Umbau der 12V-Elektrik und der Tank-Anzeigen

Die werkseitig installierten Komponenten entsprachen nicht mehr dem Stand der heutigen Technik. Weiterhin erfüllten sie nicht mehr meine Erwartungen und so stand ein Komplett-Umbau an:

Warum dieser Elektrik-Umbau?

Bestandsanalyse:

Als Starterbatterie fungierte eine 110Ah-AGM-Typ 1 und als Aufbaubatterien waren 2 AGM-Typ 2 mit je 95Ah Kapazität im Einsatz. Für diese wurde noch zusätzlich ein passender Zusatzlader benötigt.

Die gesamte 12V-Elektrik wurde über den EBL (Elektroblock) gesteuert. Hier war zwar das Gros der Sicherungen untergebracht, aber ein Teil war auch anderweitig platziert. Das im EBL eingebaute Trennrelais sorgte für die Zusammenschaltung der Starter- mit der/den Aufbau-Batterien, um diese zu laden, wenn während der Fahrt der Generator (Lichtmaschine) lief. Das Integrierte Ladegerät mit 18A Leistung war direkt mit dem 230V-Netz verbunden und ging sofort in Betrieb, sobald Landstrom zur Verfügung stand, ebenso der Zusatzlader.

Die zwei Solarmodule auf dem Dach waren über einen Solarregler mit dem EBL verbunden.

Die Tank-Füllstandsanzeige erfolgte über 5-Stab-Sonden mit 25%-Sprüngen (0 - 25- 50- 75 - 100).

Auswirkung:

Gleich nach dem Landstrom-Anschluss übernahm der EBL sofort die komplette Ladung der Aufbau-Batterien. Am anderen Tag waren die Batterien voll, der Solarregler ging deshalb gleich in Stand-by. Landstrom musste bezahlt werden, Sonnenstrom dagegen hätte es kostenlos gegeben.

Ohne Landstrom wechselt der Absorber-Kühlschrank auf teuren Gas- oder schwachen Batterie-Betrieb, letzteres mit der Konsequenz einer geringeren Kühlleistung (120W anstelle 180W bei 230V).

Auch auf die Batteriekapazität der Starterbatterie als Not-Stromversorgung hatte man keinen Zugriff. Ausgenommen das Navy-Entertainment-System, was so einiges an Strom verbraucht. Die Starterbatterie erhält vom EBL nur eine Erhaltungsladung, die aber nicht den Strombedarf vom Entertainment-System (bei intensivem Gebrauch) mit abdecken kann. Ergebnis: Kapazitätsverlust und dann ev. Startprobleme.

Die Batteriekontrolle über eine reine Spannungsüberwachung lässt keine Aussage über die tatsächliche Batteriekapazität zu. Die kann bei Bleibatterien nur zu max. 60% genutzt werden! Dann ist schnell Ende!

Die Kabelquerschnitte waren meist grenzwertig dimensioniert, was einen Anschluss weiterer Verbraucher nicht zuliess und zu unnötigen Leitungsverlusten führen kann.

Zudem war die Tank-Füllstandsanzeige für ein gutes Wasser-, Abwasser-Management nur unzureichend. (Beispiel: Aktuelle Anzeige 50%, 5 Liter später dann nur noch 25%)

Konsequenz und Lösung:

Die komplette Elektrik von der Starterbatterie angefangen bis hin zu den Versorgungsleitungen wurde entfernt. Die neuen Kabel sind großzügig dimensioniert und so kurz als möglich gehalten.

Aufsplittung aller zusammengefassten Verbraucherkreise, Platzierung auf einem gemeinsamen, zentralen Sicherungsträger und alles verbrauchsbezogen einzeln (!) abgesichert.

Als Stromspeicher werden jetzt zwei LiFePO4-Akkus mit je 100Ah eingesetzt. Das sind jetzt nur 9kg gegenüber 32kg bzw. 28kg, eine deutliche Gewichtsersparnis. Auch die kleinere Baugröße = Platzgewinn. Dazu fast 100% nutzbare Kapazität und wirklich nur minimale Selbstentladung.

Die neue Starterbatterie ist über eine App überwachbar und kann darüber entweder begrenzt oder auch komplett abgeschaltet werden. Ein effektiver Diebstahl- und Entladungsschutz.

Die Aufbaubatterien überwacht ein Batteriecomputer, der immer den aktuellen Status anzeigt und die verbleibende Nutzungsdauer gemäß aktuellem Verbrauch ermittelt. (Schutzabschaltung jetzt bei <20%!)

Zudem können der Booster und die Ladeleistung der PV-Anlage über einen Bluetooth-Dongle und der passenden App per Handy kontrolliert werden.

