Umrüstung auf LiFePO4: Was muss ich beachten?

Lesen Sie im nachfolgenden Ratgeber die wichtigsten Antworten zu Fragen über Wohnmobil Lithium Batterien.

1. Was sind die Unterschiede zwischen Lithium und Bleibatterien?
2. Wann lohnt sich die Umrüstung des Wohnmobils auf Lithium Batterien?
3. Was muss ich bei der Umrüstung meines Wohnmobils auf Lithium Batterien beachten?
4. Laden von Lithium Batterien - die richtige Batteriepflege.

LiFePO4 - Lithium Batterie im Wohnmobil

Lithiumbatterien sind super und aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Jedes Handy, E-Bike, Notebook und Elektrofahrzeug wird inzwischen mit Lithium Akkus betrieben. Die Leistung dieser Akkus ist so überwältigend, dass ich all meine Elektrowerkzeuge vom Akkuschrauber, Schlagschrauber, Flex bis hin zur Kettensäge und neuerdings auch noch einer Kreissäge auf Akkuwerkzeuge mit Lithium Batterien umgestellt habe. Warum also solche Batterien nicht auch im Wohnmobil nutzen? Die Lithium Akkus lassen sich gut mit einem Sportler vergleichen, der nicht still sitzen kann. Genau das Gegenteil bietet der Bleiakku als übergewichtige Couch-Potato, die am liebsten gar nichts tut und immer schön am Landstrom ruht.

Bleibatterien - Das sind neben den Starterbatterien im Auto auch die GEL und AGM Batterien, da diese genauso aus Blei und Batteriesäure aufgebaut sind. Nur in der Art wie die Säure gebunden ist, unterscheiden sich AGM und GEL Akkus von den Nassbatterien. Auch die Zyklenfestigkeit lässt sich meistens durch das Medium ableiten. GEL Akkus hervorragend, AGM so mittelmäßig und die Säureakkus sind meist recht günstig mit entsprechend kurzer Lebensdauer.

1. Was sind die Unterschiede zwischen Lithium und Bleibatterien?

Bleibatterien sind an sich eine ganz tolle Erfindung. Sie können Energie speichern und über einen gewissen Zeitraum wieder abgeben. Bei Wohnmobilen sind sie als Versorgungsbatterien zur Überbrückung zwischen Stell- und Campingplätzen, mal abgesehen vom hohen Eigengewicht, eine gute Lösung. Ein bis zwei Zwischenübernachtungen überstehen die Akkus problemlos und auf dem Campingplatz wird der Akku dann wieder voll aufgeladen.

Soll jedoch das Wohnmobil bevorzugt autark genutzt werden und der Akku mit Solarstrom und während der Fahrt geladen werden - kommen einige Nachteile von Bleibatterien zum Vorschein, die sich Nachteilig auf das Batterieleben auswirken. 

Sulfatierung von Bleibatterien - einfach ausgedrückt kristallisiert die Sulfat-Schicht, wenn der Akku länger nicht vollgeladen wird. Sie löst sich dann auch nicht mehr und Kapazität geht verloren.

Zusammengefasst kann man folgendes sagen:

• Bleiakkus machen keine Probleme, wenn Sie nur kurz entladen und danach wieder aufgeladen werden. Am liebsten sind sie immer voll aufgeladen.
• Kleine Verbraucher mit niedrigen Strömen versorgen ist für Blei-Versorgungsbatterien auch kein Problem.

• Lange Nutzung ohne Vollladung ist schlecht und geht auf die Lebensdauer
• Hohe Entladeströme mit Wechselrichtern sind auch nicht gern gesehen.
• Für den Abbau der Sulfatschicht wird ein Mindestladestrom benötigt, das bringen Solaranlagen oft, wenn überhaupt, nur über die Mittagszeit.
• Um autark zu sein, braucht es viel Kapazität, das wirkt sich auf die Zuladung aus.

Lithium Batterien sind da anders

Blei: Bedingt durch die abnehmende Säurekonzentration bei der Entladung, sinkt bei der Bleibatterie mit sinkendem Ladezustand die Lust hohe Ströme bereitzustellen. Stellen Sie sich einen Schwamm vor: Am Anfang, wenn er mit Wasser vollgesaugt ist, trieft das Wasser förmlich von selbst heraus. Je leerer er wird, desto mehr muss man ihn auswringen.

LiFePo4: Ganz anders sind hier Lithium Batterien. Man könnte deren Nutzungsverhalten mit dem Wassertank im Wohnmobil vergleichen. Egal, wie voll der Tank ist, es steht immer der gleiche Wasserdruck am Hahn zur Verfügung. Erst wenn der Tank leer ist, kommt abrupt kein Wasser mehr. Wenn Sie dann eine Gießkanne mit Wasser nachfüllen, läuft wieder alles.

