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Montage der Batterie unter dem Fahrzeug


seppr am 26 Feb 2019 14:42:07

Hallo Lithium-Gemeinde

Ich will hier einmal kurz meine Anlage vorstellen wegen einer kleinen Besonderheit, die bei den wenigsten Wohnmobilen und ihren Aufbaubatterien vorliegt. Es ist also ein etwas exotischer Einzelfall und wird vermutlich nur einen kleinen Teil von Euch interessieren.

Der Sonderfall besteht darin, dass die 200 Ah-LiFeYPo unter der Beifahrerseite im Aussenraum montiert ist. Also frei zugänglich für die Kälte des Winters und den Wassersprühfilm des rechten Vorderrades. Zusätzlich muss ich bei diesem Geländefahrzeug vom Typ Bremach Trex auch auf das Furten von bis zu 90 cm tiefen Bächen vorbereitet sein. Kurzzeitiges komplettes Eintauchen in Wasser sollte die Batterie aber vor allem die Elektronik unbeschadet überstehen können.
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Erste Konsequenz: Die 4 Zellen samt Elektronik (BMS, Abschaltelektronik, diverse Temperatursensoren, Shuntverstärker für Batteriecomputer, Sicherungen, Hochstromverbindungen ...) befinden sich in einem selbst gebauten Gehäuse aus dauerhaft wasserresistenten PVC-Platten von 6mm bzw. 10mm Stärke, Farbe schwarz. Die Stoßstellen an den Gehäuseecken sind geklebt und geschraubt, die Löcher für die Messkabeldurchbrüche mit Dichtpaste verschlossen.
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Aber es wäre eine Illusion zu glauben, man könne so einen Kasten wirklich und dauerhaft wasserdicht bekommen, zumal ja in gewissen Situationen ein Zugriff zu den inneren Teilen möglich sein muss, und sei es nur, einen geflogenen Hauptschalter mittels Fingerdruck wieder zu aktivieren. Deshalb sind im Boden des Gehäuses 3 Löcher mit 5 mm gebohrt, um eintretendes Wasser abfließen zu lassen. Durch einen niedrigen Luftüberdruck mittels über D+ dauerlaufender kleiner Luftpumpe wird das Wasser am Boden durch die Löcher abgedrückt und einem Wassereintritt beim Furten etwas entgegengesetzt. Der ständige Eintrag trockener Kabinenluft sollte auch das Problem zu hoher Luftfeuchtigkeit im Inneren der Batterie minimieren. Ob das funktioniert werde ich im Laufe von Jahren am Zustand der Aggregate innen erkennen.
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Zweite Konsequenz ist der Einbau einer Batterieheizung. Nicht weil dies unbedingt erforderlich sei sondern weil ich gerne spiele und es leicht umzusetzen war.
Dazu habe ich auf den Boden des Batteriegehäuses eine 3mm dicke Aluplatte gelegt, auf dessen Unterseite zwei 30-Watt Heizfolien von Rückspiegelheizungen geklebt sind. Kleine 10 mm hohe Abstandshalter unter diesem Alublech sorgen dafür, dass die Heizfolien nicht am Boden aufliegen und keinen Kontakt mit einem dünnen Wasserfilm dort bekommen – obwohl das vermutlich auch egal wäre.
Das Alublech unter den Zellen kann man auf folgendem Bild ein klein wenig vorlugen sehen.
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Die Heizelemente sind über einen auf 11 Grad Celsius eingestellten elektrischen Thermoschalter an den Ausgang der Lithiumbatterie geschaltet und würden also bei einem Abschalten des BMS wegen Unterspannung also auch abgeschaltet. Zusätzlich bekommt dieser Thermoschalter nur dann Erregerstrom, wenn entweder der Motor läuft oder Landstrom angeschlossen ist, also genügend Ladestrom für die Heizung zur Verfügung steht.
Dies bedeutet, dass ich im Winter mehrere Stunden vor Antritt einer Fahrt Landstrom anschließen sollte. Die Heizung schafft einen Temperaturunterschied von etwas mehr als 15 Grad zwischen Batteriekasten innen und Außenraum. Wenn es draußen wie heuer zur kältesten Zeit minus 10 Grad hat kommt die Heizung nicht viel höher als 5 Grad plus – aber das reicht ja schon dicke bei 200 Ah und nur mäßigen Entladeströmen. Bei 11 Grad Temperatur innerhalb des schwarzen Kastens schaltet die Heizung wie gesagt ab.

Dritte Besonderheit ist das dicke Kabel zur elektrischen Winde, die mit 425 Ampere abgesichert ist und hoffentlich niemals mehr Strom ziehen möchte.
Da meine gesamte BMS-Abschalttechnik aus gutem Grund nur auf 250 Ampere ausgelegt ist kann ich die Winde natürlich nicht darüber laufen lassen. Das rote 75 Quadrat-Kabel geht deshalb innerhalb des Batteriekastens über die 425-A Sicherung direkt vom Pluspol der Lithiumbatterie zu einer Hochstrom-Steckverbindung, einem Schweissgerätestecker für 1100 Ampere. Aber dieser Verbraucher wird ja nur manuell und in sehr besonderen Fällen eingeschaltet. Ich muss während dieser Anwendung immer wieder manuell messen, ob ein weiterer Windeneinsatz für die Batterie verträglich ist.

Verbaute Messtechnik: Ein Thermosensor im Batterieraum steuert den Votronik Ladebooster und sorgt für eine Reduktion des Ladestromes bei Batterietemperatur unter 10 Grad. Dann gibt es den oben erwähnten Temperaturschalter für die Batterieheizung und die drei Temperatursensoren für das BMS. Ich habe auch bei Lisunenergy gekauft und die dort verwendeten BMS-Platinen auf den Zellen montiert.

Ein weiterer Sensor ermöglicht mir die Temperaturanzeige am Batteriecomputer, der zur Strommessung auch noch einen Shunt mit Verstärker benötigt, ebenfalls in dem wasserdichten Batteriegehäuse eingebaut. Und schlussendlich habe ich auch noch 5 sehr dünne Kabel herausgeführt, mit denen ich alle 4 Zellen direkt ansprechen kann und einen Cell-log anschließe. Allerdings nicht dauerhaft angeschlossen sondern für jede Messung extra eingesteckt. Die sehr-dünnen Kabel dienen als Kurzschluss-Sicherung. Bei versehentlichem Kurzschluss brennen sie durch und müssen dann neu verlegt werde. Mühsam, aber besser als ein Schaden sonst wo.

Nun ist das Platzangebot unter dem Beifahrersitz recht knapp und größer hätte ich die PVC-Kiste nicht bauen können. Konsequenz: in dem kleinen Nebenraum links der Winstonzellen, der für die Verdrahtung, Sicherungen, etc reserviert ist geht es sehr eng zu. Ein Eingriff mit der Hand ist gerade noch möglich. Sicher suboptimal, aber anders nicht umsetzbar.

Die ganze Kiste hat außen drei Hochstromanschlüsse: Rechts bzw. in Fahrtrichtung vorne der mit einer roten Gummikappe verschlossene Windenanschluss. Links die Batterieanschlüsse: Hinten der Masseanschluss auf kurzem Weg direkt an das dicke Eisen des Fahrgestells, vorne der Plus-Ausgang der Batterie. Die beiden M12 Schraubbolzen der Batterieanschlüsse sind aus Messing, da ich in Datenblättern gesehen habe, dass V2A eine grottenschlechte Stromleitfähigkeit besitzt und sich ziemlich erwärmen würde. Auf dem Bild rechts vom Pluspol sieht man den Nippel für die Druckluft.
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Bisher, knapp ein Jahr lang, funktioniert das ganze System korrekt. Der kleine Luftdruckerzeuger macht zwar ein deutlich hörbares Geräusch, das ich aber neben dem Fahrgeräusch des Autos ignorieren kann.

Sepp

Tinduck am 26 Feb 2019 16:52:59

Beachtlicher Aufwand, eindrucksvoll umgesetzt.

Und die Batterie hätte ganz und gar nicht in den geschützten Innenraum gepasst? Und sei es in der Wohnkiste?

bis denn,

Uwe

Stocki333 am 26 Feb 2019 19:02:24

Hallo Sepp
Das was du hier gebaut hast, ist schon ein bäriges Teil. Auch die Idee mit der Druckluft. Aber der Grund für die Heizfolien und der Aufwand den du damit getrieben hast, ist mir ein bischen rätselhaft. Wenn du schon in kalten Gebieten unterwegs ist, hätte ich die bei Bedarf händisch eingeschaltet. Und mach dir keine Sorgen wegen der Stromaufnahme der Winde. Ich starte von der Aufbaubatterie den 2.5l Diesel. Bei - 15 Grad genehmigt der sich auch 430A. Bin froh das System von Lars zu haben . Moderne Accus kämmen vielleicht auf die Idee mir eine Mail zu schicken. So nach dem Motto: Darfs ein bischen mehr sein.
Deine Ideen: Das hat was. Viel Spass damit
Liebe Grüsse Franz

:ironie:

seppr am 26 Feb 2019 19:44:56

Zur Frage, ob die Batterie nicht doch in den Aufbau gepasst hätte: Schwer.
An der beschriebenen Stelle war die ersten 8 Lebensjahre des Fahrzeugs eine Bleibatterie und der Innenausbau dieses relativ kleinen Wohnmobils (3x2 Meter Kabinenaußenmaß) wurde damals so geplant, dass die Aufbaubatterie innen keinen wertvollen Platz wegnimmt.

Zu der Idee mit der Druckluft. Die stammt nicht von mir sondern ist Standard bei den Differentialgetrieben in größeren Geländewagen. Unimogs haben das zum Beispiel, meines Wissens nicht Serie sondern bestellbares Zubehör.

Und das mit der Heizung. Einen Handschalter würde ich vergessen auszuschalten. Meine Lösung ist idiotensicher, ich bin in diesem Vergleich der Idiot.

Wer mit mir und Bremach virtuell auf Reise gehen möchte darf gerne hier im Explorermagazin schmökern. Ich habe viele Berichte geschrieben. Mir gefällt dieser am besten:
--> Link

Schöne Grüße

Sepp

lisunenergy am 27 Feb 2019 08:14:00

Was mit so einem Bausatz alles möglich ist, da komme ich sogar nicht darauf. Krasse Sonderlösung.

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