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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

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.

Zugriff am 21.09.2021 unter https://wimkoelman.files.wordpress.com/2011/11/t4-california-stroomplan.pdf

Selbstverständlich gibt es viele Ladebooster, die für den Einbau in Frage kommen. Um den passenden Ladebooster zu wählen sind 3 Parameter von Entscheidung:

  1. Der empfohlene max. Ladestrom für die Supervolt Lithium Batterie beträgt 50 A
  2. Die in diesem VW T4 California verbaute Lichtmaschine hat eine Abgabeleistung von 120 Ah.
  3. 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!

Nachträglich modifizierter Schaltplan für die Umrüstung Zugriff Ausgangsschaltplan am 21.09.2021 unter https://wimkoelman.files.wordpress.com/2011/11/t4-california-stroomplan.pdf

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.

Nun wird die 60 A Sicherung kurz vor der Supervolt Lithium Batterie eingebaut. Dafür wird das schwarze Band, das alle Kabel umwickelt ausreichend abgewickelt und das 16 mm² Kabel ca. 10-15 cm vor der Batterie mit einer Zange durchtrennt.

Das Kabel wird abisoliert und der Rohrkabelschuh wird aufgesteckt. Nun wird der Rohrkabelschuh mit einer Crimpzange verquetscht.

Der Schrumpfschlauch wird auf das Kabel aufgesteckt und mit einem Feuerzeug erhitzt, sodass er das Kabel optimal isoliert. Es wurde für den Einbau extra ein Schrumpfschlauch mit einem Innenkleber verwendet, da die Verbindung durch den Kleber ein hohes Maß an Dichtigkeit und Dauerhaftigkeit erzielt.

Nachdem an beiden Enden Rohrkabelschuhe und Schrumpfschlauchisolierung angebracht wurden, werden die Kabelenden im nächsten Schritt mittels Hochstromsicherungshalter und 60 A Blattsicherung verbunden und festgeschraubt.

Die restlichen Kabel werden wieder zusammengewickelt.

Im nächsten Bild ist der Massepunkt mit dem bereits ab Werk angeschlossenem Massekabel der Versorgerbatterie gut erkennbar (Pfeil 1).

Das ca. 50 cm lange schwarze 16 mm² Kabel wird wie oben beschrieben mit einem Rohrkabelschuh und Schrumpfschlauch versehen und im nächsten Schritt an den Massepunkt angeschlossen.

Nun werden alle Kabel und der D+ Stecker vom Trennrelais demontiert.

Das D+ Kabel wird kurz vor dem Stecker durchtrennt.

Der Stecker wird großzügig mit Isolierband umwickelt und ist damit totgelegt. Er kann wieder zurück ins Fach irgendwo hingelegt werden, wo Platz ist.

Die 2 x 10 mm² Kabel und das 16 mm² Kabel werden von ihren Kabelschuhen getrennt mittels Zange.

Nun werden die 2 x 10 mm² Kabel, das 16 mm² Kabel und das D+ Kabel vorne abisoliert.

Pfeil 1 zeigt die 2 mit Isolierband verbundenen 10 mm² Kabel angeschlossen am Eingang des Ladebossters.

Pfeil 2 zeigt das am Ausgang angeschlossene 16 mm² Kabel.

Pfeil 3 das Massekabel, das den Ladebooster mit dem Massepunkt des Radkastens verbindet.

Im nächsten Bild wurde das D+ Kabel an der dafür vorgesehenen Stelle am Ladebooster angeschlossen (Pfeil 1) sowie die 2 Kabel des Temperatursensors, der bei dem Ladebooster mitgeliefert wurde (Pfeil 2). Er dient dazu die Temperatur der Supervolt Lithium Batterie zu überwachen.

Nun wird der Temperatursensor an der Minus Batteriepolklemme der Versorgerbatterie angeschlossen (Pfeil 1).

Die 4 Löcher für die Halterungsschrauben des Ladeboosters werden angezeichnet und gebohrt.

Nun kann der Ladebooster an die Wand montiert werden.

An der Starterbatterie geht es weiter. Hier muss die 80 A Sicherung verbaut werden. Dafür werden die 2 x 10 mm² Kabel abgeschraubt (Pfeil 1).

Schrumpfschlauch wird über beide Kabel zusammen angebracht. Der Hochstromsicherungshalter wird mit einer 80 A Blattsicherung versehen.

Da 2 x 10 mm² in den Sicherungshalter zusammenlaufen, sollte mindestens auch derselbe Kabelquerschnitt rauslaufen. 16 mm² wäre zu wenig, weshalb ein 25 mm² Kabel (ca. 40 cm lang) mit Rohrkabelschuhen und Schrumpfschlauch vorbereitet wurde.

Das Kabel wird mit dem Hochstromsicherungshalter und der Batteriepolklemme der Starterbatterie verschraubt.

Nun wird noch ein Kabelschutz über das neu angebrachte Kabel gelegt und die Starterbatterie kann wieder angeschlossen werden. Zuerst Plus dann Minus.

Die Supervolt Lithium Batterie wird angeschlossen. Zuerst Plus dann Minus.

Die Lithium Batterie wird wieder in Position gebracht und mit dem ab Werk verbauten Spanngurt festgezogen.

Der Motor wird gestartet und es wird an den Lampen des Ladeboosters überprüft, ob dieser arbeitet.

Wunderbar alles funktioniert!!!

Die Supervolt Lithium Batterie zeigte mittels App an, dass sie vor dem Einbau zu 44% (44 Ah) geladen war. Nach dem Einbau wurde zu Testzwecken mit dem Auto 40 Minuten gefahren, um im Anschluss zu schauen, ob die Batterieladung funktioniert. Nach der Fahrt zeigte die Supervolt App bereits eine Ladung von 77% an, was ca. 72 Sekunden pro 1 Ah Ladung bedeutet. Sprich: ca. 120 Minuten Fahrt, um die Supervolt Lithium Batterie 100 Ah nach kompletter Entladung komplett vollzuladen. Im nächsten Bild sieht man, dass die Volt Anzeige der Supervolt App zu der Voltanzeige vom Westfalia Bedienteil nur zu 0,05 V abweicht und daher sehr genau arbeitet (14,05 V vs. 14,1 V). Auch erkennt man, dass die Ladung mit 49,1 A erfolgt und der Ladebooster daher seinen Dienst erfüllt. Wenn das Handy an der Windschutzscheibe befestigt ist, liegt die Signalstärke der Bluetooth Verbindung bei 91/100 trotz der Tatsache, dass zwischen Handy und Supervolt Lithium Batterie eine Holzwand sowie die Schlaf-/Sitzbank liegt. 

Insgesamt sind das sehr vielversprechende Ergebnisse.

Wie oben beschrieben wird nun die Umrüstung auf die Supervolt Lithium Batterie bei einem einmonatigen Roadtrip auf „Herz und Nieren“ getestet und von den Erkenntnissen in den kommenden Wochen hier berichtet…

Vielen Dank an Florian für den ausführlichen Bericht! Wir wünschen allzeit schöne Reisen und genügend Strom 🙂

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