Supervolt LiFePo 150 Ah mit Victron DCDC-Wandler und MPPT-Regler im Beach 6.1

[BulliTraum2020]

Ausbau und Upgrade einer AGM Batterie zu einer 150 Ah LiFePo Batterie

Die ursprünglich installierte 75 Ah AGM Batterie, die inzwischen vier Jahre alt ist, hat erhebliche

Kapazitätsverluste erlitten. Dies führte dazu, dass sie nach einer einzigen Nacht mit der Standheizung

entladen war und ein regnerischer Tag nicht genügend Solarenergie lieferte, um eine weitere warme

Nacht zu gewährleisten. Ein Upgrade war daher erforderlich, und anstatt erneut eine AGM Batterie

einzubauen, entschied ich mich für ein umfassenderes Upgrade.

 

Abbildung 1: original 75 Ah AGM Batterie mit seitlich angebautem WRM 15 MPPT-Regler

 

Damit wir zukünftig auch unsere E-Bikes laden können sollte es eine entsprechend große Batterie

werden. Hierbei stieß ich auf den Beitrag, dass die 150 Ah LiFePo von Supervolt durchaus unter dem

Fahrersitz des T6.1 Platz finden kann.

Die 150 Ah reichen so gerade eben aus, denn ein E-Bike Akku hat 700/800 Wh, wodurch ca. 54/62 Ah

benötigt werden für eine vollständige Ladung (der 700 Wh Akku hat von „leer“ auf voll 42 Ah gezogen).

Hierfür lässt sich der original verbaute Wechselrichter nutzen (max. 500 Watt Leistung kann abgerufen

werden), welcher scheinbar sehr effizient arbeitet.

Die Supervolt Batterie kam sehr zügig an und war super verpackt, auch die Kommunikation lief sehr

gut ab, sodass ich den Shop nur empfehlen kann.

Installationsprozess und Anpassungen

Für den Umbau muss der Sitz entfernt und die Starterbatterie abgeklemmt werden. Die gesamte

Sitzkonsole sollte entfernt werden, damit man sauber arbeiten kann. Am Ende ist es schneller und

besser, daher kann ich jedem nur empfehlen den kleinen Mehraufwand auf sich zu nehmen.Entsprechend alle Sicherungshalter lösen und das Gestell an den vier Ecken losschrauben sowie die

Handbremse vom Sitzgestell lösen, hierfür muss die Verkleidung nach vorne abgezogen und zwei

Schrauben gelöst werden.

 

Abbildung 2: Batterie ausgebaut

 

Abbildung 3: Sitzgestellt und Handbremse demontiert; links

hinten – selbstverlegte 16 mm² Kabel für Wasserpumpe, Boiler

und Licht; rechts hinten – Kabel von den Solarmodulen

 

Abbildung 4: Das Batterieblech ist hinten verschraubt und insgesamt an 6 Stellen Punktverschweißt

 

Die verschweißten Punkte habe ich aufgebohrt, sodass das Blech einzeln bearbeitet werden kann.

Rechts und links müssen die Seiten abgeflext werden, damit die breitere Batterie passt. Am Gestell

muss das seitliche sehr dünne Blech im unteren Bereich leicht ausgenommen werden.

 

Abbildung 5: fertig bearbeitetes Batterieblech

 

Abbildung 6: Eingebautes Batterieblech inkl. Konsole

 

Etwas Farbe auf das blanke Blech und noch 4 Einnietmuttern in das Gestell gebracht (für die spätere Strebe, an welcher MPPT und DCDC-Wandler angebracht werden) konnte alles wieder zurückgebaut werden.

Durch das genormte H8 Gehäuse passt die Supervolt Batterie perfekt in die vorhandene (bearbeitete) Halterung. An der Batterie mussten lediglich die Vertiefungen etwas bearbeitet werden, damit diese

sauber in das Blech eingreifen. Hierdurch sitzt die Batterie perfekt vorne und hinten festgezogen in der Halterung.

 

Abbildung 7: Supervolt-Batterie mit bearbeiteten Vertiefungen

 

Die Höhe ist gleich zur alten Batterie und die Anschlüsse passen ebenfalls, wodurch es insgesamt

quasi Original aussieht.

 

Abbildung 8: eingebaute 150 Ah Supervolt-Batterie

 

Und Zack ist die Kapazität um das 2–4-fache gestiegen (je nach Rechnung, denn eine LiFePo sollte

möglichst zw. 20-80 % gehalten werden und eine AGM sollte möglichst nicht unter 40 % entladen

werden).

Da die neue Generation einen Ein-und Ausschalter bietet, wollte ich diesen ebenfalls noch sauber

integrieren. Leider wird dieser bereits angelötet geliefert, wodurch für einen sauberen Verbau in einer Bohrung die Lötverbindung erst gelöst und dann wieder angelötet werden muss. Hier besteht

Verbesserungspotential (hier soll die neuere Version steckbar sein).

 

 

Abbildung 9: fest verlöteter Ein- und Ausschalter; modifiziert und eingebaut

 

Abbildung 10: Abdeckung mit eingebautem Schalter leicht zu erreichen

 

Der Schalter verhindert nur das Laden bzw. starke Entladen der Batterie. An den Polen liegt im

ausgeschalteten Zustand eine Spannung von 550mV an, wodurch die originale LED-Beleuchtung an- und ausgeht. Hier hatte ich gehofft, dass die Batterie kpl. auszuschalten ist (hier wird wohl ab der neusten Generation BMS V7 ab Bj 12/24 wirklich abgeschaltet - ein Update meiner Batterie ist leider nicht mehr möglich).

Aufgrund der neuen LiFePo mit einer anderen Ladekennlinie als die originale AGM Starter- und

Aufbaubatterie muss das originale Trennrelais rausfliegen, denn dieses schließt Starter- und

Aufbaubatterie nur kurz, was zu einer nicht optimalen Ladespannung führt. Zusätzlich würde bei einer leeren LiFePo ein zu hoher Strom fließen. Eine AGM begrenzt diesen automatisch aufgrund des deutlich höheren Innenwiderstandes, eine LiFePo aber nicht.

 

Abbildung 11: das alte Trennrelais (rot eingekreist)

 

Statt Trennrelais habe ich einen DCDC Wandler von Victron verbaut. Entschieden habe ich mich für

den Orion XS 12/12-50A, da dieser extrem klein baut und unter dem Sitz wenig Platz ist. Die 150 Ah

soll max. mit 50 A geladen werden.

Der Wandler lässt nur den Stromfluss von Starterbatterie bzw. Lichtmaschine zur Aufbaubatterie zu.

Er hat eine automatische Motorlauferkennung und kann komplett individuell programmiert werden

(Ladestrom vorerst auf 30 A begrenzt). Ich konnte beobachten, dass der DCDC-Wandler teils nicht

lädt/abschaltet, wenn keine Leistung vom Auto verlangt wird. Mit der „Max. Laden“-Option beim T6.1 kann jedoch ein dauerhaftes Laden „erzwungen“ werden.

Hinzu kommt noch ein MPPT 100/20 für Einspeisung per Solar.

Beide Geräte können per Bluetooth ausgeschaltet werden, sodass keine Ladung der Batterie bei

normaler Benutzung stattfindet. Gerade dieses Feature finde ich perfekt, denn so kann ich die

Aufbaubatterie schonen und wirklich nur laden, wenn nötig.

Zur Befestigung habe ich ein Vierkantnutenprofil verbaut und konnte so eine saubere Installation

durchführen mit guter Belüftung.

 

Abbildung 12: verbauter MPPT-Regler und DCDC-Wandler

 

An den Lastausgang des MPPT-Reglers ist eine Sicherungsbox von Offgrid angeschlossen, sodass ich unter dem Sitz die Möglichkeit habe weitere Abnehmer einfach und abgesichert anzuschließen.

 

Abbildung 13: Sicherungsbox von Offgrid

 

Bei der Bestimmung des richtigen Kabelquerschnitts hilft der Rechner auf der Supervolt Seite.

Problematisch sind die originalen 25 mm² Kabel, beim Orion XS habe ich Stiftkabelschuhe für die 25

mm² genutzt. Diese mussten noch leicht abgeschliffen werden, damit diese vernünftig passen.

Eine entsprechende Kabelschere und Presse vorausgesetzt.

 

Abbildung 14: durchtrenntes 25 mm² Kabel

 

Abbildung 15: Anschluss am DCDC-Wandler

 

Der MPPT Regler lässt nur max. 10 mm² zu, aufgrund der kurzen Wege ausreichend, aber sollte

bedacht werden bei der Installation.

Die dicken Kabel erschweren die Installation und es ist schon sehr fummelig, aber mit Geduld und

Sorgfalt alles machbar.

Die Sicherungsbox ist lediglich unter den Sitz geklemmt für einen leichten Zugang. Alles andere ist fest verschraubt. Nun ist jedoch auch keinerlei Platz mehr vorhanden unter dem Fahrersitz. Die verbauten Komponenten und die 150 Ah Batterie von Supervolt werden mich nun hoffentlich die nächsten Jahr(zehnte) begleiten.

 

Abbildung 16: Verkabelung MPPT-Regler

 

Abbildung 17: Ansicht unter den Sitz

 

Das System ist so nun bereits über einen Monat in Betrieb und läuft einwandfrei. Die Absorptionsspannung des MPPT Reglers habe ich auf 13,25 V eingestellt, wodurch die Batterie auf 70-75 % geladen wird. Dies reicht für den normalen Betrieb aus und nur wenn wir wirklich die Akkus der e-Bikes laden wollen, lasse ich auf 100 % laden.

Ich gehe von ca. 20-50 Zyklen pro Jahr aus, wodurch die Batterie quasi 60 Jahre halten würde. Ich bin gespannt und berichte gerne. Die AGM hielt gerade einmal 4 Jahre mit den ständigen Zyklen, welche durch das VW Lademanagement verursacht werden.

Per VCDS habe ich noch den Batterietyp und Kapazität für die Aufbaubatterie angepasst, nun zeigt der Controller das doppelte der Zeit an, aber passt sich auch immer wieder an - sprich eine verlässliche Größe wie lange die Batterie noch hält ist dies nach wie vor nicht, aber hierfür gibt es die Supervolt App. Die Bluetooth-Verbindung zur Batterie ist sehr stabil und die Reichweite ist top, ebenso die Informationen, welche bereitgestellt werden.

Ein Abschalten der Heizung oder verbundenen Verbraucher seitens VW Controller konnte ich noch

nicht beobachten. Hier scheint sich der VW Controller zwar teils an der gezogenen und zugeflossenen Leistung bzgl. der verbleibenden Nutzungszeit zu orientieren aber ebenfalls an der Spannung, was zu der beschriebenen Anpassung führt. Ich habe keinerlei weitere Anpassungen an der internen Steuerung vorgenommen außer des Werte-Updates per VCDS, aber wir haben auch keinen originalen Landstromanschluss verbaut.

 

ich hoffe der Beitrag hilft bei der Entscheidung, ob sich ein Upgrade lohnt bzw. machbar ist

über Kommentare freue ich mich

 

Bearbeitet 17. Juni von BulliTraum2020
Ergänzung

[Tim_Jochen]

Halle @BulliTraum2020, 

 

sauber gearbeitet und sehr gut beschrieben, vielen Dank! 

 

Hast du den XS auch auf 13,25 V runtergeregelt für den "Normalbetrieb"? Meiner steht da derzeit auf 13,15 V, damit "dümpelt" die LiFePo4 bei mir laut BMS auf etwa 80 %. Ich habe aber auch keine fest verbaute Solarzellen, lade normal nur während der Fahrt. 

 

Viele Grüße, Jochen 

[BulliTraum2020]

Hallo Jochen,

den XS habe ich auf der normalen Kennlinie gelassen und habe beide Ladegeräte normalerweise immer aus. 
An der Aufbaubatterie hängt noch mein Verstärker, welcher im Betrieb 1-3A zieht (je nach Lautstärke).

 

Den XS nutze ich dann z.B. für längere Fahrten um die Batterie mal wieder voll zuladen, damit sich das BMS wieder richtig kalibriert. Es gibt zu viele kleine Ströme beim Bus, sodass es nach 2-3 Wochen keine korrekten Werte mehr anzeigt.

 

Lasse ich den MPPT Regler eingeschaltet so lädt er jeden Tag ca. 40 Wh rein bis die 13,25 V erreicht sind.

 

Verbaut ist es jetzt aber auch erst seit 4 Wochen und ich „übe“ noch bzw. beobachte und probiere rum 😅