Mich interessiert am Abend nicht mehr, ob mein Akku am Tag voll wurde, sondern nur noch, ob die Restkapazität des Lithium-Akkus für die kommende Nacht ausreicht.

Dieser unwahrscheinliche Vorteil, dass Lithium Batterien schadlos einen Betrieb über mehrere Wochen ohne Vollladung überstehen, macht sie zur besten Batterie für autarke Wohnmobile.

In Verbindung mit einem Ladebooster oder Solaranlage lassen sich die Akkus hervorragend nachladen - egal wie hoch der Ladestrom ist. Die langen Absorptions-Ladezeiten, welche für Bleiakkus notwendig sind, fallen weg.

• Optimal mit kleinen Solaranlagen: Solange die Solaranlage über den Tag Ihren Strombedarf erzeugt, ist alles in Ordnung und kein Problem, wenn der Akku dabei nicht voll wird.
• Optimal mit dem Ladebooster: Kurze Fahrstrecken mit einem Ladebooster laden den Akku schnell nach. Dabei ist es kein Problem, dass der Akku nicht voll wird.

2. Wann lohnt sich die Umrüstung des Wohnmobils auf Lithium Batterien?

1. Unabhängigkeit von Landstrom. Laden der Akkus rein über Solar oder Lichtmaschine.
2. Gewichtseinsparung von 80% gegenüber Bleibatterien.
3. Mehr Kapazität auf kleinem Raum: Bis zu 300Ah voll nutzbare Kapazität unter einem Ducato Sitz!!
4. Hohe Entladeströme durch große Verbrauchern an kleinen Akkus.

Lithium Batterien sind Arbeitstiere. Sie haben sehr hohe Zyklenzahlen und können somit viel Kapazität (Strom) abgeben. Auch ein kleiner 100Ah Lithium Akku kann schon bis zu 200A Verbraucher mit Strom versorgen. Eine gleich große Bleibatterie schafft hier gerade mal 30A.

Wer das alles nicht nutzt, hat unnötig Geld ausgegeben. Wenn Sie im Jahr 6 Wochen unterwegs sind und die Zeit gerade am Landstrom auf Stell und Campingplätzen verbringen, werden Sie mit Bleiakkus günstiger unterwegs sein.

3. Was muss ich bei der Umrüstung meines Wohnmobils auf Lithium Batterien beachten?

Da Lithium- und Bleibatterien nahezu die gleiche Lade- und Entladeschlussspannung haben, können sie 1:1 gegen Bleiakkus ersetzt werden. Einzig die Ladegeräte müssen noch auf die passende Ladespannung eingestellt werden. Bei Akkus von BullTron und Liontron verlangen die Hersteller eine Ladespannung von 14.2V -14,6V bei Victron sind es 14,2 - 14,5 Volt.

In der Regel wird diese Spannung in der Blei-Säure Einstellung des Ladegeräts erreicht. Dies ist auch die beste Kennlinie für Lithium Batterien, da hier die Absorptionsladung am kürzesten ist.

Muss ich das 230V Netzladegerät austauschen?

Für das reine Aufladen der Akkus kann jedes werkseitig im Wohnmobil verbaute Ladegerät weiterbenutzt werden. Mögliches Nutzungsverhalten: Sie kommen am Abend mit leeren Akkus auf den Stellplatz und stecken 230V Landstrom an, laden die Akkus über Nacht auf und fahren am nächsten Morgen weiter um dann wieder ein paar Tage ohne Landstrom zu übernachten. Oder Sie laden die Akkus mit einem Generator nach, wenn der Solarstrom nicht ausreicht. Dabei müssen Sie den Generator nicht so lange laufen lassen bis die Batterie voll ist - sondern nur so lange, dass der Strom reicht, bis die Solarmodule wieder genug Sonne haben um arbeiten zu können.

Beides ist kein Problem und Ladegeräte müssen nicht getauscht werden.

• Mein Ladegerät hat aber keine Lithium-Kennlinie? Das macht nichts, wichtig ist die Ladespannung, die das Ladegerät liefert.

Wenn das Wohnmobil über Wochen am Landstrom angeschlossen sein muss, empfehle ich Ladegeräte, die sich in der Ladeerhaltungsspannung einstellen lassen. So dass Akku "leicht entladen" oder anders gesagt "nicht ganz voll" gehalten wird. Leider können das nur die wenigsten Ladegeräte im Wohnmobil und dann sollte auf ein passendes Ladegerät umgerüstet werden.

LiFePO4 und Ladebooster - Ja oder Nein?

"Lithiumbatterien haben einen geringen Innenwiderstand und ziehen deshalb alles, was sie an Strom bekommen können. Darum werden Lichtmaschinen überlastet und die Kabel können brennen."
Diese Aussage ist so nicht richtig!

