Umrüstung auf Lithium-Batterie (LiFePo4) im Wohnmobil
Nach rund 7 Jahren und mehr als 600 Nutzungstagen hatten die Aufbaubatterien in unserem Nexxo ihr Lebensende erreicht und es war Zeit für einen Austausch. Rückblickend waren wir mit den zwei 85Ah Blei-Säure-Batterien durchaus zufrieden, ein Austausch gegen baugleiche Batterien hätte sich angeboten. Bei genauerer Betrachtung gab es aber dann doch zwei Aspekte die uns gestört hatten. Zum Einen das Gewicht und zum Anderen die Notwendigkeit die Batterien vor Entladung unter 50% zu schützen. Zur Frage wie sich beide „Probleme“ lösen lassen, haben wir uns einmal mehr von den Mitarbeitern von Büttner Elektronik auf der CMT in Stuttgart beraten lassen. Das Ergebnis war was unsere Vorrecherche schon ergeben hatte, die Umrüstung auf eine Lithium-Batterie (LiFePo4).
Vor- und Nachteile von LiFePo4-Batterien
Wenn man sich etwas näher mit dem Thema beschäftigt, dann gibt es diverse Vorteile dieser modernen Batterien aber auch Nachteile.
Gewicht
Die Energiedichte der Zellen in LiFePo4-Batterien ist deutlich höher als bei Blei-Säure- oder AGM-Batterien. Bei gleicher Speicherkapazität ist das Gewicht daher um rund 55% geringer.
Tiefentladung
Blei-Säure- und AGM-Batterien nehmen bereits Schaden wenn sie häufig unter 50% der maximalen Kapazität entladen werden. Eine Tiefentladung bis auf die Entladeschlussspannung bzw. 0% überstehen die meisten maximal ein bis zwei Mal. LiFePo4-Batterien können schadlos, je nach Hersteller, bis auf 10% oder gar 0% entladen werden. Das eingebaute Batteriemanagementsystem (BMS) schützt darüber hinaus vor Tiefentladung.
Wenn man diesen Aspekt mit berücksichtigt, dann ist der Gewichtsvorteil noch größer. Für nutzbare 150Ah muss man rund 300Ah Blei-Säure- oder AGM-Batterien mit einem Gewicht von rund 100 Kilogramm vorhalten, die vergleichbare LiFePo4-Batterie mit 150Ah nutzbarer Kapazität wiegt nur rund 16 Kilogramm.
Ladedauer
Die Ladekennlinie für Blei-Säure- und AGM-Batterien sieht ab ca. 80% Ladestand die schrittweise Reduzierung des Ladestroms vor. Bei LiFePo4-Batterien wird bis nahezu 100% mit vollem Ladestrom geladen. Somit ist die volle Aufladung hier deutlich schneller erreicht.
Lebensdauer
Auch wenn sich die Hersteller reihenweise bei der zu erwartenden Lebensdauer überbieten, der Durchschnittswert von ca. 5.000 Ladezyklen für LiFePo4-Batterien ist im Vergleich zu 1.500 Ladezyklen bei einer Blei-Säure- oder AGM-Batterie deutlich höher.
Preis
Das wohl größte Manko der LiFePo4-Batterie ist der Preis, zumindest im direkten Vergleich. Wenn man allerdings, wie oben beschrieben, die nutzbare Kapazität zu Grunde legt, dann relativiert sich der Unterschied. Darüber hinaus gibt es bei LiFePo4-Batterien eine deutlich größere Spreizung zwischen günstigen und teuren Anbietern. Die Unterschiede liegen in den verwendeten Zellen und der funktionalen Qualität des BMS.
Kälteempfindlichkeit
Die gängigen LiFePo4-Batterien können bei Temperaturen unter 0°C nicht schadlos geladen werden. Ein gut funktionierendes BMS unterbindet das zwar, dennoch muss man gerade beim Wintercamping irgendwann für einen Zustand sorgen der das Laden ermöglicht.
Ladegerät
Jeder Batterietyp benötigt die für ihn optimale Ladekennlinie. Ältere Ladegeräte und Solarladeregler haben häufig keine Kennlinie für LiFePo4-Batterien.
Brandgefahr ist hier bewusst nicht aufgeführt, da es diese bei Lithium-Eisen-Phosphat-(LiFePo4)Batterien nicht gibt. Diese besteht bei den in Smartphones und Elektroautos verbauten Lithium-Ionen-Batterien, welche als Aufbaubatterien im Wohnmobil aber unüblich sind.
Die zwei Aspekte die uns bei den alten Blei-Säure-Batterien gestört hatten, hätten wir mit den LiFePo4-Batterien lösen können. Wir hätten allerdings, inklusive Austausch des Ladereglers für die Solarzellen und des Ladegerätes einiges an Geld in die Hand nehmen müssen. Da das Ladegerät bei uns Bestandteil des Elektroblocks ist, hätten wir sogar ein zusätzlich nachgeschaltetes Ladegerät verbauen müssen.
Büttner Tempra
Nach der gleichzeitigen Übernahme von Büttner Elektronik und der italienischen Firma NDS durch Dometic, gibt es mittlerweile die Büttner Tempra LiFePo4-Batterien. Das BMS in diesen kann die Batterie nicht nur vor Ladung und Entladung bei zu tiefen Temperaturen schützen, es gleicht auch die Schwächen des vorgeschalteten Ladegerätes aus. Nach Aussage von Büttner Elektronik ist es somit problemlos möglich die Tempra auch mit Ladekennlinien für Blei-Säure- oder AGM-Batterien zu laden.
Mit dieser Lösung konnte unser bestehendes Setup erhalten bleiben, es mussten nur die beiden alten Blei-Säure-Batterien gegen ein Büttner Tempra ausgetauscht werden. Da die Variante mit 100Ah nicht wesentlich günstiger war als die mit 150Ah, haben wir uns für die Größere entschieden. Auf das Zusatzfeature einer eingebauten Heizung haben wir verzichtet. Wenn wir im Winter mit unserem Nexxo unterwegs sind halten wir auch tagsüber, auch wenn wir uns nicht im Fahrzeug aufhalten, die Temperatur im Innenraum bei rund 10 Grad. Das ist notwendig damit das Frostventil nicht den Wassertank und die Wasserleitungen entleert. Und da die Aufbaubatterien bei uns unter der Sitzbank untergebracht sind, besteht somit immer die notwendige Temperatur für ein problemloses Laden, egal ob über Landstrom oder die Solaranlage auf dem Dach.
Mobiles Monitoring
Das BMS der Büttner Tempra TBL 150 besitzt Bluetooth und eine CI-BUS-konforme Schnittstelle (Dometic N-BUS). Somit lässt sich der Zustand der Batterie mit einem Smartphone überwachen. Wenn der Solarladeregler, Ladebooster oder der Wechselrichter ebenfalls N-BUS-fähig sind, lassen sich auch diese Geräte gleichzeitig in der App überwachen. Ob man das unbedingt braucht muss jeder für sich entscheiden, das schlagende Argument für eine Umrüstung auf eine LiFePo4-Batterie ist es bestimmt nicht. Wir haben hier aber eine gute Möglichkeit gesehen auf die verbaute Solar-Fernanzeige zu verzichten, wenn wir den vorhandenen Solarladeregler gegen einen anderen austauschen.
„Aufräumen“
Bürstner und vermutlich auch viele andere Hersteller widmen dem Umfeld der Aufbaubatterien nicht sehr viel Beachtung. Im Batteriefach unseres Nexxo kamen die Kabel aus allen Ecken, liefen kreuz und quer über die Batterien und waren teilweise abenteuerlich mit den Batterieklemmen verbunden. Keine Frage, es hat alles funktioniert. Aufgeräumt und vertrauenerweckend sah es aber nicht aus. Daher hatten wir uns vorgenommen im Zuge des Austauschs der Batterien auch alle Verbraucher auf zwei Verteilerblöcke zu klemmen und diese dann mit jeweils einem Kabel mit der Batterie zu verbinden. Die Kabellängen ließen sich dann auch entsprechend optimieren.
Fazit
Der gesamte Umbau hat uns rund 1.700 Euro und einen Tag Arbeit gekostet. Im Ergebnis haben wir jetzt 150 voll nutzbare Amperestunden statt 85, fahren 16 Kilogramm statt 52 durch die Gegend, können die Ladeleistung der Solarzellen und den Zustand der Batterie vom Smartphone aus überwachen, haben einen aufgeräumten Batteriekasten und sogar noch etwas Stauraum gewonnen. Den Aspekt der beworbenen höheren Lebensdauer werden wir erst in ein paar Jahren beurteilen können. Für die jetzt schon sicht- und messbaren Vorteile hat sich der Aufwand für die Umrüstung auf eine Lithium-Batterie (LiFePo4) aber aus unserer Sicht gelohnt.
