Lithium Batterie im VW Bus – Einbau im T4 California Coach Bj. 97
Gastbeitrag von Florian:
In diesem Beitrag wird Schritt für Schritt beschrieben, wie die Wohnraum-Versorgung eines VW T4 California auf eine Lithium-Versorgung umgerüstet wurde. Im Oktober 2021 wird dann die Supervolt Lithium Batterie bei einem einmonatigen Roadtrip durch Frankreich, Spanien und Portugal auf „Herz und Nieren“ getestet und davon berichtet.
Der VW T4 California hat bereits ab Werk eine Wohnmobil-Ausstattung verbaut. Die strombenötigenden Verbraucher sind ab Werk der 3,5 A Kompressor-Kühlschrank, die Standheizung, 2 Leuchtstofflampen im Innenraum und eine Leselampe im Aufstelldach. Die bereits bestehende Verkabelung kann für den Einbau genutzt werden. Beide Supervolt Lithium Batterien (100 Ah oder 150 Ah) passen in das Batteriefach des VW T4 Californias, sodass individuell entschieden werden kann, welche Größe einem lieber ist. Nebeneinander passen zwei Supervolt Lithium Batterien nur bei der Version des VW T4 Californias, die keinen Gasbehälter neben dem Batteriefach haben.
Die Einbauzeit betrug ca. 3,5 Stunden
Hinweis: Der Einbau/die Umrüstung erfolgte von einem Hobbyhandwerker nach bestem Wissen und Gewissen. Bei einem Nachbau wird die Hinzunahme von einem Elektriker empfohlen. Für alle Elektronikarbeiten wurden im Vorfeld Versorger- und Starterbatterie abgeklemmt. Es wird keine Haftung für einen Nachbau übernommen.
Inhalt
Einleitung
Im Vorfeld ist zu sagen, dass der hier beschriebene Einbau auf ein autarkes Camperverhalten abzielt. Dies bedeutet, dass ohne das Benutzen von Landstrom die Verbraucher im California 5-7 Tage genutzt werden sollen und dann lediglich 2-3 Stunden gefahren werden soll (je nach Batteriegröße), um die Supervolt Lithium Batterie bei optimaler Ladekennlinie wieder voll zu laden. Für dieses gewünschte Nutzungsverhalten und eine maximale Lebensdauer der Supervolt Lithium Batterie ist es sinnvoll zusätzlich einen Ladebooster/Ladewandler zu ver-bauen. Denn die Versorgerbatterie im VW T4 California ist ab Werk zur Starterbatterie pa rallel geschaltet und sowohl eine Gel Versorgerbatterie als auch die Supervolt Lithium Batterie werden alleine durch die Lichtmaschine während der Fahrt nie optimal geladen. Zusätz-lich müsste man deutlich länger als 3 Stunden fahren, um ohne einen Ladebooster die Versorgerbatterie bei nicht optimaler Ladekennlinie halbwegs voll zu laden.
Sprich: Es ist nicht gewollt einmal im Monat das Fahrzeug für 24 Stunden an einen Land-strom anzuschließen, damit die Batterie optimal gepflegt wird. Auch soll während der Urlaubsreisen keine Abhängigkeit von Landstrom entstehen.
Der T4 California hat ab Werk ein Ladegerät 13,8 A verbaut, das durch einen Landstroman-schluss die Versorgerbatterie auflädt. Da bei dem hier beschriebenen Camperverhalten kein Landstrom benötigt wird, wird das bestehende Ladegerät nicht ausgetauscht aber für die Zukunft auch nicht mehr benutzt. Wer die Supervolt Lithium Batterie mit Landstrom laden möchte, benötigt für die optimale Ladekennlinie und maximale Lebensdauer der Lithium Batterie ein neues Ladegerät für LifePo4 Batterien.
Benötigtes Zubehör und Material
- Supervolt Lithium Batterie 100Ah oder 150Ah
- Votronic Ladebooster VCC 1212-50 mit Temperatursensor
- 4 x Holschrauben für Ladebooster
- 2 x Hochstromsicherungshalter
- 1 x 60 A Blattsicherung
- 1 x 80 A Blattsicherung
- 3 x Rohrkabelschuh 16 mm²
- 2 x Rohrkabelschuh 25 mm2
- 1 x 50 cm Kabel 16 mm² in schwarz
- 1 x 40 cm Kabel 25 mm2 in rot
- 1 x 40 cm Kabelschutz für 25 mm² Kabel
- 30 cm Schrumpfschlauch mit Innenkleber
- Werkzeug: Crimpzange, Feuerzeug, Cuttermesser, Bohrmaschine, Isolierband, Kabelschneider, Schraubendreher, Ringschlüssel
Schaltplan
Zu Beginn wird der Einbau anhand des Schaltplans des VW T4 Californias skizziert (siehe nächstes Bild). Der Schaltplan unterscheidet sich aber an einer Stelle von dem umgerüsteten California und zwar sind im Schaltplan zwei Versorgerbatterien statt einer abgebildet, da es, wie bereits beschrieben, zwei Varianten vom VW T4 California gibt.
Im Schaltplan ist zu erkennen, dass von der Starterbatterie 2 x 10 mm² Kabel an das Trennrelais angeschlossen sind, das mechanisch dafür sorgt, dass nur während der Fahrt Strom von der Starterbatterie zur Versorgerbatterie fließt. Ist der Motor aus, so unterbricht das Trennrelais diesen Stromfluss und die Starterbatterie wird nicht von der Versorgerbatterie entladen. Das Trennrelais erkennt anhand des D+ Kabels, wann der Motor an und wann er aus ist. Weiter sieht man, dass von dem Trennrelais ein 16 mm² Kabel zur Versorgerbatterie führt. Von der Versorgerbatterie verläuft ein Massekabel zum Massepunkt an den Radkasten.
Selbstverständlich gibt es viele Ladebooster, die für den Einbau in Frage kommen. Um den passenden Ladebooster zu wählen sind 3 Parameter von Entscheidung:
- Der empfohlene max. Ladestrom für die Supervolt Lithium Batterie beträgt 50 A
- Die in diesem VW T4 California verbaute Lichtmaschine hat eine Abgabeleistung von 120 Ah.
- Die ab Werk verlegten Kabelquerschnitte.
Die Kabelquerschnitte betragen 2 x 10 mm² (also 20 mm²) und 16 mm².
Das „dünnste“ Kabel ist das 16 mm² Kabel, das den limitierenden Faktor für die max. durchfließende Amperezahl darstellt. Laut der Montageanleitung des Ladeboosters ist der Kabelquerschnitt von 16 mm² für eine 50 A Ladung völlig ausreichend. Da die Abgabeleistung der Lichtmaschine bei einer Ladung der Versorgerbatterie von 50 A noch genug Ampere für die Starterbatterie zur Verfügung stellt und es der Kabelquerschnitt zulässt, fällt die Wahl auf einen 50 A Ladebooster. Dieser sollte die 100Ah Supervolt Lithium Batterie in 2 und die 150Ah in 3 Stunden vollladen, was für das gewünschte Camperverhalten eine ausreichend schnelle Ladung ist. Zusätzlich ist der Ladestrom nicht zu hoch hinsichtlich optimaler Pflege der Lithium Batterie.
Im nächsten Bild ist der modifizierte Schaltplan einschließlich des skizzierten Einbaus mit nur einer Versorgerbatterie (statt 2) zu sehen. Die 2 Kabel von der Starterbatterie zur Versorgerbatterie werden nah an der Starterbatterie mit einer 80 A Sicherung gesichert. Das Trennrelais wird durch einen 50 A Ladebooster ausgetauscht. Das blaue D+ Kabel wird an den Ladebooster geschlossen, das schwarz/rote Kabel, das zusammen in dem Stecker mit dem D+ Kabel liegt, wird totgelegt (rotes X im Schaltplan). Der Ladebooster benötigt für das Trennen lediglich das D+ Kabel, anders als das von Werk aus verbaute Trennrelais. Vom Ladebooster wird ein zusätzliches Massekabel zum Massepunkt an den Radkasten gelegt. Offiziell wird dieses Massekabel an den Minuspol der Lithiumbatterie angeschlossen. Da sich die Lithiumbatterie die Masse aber von diesem Massepunkt holt und der Massepunkt direkt neben dem eingebauten Ladebooster liegt, kann das Massekabel direkt an diesem Massepunkt angeschlossen werden.
Das vom Ladebooster ausgehende 16 mm² Kabel wird kurz vor der Lithium Batterie mit einer 60 A Sicherung gesichert.
Wichtig: Die hier verwendeten Amperewerte der Blattsicherungen sind die Vorgaben für den Votronic Ladeboosters VCC 1212-50. Ein anderer Ladebooster mit einem anderen Ladestrom hat möglicherweise andere Blattsicherungswerte. Daher bitte immer an die Montageanleitung des verwendeten Ladeboosters halten!
Einbau
Soviel zur Theorie. Nun beginnt die Praxis:
Zuerst wird die Schlafsitzbank so weit wie möglich nach vorne geschoben. Nun werden die Polster der Heckablage sowie das Ablagebrett abgenommen. Im nächsten Bild sind mit Pfeilen alle Schrauben markiert, die gelöst werden müssen, damit man an die Versorgerbatterie und das Trennrelais dran kommt.
In dem linken Fach befindet sich die Gasflasche, in dem mittleren Fach die Versorgerbatterie und in dem rechten Fach das Trennrelais (Pfeil 1), das Landstromladegerät (Pfeil 2) und die Kompressoreinheit des Kühlschranks (Pfeil 3).
Im nächsten Bild:
Pfeil 1 der Stecker mit dem blauen D+ Kabel und dem schwarz/roten Kabel das totgelegt wird
Pfeil 2 die 2 x 10 mm² Kabel von der Starterbatterie
Pfeil 3 das 16 mm² Kabel zur Versorgerbatterie
Pfeil 4 Massepunkt am Radkasten
Achtung! Wichtig!
Bevor nun an der Elektronik gearbeitet wird, müssen zuerst die Versorger- und Starterbatterie abgeklemmt werden. Zuerst Minus, dann Plus.
Im nächsten Bild wurde das Trennrelais abgeschraubt und die Gel Batterie schon einmal durch die Supervolt Lithium Batterie ausgetauscht. Aufgrund der anderen Größe kann man so besser einschätzen, wo was wie später liegen muss, wenn die Batterie bereits positioniert wird.