Wenn Sie ein Wohnmobil mit einem normalen Elektroblock von Schaudt, Calira, CBE, Toptron besitzen, wird es keine Probleme geben. Die Lichtmaschine kann gar nicht überlastet werden, da die Absicherung der Ladeleitung von der Starterbatterie nur 40-60A beträgt. Diese Sicherung dient auch zum Schutz des Kabels. Was passiert also, wenn die Lithiumbatterie einen zu hohen Ladestrom aufnehmen würde?

Richtig, die Sicherung würde durchbrennen, ohne dass ein Schaden am Fahrzeug entsteht. Unzählige Wohnmobile, die wir inzwischen mit Lithium Batterien ausgestattet haben, bestätigen dies. Eher haben wir das Problem, dass der Ladestrom zu niedrig ist, oder noch schlimmer, dass die Lithiumbatterie während der Fahrt entladen wird. Viele Fahrzeuge ab Euro 6 haben geregelte Lichtmaschinen, die Ladespannung der Lichtmaschine wird nach einer gewissen Fahrzeit abgesenkt. Da Lithium Akkus eine höhere Spannung haben, fließt dann Strom zurück zur Starterbatterie. Hier hilft dann ein Ladebooster.

Ladebooster bis 30A können einfach in die originale Verkabelung integriert werden. Ich empfehle wegen der hohen Zuverlässigkeit und dem lüfterlosen Aufbau Ladebooster von Victorn Energy: Orion TR Smart 30A.

Ist schon ein Ladebooster von Schaudt eingebaut, dann diesen bitte auf Nass-Batterien einstellen, wenn Sie eine Lithiumbatterie einbauen. Der Booster würde in der LiFePO4 Kennlinie nur noch mit Festspannung 14,4V laden, was deutlich schlechter ist, als wenn er den Akku nach Vollladung auf 13,8V Erhaltungsspannung hält.

Laderegler der PV Anlage

Der Solarladeregler sorgt jeden Tag dafür, dass der Akku voll aufgeladen wird. Für den Urlaubsbetrieb ist das super, aber wenn das Wohnmobil über Wochen ungenutzt zu Hause steht, muss man aufpassen.

Wenn das Fahrzeug zu Hause im Freien steht und nicht benutzt wird, sollte der Solarregler abgeschaltet und der Akku vom Bordnetz getrennt werden. Ist dies nicht möglich, sollte ein programmierbares Gerät eingesetzt werden, mit dem man einfach die Ladespannung so weit heruntersetzen kann, dass der Akku in einem entspannten Ladezustand gehalten wird.

Am besten ist immer den Akku vom Bordnetz zu trennen, wenn er nicht benutzt wird, dann kann nichts den Akku aus Versehen entladen oder ständig voll halten.

Ich empfehle Solar-Laderegler von Victron Energy in der SmartSolar Ausführung. Das bedeutet, dass diese Geräte Bluetooth integriert haben und einfach mit dem Smartphone programmiert werden können.

4. Laden von Lithium Batterien - die richtige Batteriepflege

LiFePO4 Batterien richtig laden ist kein großes Problem. Hier reicht es meistens die Ladegeräte auf eine Blei-Säure Kennlinie einzustellen, mit der der Akku dann auf 14,4V geladen wird. Danach erfolgt dann die Ladeerhaltung mit 13,8V, was für die meisten Wohnmobil Lithium Batterien kein Problem darstellt.

Der große Unterschied von LiFePO4 Akkus zu AGM und GEL Batterien besteht jedoch darin, dass die Lithium Batterien es gerne nicht ganz voll haben. Genau darum eigenen sich LifePO4-Akkus auch so gut für autarke Anwendungen.

Wird das Wohnmobil also über einen längeren Zeitraum nicht benutzt, sollte man die Batterien am besten mit einem Trennschalter vom Bordnetz trennen. Ist noch eine Solaranlage installiert, sollte auch diese über einen Schalter in der Solarleitung (zwischen Modul und Regler) abgeschaltet werden. (Victron SmartSolar Laderegler können einfach per App abgeschaltet werden!

ACHTUNG: Um sicherzugehen, dass der Akku auch einen optimalen Ladezustand hat, sollte der Akku vor dem Abschalten auf jeden Fall einmal ganz aufgeladen werden, und dann leicht entladen werden, bis die Spannung auf 13,3 abgefallen ist.

Kann das Bordnetz aus verschiedenen Gründen nicht abgeschaltet werden, empfehle ich ein Ladegerät zu verwenden, dass in der Ladeerhaltungsspannung angepasst werden kann. Ich empfehle die BlueSmart IP22 Ladegeräte und Solarladeregler von Victron Energy. Diese lassen sich per App einfach programmieren und so optimal einstellen. Nachfolgend ein Link zu einem ausführlichern Artikel über das Laden von Lihtium Batterien: