittelbar an den Zellen positioniert und diese Werte direkt zu den jeweiligen Ladeeinheiten (Ladegerät, Booster, BCB, ICC, Solarregler) weitergegeben wurden. Die Zelltemperatur ist hierbei auch das entscheidende Element. Weniger optimal ist gerade bei LiFePO4-Batterien die Messung direkt am Batteriepol, da hierbei nur die Umgebungstemperatur erfasst wird. Ebenso ungenau ist die interne Temperaturerfassung auf der BMSPlatine, da umliegende Bauteile den Messwert verfälschen und die Ladung abgebrochen wird, obwohl sich der darunter liegende Zellblock noch im Temperaturfenster befindet.

TECHNIK-INFO: Lohnt sich der Umbau auf LiFeP04 Batterien?

Diese Frage ist nicht einfach zu beantworten. In der Technik-Info "Soll ich umrüsten auf Lithium-Batterietechnik (LiFeP04)" sind wir dieser Frage bereits schon einmal auf den Grund gegangen. Wer eine AGM oder Gel-Batterie direkt vergleicht mit einer LiFePO4-Batterie wird zu dem Schluss kommen, dass letztere bei gleichen Abmessungen nicht nur leichter ist, sondern auch eine weitaus höhere Strommenge zur Verfügung stellen kann. Allerdings lässt sie sich unter dem Gefrierpunkt nicht ohne weiteres laden, hat dafür aber auch kein Thema mit Sulfatierung im teilgeladenen Zustand. Vorausgesetzt es wurden vom Hersteller einige Details bedacht und die Batterie den Anforderungen im Reisemobil angepasst, spricht vieles für eine LiFePO4-Batterie. Der höhere Anschaffungspreis und unter Umständen etwas Aufwand um die Ladetechnik anzupassen, ist dann eben die Konsequenz. Ob es sich lohnt ist eine ganz andere Geschichte und kann nur individuell beantwortet werden. Betrachten wir es einmal so. Das Reisemobil ist mein Hobby. Ich will damit ganz unbeschwert unterwegs sein und mir keine Gedanken machen müssen, wenn mein Stellplatz keine Steckdose hat. Auch bei kurzen Fahrstrecken wird der Booster meine Batterien schnell vollladen. Ich habe einen Wechselrichter an Bord und wenn meine Frau föhnt, will ich mir keine Gedanken machen ob sie 5 oder auch 10 Minuten braucht. Ich will über meine komplett eingelagerte Batteriekapazität verfügen. Ob sich die Investition in eine Batterietechnik lohnt ist nicht mein Thema, da ich mir diese Frage auch nicht gestellt habe, als ich mir mein Wohnmobil gekauft habe. Ich bin gerne unbeschwert unterwegs, habe ein funktionierendes System aus Solar, Booster und Lithiumbatterie und das ist auch gut so.

TECHNIK-INFO: Gibt es Unterschiede bei LiFePO4-Batterien

Es verhält sich ein wenig wie in der Solartechnik. Alle Solarmodule sehen irgendwie gleich aus und Strom wird auch produziert. Ob aber alles sinnvoll ist was am Markt angeboten wird und für das Reisefahrzeug tauglich, wird erst klar, wenn man sich näher mit dem Thema beschäftigt. So ist es auch bei LiFePO4-Batterien. Auch die Preisspanne ist enorm. Standard-Batterien, die für einen Massenmarkt produziert werden, liefert der chinesische Zwischenhändler auch direkt für kleines Geld ins Haus. Dass sich auf seiner Internetseite ein Reisemobil fi nden sollte, welches suggerieren soll, dass genau er die richtige Adresse ist, hat er meistens auch schon verstanden. Das reicht aber nicht, denn welche Qualität die verwendeten Zellen haben und ob diese vor dem Einbau selektiert werden, das darf bezweifelt werden. Auch das integrierte BMS, das die einzelnen Zellblöcke überwacht und für Ladungsausgleich und Sicherheit zuständig ist, muss angepasst sein. Wenn unselektierte Zellen und ein einfacher Ladeausgleich in der BMS verbaut sind, kommt es sehr schnell zu Spannungssprüngen im Abregelbereich, da das System nur arbeitet, wenn die Batterie bereits fast vollständig geladen ist. Das Ganze ist zwar technisch einfach und kostengünstig zu realisieren, aber bis die letzte Zelle ausbalanciert ist entsteht unnötig Wärme und viele Zellen befi nden sich viel zu lange im oberen Spannungsbereich. Beide Zustände führen laut Zellhersteller zu einem frühzeitigen Kapazitätsverlust der vermieden werden sollte.

TECHNIK-INFO: LiFePO4-Batterien 1:1 tauschen gegen AGM oder Gel-Batterien.

Immer wieder ist zu lesen, dass eine LiFePO4-Batterie ohne weiteres gegen die verbaute AGM oder Gel-Batterie ausgetauscht werden kann. Die Ladeeinrichtungen können laut Werbeanzeige bleiben wie bereits vorgesehen. Kein Hinweis darauf, dass viele AGM Batterien bis 14,7 Volt aufgeladen werden, die Ladeschlussspannung einer Li-Batterie üblicherweise aber bei 14,4 V endet. Oder, dass eine Gel-Batterie mit der richtigen Kennlinie mit bis zu 16 Stunden (Absorptionszeit) im oberen Spannungsbereich geladen wird, obwohl allgemein bekannt ist, dass LiFePO4-Zellen nach der Vollladung unmittelbar bzw. maximal nach einer Stunde auf ein niedrigeres Spannungsniveau gesenkt werden sollen. Geschieht dies nicht, nimmt laut Zellhersteller – und in diesem Punkt ist man sich einig – die Lebenserwartung der Zellen überproportional ab. Im Grunde wissen dies auch Vertreiber von LiFePO4-Batterien und liest man deren beiliegende Anleitung einmal genauer durch, wird die vollmundige Aussage vom 1:1 Umtausch auch schnell wieder relativiert. Dann steht zu lesen, dass die Absorptionszeit doch nicht länger als 2 Stunden sein darf und empfohlen werden letztlich doch Ladegeräte mit spezieller LiFePO4-Kennlinie. Es gibt auch die Aussage, wenn keine LiFePO4-Kennlinie zur Verfügung steht, kann einfach auf Blei/Säure eingestellt werden. Diese Kennlinie hat aber auch eine Absorptionsphase von 4 Stunden und so fi ndet sich in gleicher Anleitung der Warnhinweis: Verwenden Sie nur ein für LiFePO4-Zellen geeignetes Ladegerät. Warum hier keine eindeutige Aussage getroffen wird ist schleierhaft. Wie jede Bordbatterie hat auch die LiFePO4-Batterie eine ganz besondere Charakteristik und muss speziell behandelt werden. Um es auf den Punkt zu bringen. Entweder die Ladegerätschaften (Ladegerät, Booster, Solarregler, Brennstoffzelle usw.) können auf eine LiFePO4-Ladekennlinie eingestellt werden oder, falls dies nicht möglich ist, dann verwenden Sie einfach eine PowerUnit (s. Seite 76 /77). Hier kann alles bleiben wie es ist. Sie haben trotzdem die volle Lithium-Power und die Sicherheit kein Risiko einzugehen.

TECHNIK-INFO: Batterie mit Bluetooth-Anbindung

Kunden fragen immer wieder, ob unsere Batteriedaten auch über Bluetooth auf dem Handy abgerufen werden können. Die Frage ist berechtigt, da einige Hersteller die Handy-App als besonderes Highlight ihrer Batterie hervorheben. Natürlich haben wir uns auch intensiv damit beschäftigt und versuchsweise ein solches System im Reisealltag ausprobiert. Uns aber gleichzeitig hinterfragt, ob eine solche App überhaupt sinnvoll ist, wenn die Anzeige nur rund ums Fahrzeugs funktioniert und von zuhause aus die Überwachung nicht möglich ist. Lassen wir auch einmal außen vor, dass wir – nachdem die Spielphase der ersten Tage vorüber war – den schnellen Blick auf den fest verbauten Batterie-Computer vorgezogen haben, bevor wir umständlich das Handy oder das Tablet gesucht hatten, um dann erstmal die App hochzufahren. Im Gegensatz zu einem Batterie Computer zeigt die App auch immer nur eine Batterie an und kann somit auch nicht die gesamte Kapazität von 2 Bordbatterien ermitteln. Jede Batterie muss einzeln abgefragt und der Batterieinhalt im Kopf zusammengerechnet werden. Auch die Restlaufzeit – wenn überhaupt vorgesehen – muss dann natürlich so ermittelt werden. Bei Li-Batterien ist aber die Anzeige der verbleibenden Zeit überaus interessant, da die Batterie ab einem unteren Spannungsniveau die komplette Versorgung ohne Vorwarnung schlagartig einstellt. Das Argument, dass die Verbindung zur App auch noch rund ums Reisemobil funktioniert ist ja ganz nett, um beim Stellplatznachbar zu glänzen. Hat der aber auch das gleiche Standard-BMS chinesischer Bauart – und das haben fast alle – können sich beide in die jeweils andere Batterie einloggen und sich gegenseitig das Licht ausschalten. Um zur Ausgangsfrage zurück zu kehren. Ja, wir werden etwas in der Richtung machen, aber dann muss es sinnvoll sein.

TECHNIK-INFO: LiFePO4 mit integrierter Heizung

Die Leistung einer LiFePO4-Batterie im direkten Vergleich mit einer herkömmlichen Bleibatterie ist beeindruckend. Es gibt aber auch ein Thema, was näher beleuchtet werden sollte. Gel/AGM oder Standard-Nassbatterien können bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zwar weniger Batteriekapazität abgeben, aber grundsätzlich ist die Ladung kein Problem. Zellen von LiFePO4-Batterien sollten laut deren Hersteller um den Gefrierpunkt jedoch nicht mehr bzw. nur noch mit minimalem Strom und irgendwann überhaupt nicht mehr geladen werden. Jetzt kann man sich natürlich fragen, ob dies überhaupt ein Thema sein sollte, da bei fast allen Reisefahrzeugen die Bordbatterie im Innenraum verbaut ist. Unterwegs „on tour“ wird dieser bei tiefen Temperaturen sowieso immer beheizt, da ansonsten auch die Wasserversorgung einfrieren würde. Steht das Fahrzeug oder wird der Kastenwagen im Alltag nur als Transportmittel benutzt, spielt es auch keine Rolle, da dann auch kein Strom aus der Bordbatterie benötigt wird. Um aber auch hier eine funktionale Lösung anbieten zu können, haben wir unterschiedliche Systeme über die Jahre ausgetestet. Zum einen mit außen- bzw. im Gehäuseinneren angebrachten Heizmatten. Diese hatten den Vorteil, dass sie nicht nur Wärme erzeugt, sondern auch gleichzeitig das Gehäuse isoliert hatten. Im Sommer kehrte sich dieser Vorteil aber um, da die Wärmeableitung durch die Heizmatten stark behindert wurde. Bei sommerlichen Temperaturen ist es aber überaus wichtig die Zelltemperatur so schnell wie möglich abzuführen, um ein zu frühes Abschalten der Batterie zu verhindern. Dann wäre da noch die Möglichkeit dünne Heizmatten in das Batteriegehäuse einzulegen. Diese, auch bei LKW-Spiegelheizungen verwendeten Folien, verursachen zwar keinen Wärmestau bei sommerlichen Temperaturen, haben aber auch keine überragende Heizleistung. Schon rein rechnerisch steht die vorhandene Masse in keinem guten Verhältnis zur verfügbaren Folienfl äche. Dies hat sich dann auch bei unseren Messungen bestätigt. Bei einer Temperaturabsenkung – die einem realistischen Wert beim Wintercamping über Nacht entspricht – war es nicht möglich die Innentemperatur der im Zentrum liegenden Zellen soweit ins Temperaturfenster zurück zu bekommen, so dass diese in einer überschaubaren Zeit wieder ladefähig gewesen wären.. Die Zeit ist hierbei der entscheidende Faktor. Die Heizmatten beginnen auch immer erst mit der Arbeit, wenn Ladung angelegt wird. Also das Fahrzeug gestartet oder die Solaranlage eine bestimmte Leistung abgibt. Erst dann wird begonnen die ganze Masse aufzuwärmen. Wenn das aber nicht funktioniert, weil etwa die Solaranlage im Wintercamping sowieso nur eingeschränkt Leistung abgeben kann oder die Fahrstrecke nicht ausreicht, um die Batterie ins Temperaturfenster zu bekommen, dann wird sich die Batterie über kurz oder lang komplett entladen. Wäre es da nicht besser sich auch in diesem Fall für eine „PowerUnit“ (siehe Seite 76/77) zu entscheiden?

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