Anleitung: Schnelle Umrüstung auf LiFePo4 in MarcoPolo/V-Klasse mit 30-A Votronic-Booster in 20min.
Hallo Freunde,
ich möchte euch heute ein paar echte Erfahrungen zur Umrüstung der originalen AGM-Aufbaubatterie zu einer modernen LiFEPO4 mitteilen.
Es gibt die Möglichkeit das Trennrelais auch komplett zu entfernen, aber diese Einbauanleitung ist Version-3 (von Votronic empfohlen), die nur mit Spannungen arbeitet, die das Trennrelais auch wirklich frei gibt. Der Vorteil ist ein geringerer Montageaufwand (es wird ja nur das per D+ aktivierte Ladekabel verwendet) und quasie keine Störanfälle…Nachteile sehe ich keine.
Das eine LiFePO4 Batterie nicht einfach gegen die alte AGM-Batterie ausgetauscht werden kann, sollte ja mittlerweile ja Jeder wissen. Unterschiedliche Innenwiederstände und die zu hohe Ladespannung von 14.8V machen dies ja auch unmöglich. Die eigentliche Umrüstung ist aber einfacher als gedacht.
Man benötigt lediglich eine LiFePO4-Batterie mit den DIN Maßen von 353 x 175 x 190 mm (damit sie in den Einschub passt), ich habe eine ECTIVE LC 100 LT 12V LiFePO4 Lithium Versorgungsbatterie mit 100 Ah verwendet, diese Batterie hat eine aktive Heizung und ist bis -20°C ladbar…gibt sicher noch andere Hersteller die diese Parameter haben…und einen Votronic-Batteriebooster (30A-Version).
Da es hier echt abenteuerliche Anleitungen zur LiFePo4-Umrüstung gibt (incl. Sitz-Demontage und ähnlichen Unsinn), fühle ich mich genötigt heute eine sinnvolle Anleitung zu geben.
Also, zuerst ziehen wir die seitliche Klappe vom Fahrersitz ab. Wir sehen als erstes den Sicherungsblock (6 Sicherungen 50-50-50-50-40-40) für den Aufbau und rechts daneben, das Trennrelais für die !Start-Stopp-Batterie!. Das Trennrelais für die Aufbaubatterie befindet sich woanders…an der Vorderseite des Fahrersitzes und wird erst sichtbar wenn die Aufbaubatterie herausgezogen wurde.
Als Nächstes bauen wir die Batteriehalterung und den Sicherungshalter ab. Wir ziehen die Batterie heraus und klemmen die Pole ab. (Bevor wir das Ganze tun, ziehen wir aber aus Sicherheitsgründen den Massepol der Starterbatterie unter dem Befahrersitz ab). Wir trennen jetzt die Zuleitung vom Trennrelais (welches sich im vorderen Bereich des Fahrersitzes befindet) von der Verbraucherbatterie ab, isolieren ca. 1cm ab und setzen eine passende Aderendhülse drauf. Das Gleiche machen wir mit dem Massekabel.
Wir klemmen die Masse und das abgetrennte Pluskabel des Trennrelais an den Eingang des Votronic-Boosters auf. Wir stellen den Booster per DIP-Schalter auf LiFePo4 (14.4V Ladespannung) und vergessen auch nicht den Temperatursensor. Dieser kann auf die Masse der Verbraucherbatterie geschraubt werden…ich habe ihn nur per SuperTape (beidseitig) auf die Batterie geklebt. Dann wird am Ausgang des Boosters noch ein Pluspol-Kabel direkt zur LiFePo4 gelegt, ein extra Massekabel ist nicht notwendig, da der Masse-Eingang des Boosters intern gebrückt ist.
Der D+ Eingang des Boosters wird NICHT beschaltet….wir hatten am Anfang den Fehler gemacht und sicherheitshalber eine Brücke zum Ausgang des Trennrelais gelegt. Dies hatte aber den unangenehmen Nebeneffekt, das der Booster bei Motor-Off sich selbst mit Spannung versorgte, wild blinkte und der Lüfter auch sporadisch ansprang. Dies liegt daran, das der Booster noch über einen Rückkanal (Votronic nennt das Rückladezweig) verfügt, der die Bordbatterie von einem Netztteil bei evtl. anliegenden Landanschluss versorgen möchte…das geht aber nicht, weil bei Motor-Off das Trennrelais eh geöffnet ist und es keine physische Verbindung zur Starter-Batterie gibt. Man kann diese Funktion im Votronic nicht deaktivieren…aber keine Sorge, das Westfalia-Netzteil im MP versorgt immer noch die Starter-Bat im Landanschluss-Modus.
Merke: der Booster arbeitet sofort im Maximum wenn mehr als 11.7V am Eingang anliegen…D+ ist also Quark. Ach, meine Einbauanleitung berücksichtigt übrigens alle verbauten Shunts und alle verbauten Ladegeräte…also Feuer frei!
Hinweis: solltet ihr den Fehler machen und den D+ Eingang des Boosters nur kurz mit 12V beschalten, dann erwartet der Booster dort IMMER ein Signal und lädt sonst die Aufbaubatterie nicht…es muss dann Reset gemacht werden…und der erfolgt nur, wenn der Booster für mehr als 30s komplett stromlos gehalten wird.
Den Booster könnt ihr einfach an die Aufbaubatterie mit doppelseitigen Crystal-Pads tapen oder (für Leute mit viel Zeit) per Aluwinkel vor der Batterie anbringen.
Viel Spaß beim basteln !
PS: nicht vom pinken Kabel am Booster-Eingang verwirren lassen, das war meine alte Brücke und liegt dort nur noch für Messzwecke. Sollt die neue DIN-Batterie nicht ordentlich in die Schiene reinflutschen, einfach Silikon-Spray draufsprühen.
73 Antworten
@DennisG2: Ich wundere mich, dass das so funktioniert. Eigentlich heißt es immer, LiFePo Batterie sollten nicht direkt an die LiMa angeschlossen werden (sondern hinter einem Booster), da wegen des sehr geringen Innenwiderstandes die LiMa quasi kurzgeschlossen wird, extreme Ladeströme auftreten und damit die LiMa während der gesamten Ladezeit unter Volllast läuft. Auf der Internetseite wird aber der direkte Betrieb an Euro6 LiMas tatsächlich beworben. Hast du mal geschaut, was für Ströme da so auftreten bei dir?
Zitat:
@DennisG2 schrieb am 30. Mai 2023 um 23:25:04 Uhr:
Sehr gerne doch .. die Batterie ist angenehm leicht, circa 4,5 kg und passt 1:1 beim V rein .. Leistung hat sie satt .. wird laut Bordcomputer auch mit 100a geladen und stellenweise mit 120a entladen und beim starten circa 650a Gezogen..!Leider ist der Akku derzeit überall vergriffen muss wohl auf breite Zustimmung gestoßen sein ..
@einfried Ja der Akku ist in der Tat überall weg , evtl weil es den Nachfolger schon gibt ..!
@dangyver ja die Regelung der Lichtmaschine funktioniert 1:1 wie zuvor mit dem Blei Gel Akku … es ist einfach ein 1:1 Tausch möglich , da das BMS die Batterie ordentlich einriegelt ..
Der Hinweis von @dangyver ist zutreffend, beim gedankenlosen Anschließen einer LiFePO4- anstelle einer Blei-Säure-Batterie kann es zum Abrauchen (wörtlich, nämlich durch Überhitzung) der Lichtmaschine kommen. Möglicherweise kommen die in unseren W447 verbauten besser mit Überlast klar, möglicherweise drosselt das BMS (Battery Management System) dieser speziellen Batterie den Ladestrom. Mal gucken, was der Anbieter CS-Electronic dazu sagen wird.
Ähnliche Themen
Zitat:
@AblaBix schrieb am 30. Mai 2023 um 21:15:22 Uhr:
Das eine LiFePO4 Batterie nicht einfach gegen die alte AGM-Batterie ausgetauscht werden kann, sollte ja mittlerweile ja Jeder wissen. Unterschiedliche Innenwiederstände und die zu hohe Ladespannung von 14.8V machen dies ja auch unmöglich. Die eigentliche Umrüstung ist aber einfacher als gedacht.
Herzlichen Dank für die Beschreibung der Einbau. Ich war letztes WE "gezwungen" im Wald zu übernachten und normalerweise würden die Solarpanele die normale AGM 92Ah Batterie tagsüber laden. Aber unter die Baume würde das nichts..
Ein LFP Batterie würde das einfacher aushalten und dafur hab Ich auch die Absicht einen LFP ein zu bauen.
Ich möchte aber - wenn es möglich ist! - die LFP Batterie (Ich habe die Wattstunde LIX100 D-LT im Auge) ersetzen ohne weiteres (KEIN Ladebooster). Erstens weil es einfacher ist, zweitens weil es erheblich billiger ist! Vielleicht ist es dann einen 90% gute Massname, aber gut genug!
Im Produktbeschreibung finde Ich:"Eins zu Eins gegen herkömmliche Blei-Säure Akkus austauschbar".
Vielleicht ein Anwalt der Teufels Aussage, aber wozu soll Ich dann ein Ladebooster einbauen? (ausser das Votronic die gerne an Mir verkauft!)
Im Datenblatt der LFP batterie:
Nominaler Ladestrom: 60A
Maximales Ladestrom: 100A
Empfolene Ladespannung: 14,6 +- 0,5 V. Das ist genau das Voltage was der Lima hergibt.
Float Ladespannung: 13,8 +-0,2 V. Auch nichts ganz viel anders wie AGM.
Im Hobby/Sportbereich laden Wir schon 8-9 Jahren 10Ah LFP batterien mit herkommlichen Mascot "3 step" Bleiladegeräten mit IoU (CC/CV) kennlinie. Geht immer ohne probleme.
Ich verstehe das ein Ladebooster die Batterie vielleicht besser 100% voll ladet, aber dazu dienen meine Solarpanele. Ich möchte gerne wissen ob es MP fahrer gibt die das so gemacht haben und wieviel Probleme (oder lieber nicht) das gibt.
MfG, Bert
Zitat:
@Birdy60 schrieb am 31. Mai 2023 um 13:59:25 Uhr:
Im Produktbeschreibung finde Ich:"Eins zu Eins gegen herkömmliche Blei-Säure Akkus austauschbar".
Vielleicht ein Anwalt der Teufels Aussage, aber wozu soll Ich dann ein Ladebooster einbauen? (ausser das Votronic die gerne an Mir verkauft!)
Um den Ladestrom zu begrenzen. Ohne Ladebooster (den man beim W447 für die Startebatterie allerdings eh nicht so einfach einbauen könnte) zieht die LiFePo praktisch den maximalen Strom, den die Quelle (in diesem Falle die LiMa) liefern kann. Die LiMas in den aktuellen W447 liefern bis zu 250A(!), das sind mind. 3kW Leistung.
Warum ist schlecht?
Zum einen tut es auch den LiFePo-Zellen nicht gut, wenn sie regelmäßig und vor allem über längere Zeiträume mit solch hohen Strömen geladen werden - die angegebenen 3000 Zyklen werde sie so sicherlich nicht schaffen.
Zum anderen, und das ist im Fall der Fälle der teurere Schaden, läuft so die LiMa regelmäßig unter Volllast. Die LiMa im W447 ist meines Wissens nach luftgekühlt - spätestens im Stand muss die bei solchen Leistungen glühend heiß werden.
Dauer-Ladeströme deutlich über 100A sind hier also sowohl für die Batterie als auch die LiMa eine ziemliche Belastung und nicht förderlich für die Lebensdauer.
Bei einem normalen Ladegerät tritt dieses Problem übrigens nicht auf, da die handelsüblichen Ladegeräte bei weitem nicht so eine Leistung haben und auch für den Dauerbetrieb bei Maximallast ausgelegt sind (und dabei aber auch schon sehr heiß werden können).
Ein BMS ist für das Load-Balancing der Zellen verantwortlich und kann ggf. die Ladung komplett unterbrechen um die Zellen zu schützen, z.B. bei Unterspannung, bei voller Ladung oder bei Temperaturen außerhalb des zulässigen Bereichs. Ich weiß nicht, wie das bei dieser Batterie ist, aber bisher habe ich noch kein BMS gesehen, das auch Ladeströme begrenzen kann - sonst würde das BMS ja die Funktion eines Ladeboosters mit abdecken und man könnte LiFePos auch in älteren (nicht Euro6) Fahrzeugen problemlos einbauen. Ladestrombegrenzung erfordert zudem Leistungselektronik, die ihrerseits wieder Wärme entwickelt und gekühlt werden müsste - weshalb B2B Lader mit Lüftern oder Kühlrippen ausgestattet sind - beides bei dieser Batterie nicht zu erkennen.
Nun wird auf der Webseite aber tatsächlich im O-Ton damit geworben, dass man die Batterie direkt an eine Euro6 LiMa anschließen kann. Ich will gar nicht ausschließen, dass die Batterie hier vielleicht noch was zusätzlich eingebaut hat und tatsächlich als 1:1 Replacement für eine Bleibatterie ohne Probleme funktioniert. Es würde mich nur wundern, dass es dieses Feature nur bei genau dieser einen Batterie gäbe und alle anderen großen Player auf dem Markt (Ective, Liontron, Renogy etc.) das bei ihren LiFePos nicht können.
Deshalb nochmal die Frage an @DennisG2: Hast du mal im Werkstattmenü die Ladeströme der Starterbatterie (IB) beobachtet?
ps: in der Bedienungsanleitung auf der Herstellerseite (https://cs-batteries.de/.../ZM-CSX12180-1800A-D-E.pdf) werden diese Batterien zwar noch als "Starterbatterien" bezeichnet, dort taucht aber nicht mehr der Satz auf, dass man die Batterie direkt an eine Euro6 Lichtmaschine anschließen kann.
Im Gegenteil, als empfohlene Ladespannung werden 14,2-14,6V angeben. Im Kleingedruckten weiter unten steht, dass die Batterie mit nicht mehr als 14,8V geladen werden darf. Der empfohlene Ladestrom ist mit <40A angeben, der maximale Ladestrom mit 80A.
Ergo die absolut identischen Specs wie auch allen anderen derzeit am Markt erhältlichen LiFePo-Batterien. Und damit wie auch alle anderen LiFePos nicht wirklich kompatibel mit der Euro6-LiMa des W447 - die regelt nämlich munter und hochfrequent zwischen ganz aus und 14,9V. Und Strom wie gesagt theoretisch bis 250A. Keiner der seriösen Hersteller wirbt für ein 1:1 Replacement für die (AGM-)Starterbatterie.
Ja ich habe im Werkstattmenü geschaut ..
nach dem Start wird kurz wie normal garnicht geladen .. dann um die 100a +-10a und das fällt das stetig immer weiter mit steinigender Spannung ab und wenn du Batterie „voll“ also Ladenschluss Spannung hat 14,8 v circa ist der Ladestrom im Bereich von 2-0a
Start stopp Ähnliches verhalten .. Auto geht aus , 50a werden gezogen , bei mehr Verbrauchern circa 80a und nach dem Start wird geregelt von 110a auf Richtung 0 abgestuft ..
Es war auch die einzige Batterie die ich fand die das kann.. ja sie ist teuer , ja die ist eine Seltenheit .. aber der Ärger mit den normalen Akkus und dem Ärger über die fehlende Funktionalität der standheizung hat mich bewegt es zu probieren .. und die Garantie tat ihr Übriges..!
Zitat:
@AblaBix schrieb am 30. Mai 2023 um 23:30:45 Uhr:
@PirelliLA6V
Wenn Du das so angeschlossen hast, wie beschrieben (also die 12V vom Trennrelais an D+)…wie hast Du das Problem des Rückladezweigs des Boosters gelöst? Bei mir ist er in diesen Modus immer sporadisch angelaufen, obwohl der Motor aus war. Das ist jetzt auch nicht wirklich schlimm (es wird ja da nicht wirklich geladen), aber ich fand es nicht perfekt.PS: im Votronic befindet sich meines Wissens bereits eine 40A Sicherung…
Also das ist bei mir kein Problem, denn dann wäre die Starterbatterie bei 12,0V und das ist extrem niedrig. Dies entnehme ich der Bedienungsanleitung:
• Eingebauter Rückladezweig 12 V/0 … 1 A, sorgt für die Ladung/Ladungserhaltung der 12 V-STARTER-Batterie bei langen Standzeiten. Er aktiviert sich automatisch bei externer Ladung der BORD-Batterie durch ein Netzladegerät.
Zudem habe ich ein 180WP Solarpanel auf dem Dach mit einem Votronic MPP 250 Duodigital. Also werde ich nie Startschwierigkeiten haben und meine selbst gebaute LifePO4 ist immer bereits om 12:00 Uhr voll. Und die Starterbatterie hat deswegen bei mir auch immer eine höhere Spannung. Durch das Euro6 Ladeverfahren frisst der Marco Polo sonst förmlich Batterien, die man alle 2 Jahre ersetzen soll... Das Problem habe ich so nicht.
Die Sicherungen werden von Votronic vorgeschrieben, entweder 40A oder 50A oder auch 60A, je nach dem, siehe Anhang,
Zitat:
@DennisG2 schrieb am 31. Mai 2023 um 17:16:18 Uhr:
@dangyverJa ich habe im Werkstattmenü geschaut ..
nach dem Start wird kurz wie normal garnicht geladen .. dann um die 100a +-10a und das fällt das stetig immer weiter mit steinigender Spannung ab und wenn du Batterie „voll“ also Ladenschluss Spannung hat 14,8 v circa ist der Ladestrom im Bereich von 2-0a
100A sind schon eine Ansage - wie gesagt, das liegt deutlich über der Empfehlung im Datenblatt des Herstellers mit max. 80A. Empfohlener Ladestrom sind sogar nur max. 40A. Bei Strömen von 100A+ werden die LiFePo Zellen nicht sehr alt werden.
Ansonsten: Wenn die Batterie fast voll ist, wird dieser hohe Ladestrom auch nur relativ kurz anliegen, dann ist die Batterie ja schnell wieder voll. Kurze Ladephasen mit hohen Strömen können LiMa und Batterie sicherlich noch recht problemlos wegstecken.
Kritisch wird es meiner Meinung nach aber, wenn die Batterie ein gutes Stück entladen ist - zum Beispiel durch die Warmwasserheizung. Also angenommen, sie ist zu 50% entladen, dann braucht sie wieder 50Ah für die Vollladung. Und das heißt, die 100A liegen über eine halbe Stunde lang an. Oder der Ladestrom liegt bei (teil-)entladener noch viel höher, 150A oder gar 200A. Da wird der LiMa einiges abverlangt und ich meine, die ist nicht für so eine hohe Dauerleistung ausgelegt.
Also über 100a habe ich selbst noch nicht wirklich gesehen.. außer mal für eine Sekunde .. und die über 80 a auch max 2-3 s ich denke das wird funktionieren.. und ich teste es für mich .. daher schauen wir was passiert .. und zu 50% entladen , wird auch recht selten passieren .. denn da wäre ja der Bleigel Akku schon 2 mal komplett alle .. also auch ein Szenario, was recht unwahrscheinlich Eintritt ..
Übrigens hatte die Vorgänger Version noch andere technische Daten angegeben gehabt .. siehe Anhang..!
Zitat:
@DennisG2 schrieb am 31. Mai 2023 um 19:57:57 Uhr:
.. und zu 50% entladen , wird auch recht selten passieren .. denn da wäre ja der Bleigel Akku schon 2 mal komplett alle .. also auch ein Szenario, was recht unwahrscheinlich Eintritt ..
50% Entladung bei AGM entspricht leer, das stimmt, was die AGM aber schadlos übersteht, sofern sie so nicht mehrere Wochen rumsteht. Für den Anwendungsfall einer WW-Standheizung aber genau das Szenario, das dort im Winter regelmäßig eintreten kann.
Die Frage ist: wenn die Batterie eh nie groß entladen wird... warum dann so eine teure LiFePo als Starterbatterie? Das kann doch dann auch jede AGM für ein Bruchteil des Preises...?
Das vollständige Datenblatt / Bedienungsanleitung vom Hersteller zu dieser Batterie findest du hier:
https://cs-batteries.de/.../...AE6_LiFePO4_X-Power-Starterbatterie.pdf
Irritierend finde ich, dass es in dem Dokument mehrfach Widersprüche gibt:
Zum einen ist die Rede von 1:1 Tausch gegen AGM Batterien, an anderer Stelle heißt es wiederum, dass man zwingend ein Ladegerät mit LiFePo Programm nutzen muss (am besten ein CS-Ladegerät), und eben kein normales AGM/Blei-Ladegerät (die LiMa im W447 hat keine LiFePo Ladekennlinie).
Als max. Ladespannung werden mal 14,6V angegeben ("Ein permanent zu hoher Ladestrom über 14,6V zerstört das BMS!" - die LiMa im W447 lädt im Peak mit 14,9V), an anderer Stelle ist die Rede von 15,3V Ladeschlussspannung.
Die Batterie scheint keine eingebaute Heizung zu haben, heißt, unter 0°C kann und darf die Batterie nicht geladen werden, sonst werden die Zellen zerstört.
Ich bin gespannt auf deine Erfahrungen. Bisher scheint es ja zu funktionieren.
Ich kann genau sagen warum die AGM raus musste , weil sie die Standheizung garnicht betreiben konnte .. weil das Batterie Management des Autos die standheizung ausschaltete sobald unter 11,6v Spannung Anlagen .. und das passierte im Winter sobald die Lüftung startete und den Innenraum zu wärmen ..! Ergo wegen unterspannung wurde es abgebrochen .. das ist mit der neuen Batterie nicht mehr passiert .. man konnte auch sehen , das nach 15 min standheizung die Spannung der batterie immernoch 13 v war ..! So wie es schön ist ..!
Das mit den Widersprüchen ist mir damals auch aufgefallen .. jedoch dachte ich , probieren wir es .. und ja läuft bisher und ich quäle die wo ich kann , mal sehen wie sie sich über den nächsten Winter schlägt..!
Okay, aber dann wird deine LiFePo ja doch auch signifikant entladen. Die WW-Heizung zieht ja ordentlich Strom im Betrieb, so zwischen 10A und 25A. Und dann werden die hohen Ladeströme, sobald die LiMa läuft, nicht nur für ein paar Sekunden anliegen.
Bei Kälte sind LiFePo Batterien aber wie gesagt sowieso mit Vorsicht zu behandeln - unter null Grad dürfen die Zellen nicht geladen werden, sonst gehen sie kaputt (platzen z.B.). Deshalb gibt es für den Winterbetrieb bei den LiFePos auch die Arctic Varianten mit eingebauten Heizmatten. Dort sorgt ein eingebauter Controller, dass bei zu geringer Temperatur zunächst nur die Heizmatten mit Strom beliefert werden, bis die Zellen warm genug sind um dann geladen zu werden. Dies ist bei deiner Batterie aber offensichtlich nicht der Fall. Im besten Fall schaltet das BMS die Ladung dann komplett ab. Das heißt dann aber, dass die Batterie auch nicht geladen wird, wenn du im Winter mit ausgekühlter Batterie losfährst. Auch die Ladebooster von Votronic und Victron schalten im LiFePo Ladeprogramm standardmäßig unter 5°C die Ladung zum Schutz der Batterien ab.
Leider braucht eine ausgekühlte Batterie im Sitzkasten auch mit Standheizung oder warmen Innenraum recht lange, um sich ein paar Grad aufzuwärmen - da unten kommt ja nichts groß an von der Wärme aus dem Innenraum.
Ansonsten: Ja, LiFePo-Batterien haben eine flache Entladekurve und halten die Spannung auf hohem Niveau recht stabil bis zum Ende ihrer Ladung. Das ist definitiv ein großer Vorteil gegenüber den AGMs und deshalb sind die LiFePos ja auch so beliebt im Campingbereich. Sie sind allerdings auch deutlich anspruchsvoller und empfindlicher, was die Ladekennlinie, hohe Lade- und Entladeströme und eben die Umgebungsbedingungen (vor allem kalte Temperaturen) angeht. Deshalb eignen sich LiFePos perfekt als Aufbaubatterie, als Starterbatterien sind sie aufgrund der ganzen Einschränkungen aber nur bedingt tauglich.
Es bleibt abzuwarten, ob bei deinem Nutzungsverhalten die LiFePo länger lebt als eine AGM. Ansonsten hätte es bei den von dir beschriebenen Symptomen eigentlich auch eine neue AGM getan.