Lithiumbatterie im Selbstbau

Vorab:
Ich weise ausdrücklich darauf hin, dass es lebensgefährlich sein kann, mit Hochstromakkus zu arbeiten. Jeder der  mit und an diesen Akkus arbeitet, macht dies auf eigene Gefahr!

Wir hatten im PeBe-Mobil eine AGM-Batterie mit 80Ah ab Werk. Das ist nicht viel, reichte uns für 1 1/2 Tage im Winter, und da wird es schon sehr knapp, immer ein Auge auf den Batteriecomputer. Das Notebook damit lange am Strom zu haben war z.B. nicht drin, denn das schluckt auf 12V mal eben knapp 6A, wenn ich da Akkus einmal auflade, was bei meinem. Notebook knapp 5 dauert, ist die AGM schon am unteren Ende angelangt. Gibt sicher bessere Notebooks für das Wohnmobil, ich allerdings zocke auch daran, und die schlucken nun mal gut Strom.

Da wir ein wenig autarker unterwegs sein möchten, nicht auf Stellplätze mit Strom angewiesen sein wollen, musste also etwas stärkeres her. Lithium kam da schnell in den Sinn, wenn auch teurer auf den ersten Blick.

Aber nur auf den ersten. Auf den zweiten nicht mehr so sehr. Erstens kann ich die Lithium fast ganz leer nutzen, ohne dass die Zyklen leiden – bei der AGM gerade mal 50%, also nur 40Ah nutzbar, und ich habe mehr Kapazität bei weniger Gewicht.

Für vergleichbare , sogar etwas mehr Leistung , wäre eine Lithium mit 60Ah ausreichend gewesen, aber wenn ich schon umrüste, dann soll es auch was bringen, die paar Kilo Gewicht die spare, wären mir nicht genug gewesen, um den Preis zu rechtfertigen. 400Ah in Blei wären auch nicht ganz billig, und die Zyklen sind gering im Vergleich zur Lithium. Lithium hat mehrere Tausende Zyklen wenn nicht voll entladen, bei AGM, GEL etc. sind es nur einige Hundert, wenn max 50% entnommen wird. Rechnet man sich das dann hoch, erkennt man, dass Lithiumbatterien nicht wirklich teurer sind. Die Erstanschaffung haut rein, aber dafür hat man viel länger was davon – und mehr Leistung.

Ich habe mich also dafür entschieden, 200Ah Lithium einzubauen, das entspricht fast 400Ah mit herkömmlichen Bleiakkus – mehr als genug Strom und tagelang autark zu stehen – auch ohne Solar.

Zum Vergleich: Unsere 80Ah Blei wog ca. 26kg, effektiv 40Ah. Die 200 Ah Lithium wiegen 28kg, effektiv fast volle 200Ah. Bei 5xfacher Kapazität nur 2kg mehr. Das kann sich sehen lassen.

Fertige Lithiumbatterien mit dieser Leistung kosten aber gerne mal eben 2000 EUR, mir zu viel, auch wenn es das Portemonnaie hergibt – und ich bastel nun mal auch gern.

Vorteil aber: es sind 1:1 Lösungen, sprich: in der Regel einfach tauschen und fertig. Wer sich den Selbstbau nicht zutraut, sollte auf so etwas zurückgreifen, muss aber teuer bezahlen.

Ich entschied mich also zum Selbstbau.

4 Lithium Zellen, Verbinder, Balancer. Mehr braucht es im Grunde nicht – wenn man ein wenig Mut hat. Ein BMS setze ich nicht ein – manche sagen, es ist zwingend nötig, andere verzichten darauf und setzen stattdessen ein Celllog ein, um die einzelnen Zellen zu überwachen, so auch ich. Wenn das Wetter mal besser ist und mir langweilig wird, kommt aber noch eine Unterspannungssicherung rein. Auf dem Foto ist der Celllog übrigens noch nicht verdrahtet.

Die Batterien sind in einem Holzkasten hinter den Fahrersitz eingebaut, nach unten sind die Batterien belüftet, so dass Luft zirkulieren kann, um eventuelle Wärme abzuleiten. Hätte mit etwas Arbeit wohl auch unter den Sitz gepasst, aber wie ich schon beim Ladebooster erwähnte: ich bin beque, und der Platz zwischen Dinette und Fahrersitz war bisher ungenutzter Platz. Wer mag, kann die Box auch aus Metall bauen – ich entschied mich für Holz, weil ich das besser bearbeiten kann. Der Optik halber habe ich die Platten noch mit Folie überzogen – Lackieren wäre sicher auch gegangen, aber da ich noch Folie über hatte – und bequem bin…
Der Deckel ist auf dem Foto nicht zu sehen, der sitzt natürlich noch darüber, damit nichts auf die Batterien fallen kann, und ist zu den Seiten leicht offen, eben für die Luftzirkulation.

Eine Bauanleitung gibt es von mir nicht, denn der Selbstbau so einer Batterie ist nicht ohne. Diese Batterien haben POWER! Damit kann man Schraubenschlüssel leicht an die Pole anschweißen, wenn man diese damit kurzschließt.
Ich sage nicht, dass es schwer wäre, sich so einen Akku selbst zu bauen, denn das ist es in der Tat nicht, aber es ist nicht ganz ohne – ein Wohnmobil damit in Brand zu stecken wäre ohne weiteres möglich.

Die Brandgefahr der LiFeYPO4 Batterien selbst ist eher gering, das betrifft eher LiPo, die chemisch anders aufgebaut sind.

Wichtig: Wer sich so eine Batterie einbaut, sollte unbedingt darauf achten, dass es LiFeYPO4 Batterien sind, das Y ist wichtig! Nur diese Batterien sind auch unter 0°C zu laden, was Lithium Batterien ohne das Y – welches für Yttrium steht – nicht sehr mögen. Und wer jetzt meint, im Wohnmobil wäre es nie so kalt sollte bedenken, dass er vielleicht mal im Winter unterwegs ist, den Wagen einige Tage stehen hatte und es dann im Wohnraum durchaus eisig sein kann. So müsste dann erst geheizt werden, bevor man losfahren könnte.

Bezogen habe ich die Batterien von EV-Power, kosten knapp 1000 EUR für mich. Es gibt dort auch ein Komplettpaket mit fast allem, was man braucht. Nothnagel Marine bietet auch etwas an. Selbst bräuchte man noch einen Lötkolben um die Balancer mit den nötigen Kabeln und Kabelösen zu versehen, oder man bestellt sich nur die benötigten Akkus , Balancer und eine Unterspannungssicherung, wie z.B. von Viktron. Das ganze ist dann ohne ein BMS, wie bei mir. Wer auf Nummer sicher gehen will, sich es nicht zutraut, von der Elektrik keine Ahnung hat und einen Lötkolben nur von Bildern her kennt, sollte aber lieber auf fertige Systeme ausweichen, die dann allerdings um einiges teurer sind.

Lithium Akkus soll man vor dem ersten Einsatz initialisieren, d.h. sie so laden, dass alle gleich geladen sind und für den Einsatz vorbereitet sind. Meine waren vorab initialisiert, diesen Service bieten manche Lieferanten an. Einen Drift, wie so oft erwähnt, kann ich auch ohne BMS nicht feststellen. Ich messe die Akkus regelmäßig auch noch einzeln durch, in der Regel 2-3 mal die Woche – daher auch die Box, die zu öffnen ist und ich so leicht an die Zellen komme. Die Balancer erledigen das Balancieren bisher sehr gut bei mir.

Frank Kaminsky hat einen schönen Beitrag über einen Selbstbau, etwas aufwendiger als meiner.

Zum Schluss noch die Frage, ob ein neues Ladegerät her muss:
Jeder Verkäufer wird sagen: JA! Unbedingt. Allerdings ist das nur die halbe Wahrheit, denn LiFeYPO4-Zellen lassen sich auch wunderbar mit vielen herkömmlichen Ladegeräten laden, in der Regel auf der Nass/Säure Einstellung. So auch bei mir, der Ladebooster ist darauf eingestellt. Warum empfehlen Verkäufer dann ein spezielles Ladesgerät? Na, die Antwort liegt auf der Hand – sie wollen verkaufen.

Erfahrung nach knapp zwei Monaten:

Nie mehr ohne! Wir haben Strom im Überfluss. Und unglaublich, wie stabil die Spannung bleibt.

Weiterer Vorteil: Die Lithium lassen sich effektiver laden. Bisher hat der Ladebooster in der Regel volle 25A reingepumpt, bis kurz vor vollen Batterien. Und unglaublich, wie lang der Strom reichen würde. Mit den üblichen Verbrauchern Licht und Heizung und Handy am Ladekabel verspricht der Batteriecomputer bei fast voller Ladung der Batterie eben 287,5 Stunden Restlaufzeit – das sind fast 12 Tage! Wohlgemerkt im Winter mit der Heizung. Wenn wir noch ein wenig abschlagen, die Heizung lief nicht mit Volllast und der Fernseher war nicht an, sollten noch immer 150 Stunden drin sein, auch mehr als genug, nach sechs Tagen hätten wir schon längst den Platz gewechselt und die Batterie wäre wieder geladen. Wie beim Ladebooster schon erwähnt: Wir stehen in der Regel nur 1-2 Tage frei – in der Zeit bekommen wir die Batterie nicht leer. Hatten ich zuvor noch mit Solar geliebäugelt, so steht derzeit fest: Solar benötigen wir bei unserem Reiseverhalten nicht.

Wir sind zufrieden, ein Stückchen Autarkie mehr.

Update 21.4.18:

Die Batterie tut noch immer wunderbar ihren Dienst, ist jetzt aber unter den Fahrersitz verfrachtet worden. Nach ein Wenig Gebastel am Gestell, wirklich nur wenig, passt Sie dort wunderbar hinein. Knapp, aber es passt.

Auf Wunsch noch ein paar Bilder vom Einbau liegend unter dem Fahrersitz:

Blick von vorn. Das Halteblech für die Serienbatterie an der Bodenplatte musste weichen.

Blick von Hinten. Die Zellen verzahnen sich und können nicht rutschen. Von noch mit einem Gurt fest gesichert.

Blick von der Fahrertür. Wie man sieht, passt es ganz knapp. Aber es passt.