Für das autarke Campen sorgt ein Inverter (Wechselrichter) mit 2.000W Dauerlast für den 230V-Wechselstrom, gesteuert über den Batteriecomputer (dieser schaltet ihn erst bei Unterschreiten der definierten Mindest-Kapazität (<20 %) automatisch ab). So kann über ihn auch ein schwach abgesicherter Landstromanschluss gegen Überlast abgepuffert werden. Die Netz-Vorrang-Schaltung gibt ihn immer den Vorrang gegenüber dem Landstrom. Da das Ladegerät eine eigene Landstrom-Verbindung hat und eine Netzteil-Funktion besitzt, kann paralell der Stromverbrauch gleich schonend nachgeladen werden. Und deckt der Strom vom Lader den Verbrauch direkt ab, wird dann die Batterie damit garnicht belastet. Der Lader zieht nur 400W Strom, das sind nicht einmal 2A! Das hält jede Campingplatz-Sicherung aus.

Über das selbstgebaute Bedienpanel kann jetzt das Ladegerät nicht nur manuell wahlweise mit der Aufbau- oder der Starter-Batterie verbunden, sondern auch ausgeschaltet werden. So kann jetzt der im Booster (Ladestromwandler) integrierte Solarladeregler bei ausreichend PV-Strom vorrangig das Laden der Aufbaubatterien oder nachrangig das der Starterbatterie übernehmen. Der Booster kann mit seinen 60A-Laderstrom während der Fahrt für volle Batterien sorgen, da die LiFePO4-Akkus sehr hohe Ladeströme vertragen. Das Ziel: Immer mit vollen Batterien am Stellplatz ankommen. Das ist immer dann von Bedeutung, wenn unerwartet autarkes Campen erforderlich ist.

Und wenn doch einmal die Batteriekapazität nicht reichen sollte, kann der Booster über eine Zeitsteuerung begrenzt aktiviert werden, um sich Strom von der Starterbatterie zu "leihen". Deren Restkapazität wird dabei so gehalten, dass ein mehrmaliges Motor-Anlassen sichergestellt bleibt und sie auch keinen Schaden nimmt.

Zum Generator entlasten dient auch das Nachrüsten der Scheinwerfer mit LED-Lampen. Und die Anbringung eines Temperatur-Schalters (Öffner bei 90°C), der den D+ -Strom für die Ansteuerung vom Booster unterbricht, wenn bei Stop-and-go-Fahrt der Generator die Leistung nicht schafft und heiß wird.

Die Tank-Füllstandsanzeige mittels kapazitiv arbeitenden 2-Stab-Sonden ermöglicht endlich die genaue Füllstands-überwachung. Die Anzeigen haben 10%-Teilung. Eine gerade halb so hell leuchtende LED erlaubt sogar auch eine 5%-Genauigkeit. Zudem benötigten sie nur 3 anstelle der 5 Adern, die so frei gewordenen 2 Leitungen konnten für andere Zwecke genutzt werden (wie z.B. der nächste Punkt).

Über einen Taster kann jetzt ein Behandlungs-Zyklus der UVC-Anlage außer der Reihe gestartet werden, um nach der Betankung durch sofortige UV-Entkeimung stets für bestes Trinkwasser im Tank zu sorgen.

Resümee:

Der große Doppelnutzen durch den Wechsel auf LIFePO4-Akkus ergibt sich aus der recht deutlichen Gewichtsersparnis, gekoppelt mit einer fast verdoppelten Kapazität im Vergleich zu klassischen Blei-Akkus. Sie erlauben auch eine höhere Stromlast über längere Zeit, ganz wichtig für den Betrieb eines Wechselrichters. Gegenüber Bleibatterien wird bei gleicher Gehäusegröße sogar noch mehr Kapazität untergebracht.

Doch dabei darf man nicht die Kosten-Nutzen-Rechnung aus dem Blick verlieren. Abzuwägen ist hierbei:

1. Wie viel Landstrom würde ich für die Anschaffungskosten der neuen Akkus erhalten? Wie hoch ist der Verbrauch? Für wie lange würde das reichen? Womit fahre ich also günstiger?

2. Wie viel Batterie-Kapazität brauche ich wirklich? Muss ich mehrheitlich elektrisch autark sein?

3. Wie viele Ersatz-Bleibatterien würden während der realen Lebensdauer von LiFePO4-Akkus anfallen?

4. Welcher Nutzungs-Zeitraum wird für diese Betrachtung herangezogen (Reisedauer/Jahr)?

5. Passt das alles auch zum Alter des Campingfahrzeugs?

6. Dann ist noch den Umrüstungs-Aufwand und dessen Kosten zu berücksichtigen.

Wer viel autark stehen will, einen größeren Strombedarf hat, das Fahrzeug z.B. für ca. noch 10 Jahre einsetzbar sein wird und eine intensive Nutzung vorgesehen ist, für den machen LiFePO4-Akkus auf alle Fälle echt Sinn. Dann kann es eine lohnende Anschaffung mit einem großen Nutzwert werden.

Um die Vorteile der LiFePO4-Batterien voll ausschöpfen zu können, muss auch die dazugehörige Peripherie, wie Kabel, Ladegerät, Solarladeregler etc. einer kritischen Überprüfung unterzogen werden. Harmonisiert alles? Denn mit einem reinen Batterietausch ist es in der Regel trotz oft anders lautenden Behauptungen leider nicht getan.

• siehe auch: