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LifePo4 Batteriepack

Ablaufplan für die Erstellung einer LifePo4 Batterie

Erste Schritte zur Erstellung einer 320 Ah starken Wohnmobilbatterie

Wir wollen eine LifePo4 Batterie selber bauen, hier der ersten Schritt, Sammeln von Informationen. Was wird alles benötigt wird und wie muss alles zusammengefügt werden? Aber im Vorfeld ein paar Informationen zu meiner Person. Ich habe im Verlauf meiner beruflichen Laufbahn diverse Dinge im elektronischen Bereich gelernt. Angefangen bei meiner Schulausbildung, welche eine Berufsfachschule in Elektrotechnik beinhaltete, weiter über meinen militärischen Werdegang bei dem ich unter anderem für die Reparatur von Radargeräten ausgebildet wurde  bis zu meiner heutigen Tätigkeit im Bereich der IT, habe ich über Jahre immer mit Elektrotechnik zu tun gehabt.

Last euch nicht abschrecken 

Ich will hiermit nicht sagen, dass ohne diese Dinge man lieber die Finger von dem Bau einer LifePo4 Batterie lassen sollte aber es hilft doch ungemein.  Im weiteren Verlauf werde ich besonders bei der Absicherung der großen Ströme und der Anbindung an das 230 V Netz des Wohnmobils auf die Expertise von befreundeten Elektrikern zurückgreifen.

Warum eigentlich eine LiFePO4 Batterie selber bauen?

Sicherheit bei der LiFePO4 Batterie

Der hauptsächliche Vorteil dieser Variante des Lithium-Akkus ist, dass er bei einem Kurzschluss nicht thermisch „durchgeht“, er kann sich also nicht selbst entflammen, was durchaus bei Laptop- oder Handy-Akkus ja schon berichtet wurde. Diese Tatsache ist den Ingenieuren aus Kumamoto gelungen, weil sie in dem Akku eine Art „Sicherheitsschicht“ eingebaut haben.

Doch warum sind Lithium-Akkus so beliebt? Die Antwort ist eigentlich ganz einfach: Lithium-Akkus haben eine deutlich höhere Energiedichte als sämtliche anderen Akku-Varianten. Das bedeutet, dass sie mehr Energie in kleinerem Volumen speichern können. Außerdem können sie die gesamte Akku-Kapazität nutzen, während bei einem Blei-Akku nur ca. 50-60% der Kapazität genutzt werden können.

Höhere Leistung der LiFePO4

Ein weiterer Vorteil von Lithium-Akkus ist, dass sie höhere Ladeströme aufnehmen und auch höhere Ströme liefern können. Das ist besonders wichtig, wenn man sein Wohnmobil hauptsächlich mit Strom autark betreiben will. Des Weiteren fällt die Spannung bei einer LiFePO4-Zelle (der am häufigsten verwendeten Lithium-Zelle) erst kurz vor der kompletten Entladung ab. Das bedeutet, dass man die Zelle bis zu ihrer vollständigen Entladung nutzen kann, ohne dass die Spannung stark abfällt.

Last but not least ist eine LiFePO4 bei gleicher Kapazität viel leichter und hat mehr Ladezyklen und somit eine viel längere Lebensdauer als jede andere Art von Batterien. Somit sind sie am Ende die bessere Investition.

Wir wollen eine LifePo4 Batterie selber bauen, dann findet ihr hier die notwendigen Komponenten

  1. 4x LifePo4 Batterien 320 Ah 3,2 V haben im Sept. 2021 552 Euro gekostet. Bitte zwingend einen Lieferanten wählen der schon länger am Markt ist.
  2.  Daly Smart BMS für LifoPo4 4S mit Bluetoothadapter um später die fertige Batterie überwachen zu können. https://de.aliexpress.com/item/1005001803913333.html?spm=a2g0o.order_list.0.0.21ef5c5fAMCsop&gatewayAdapt=glo2deu
  3. 1 Satz Sammelschienen a 4 Stück aus Kupfer passend zu den Stehbolzen der Batterien. Hierbei muss der Durchmesser der Bolzen und der Abstand der Bolzen im Paket berücksichtigt werden. https://de.aliexpress.com/item/1005002646124459.html?spm=a2g0o.order_list.0.0.21ef5c5fAMCsop&gatewayAdapt=glo2deu
  4. Ein ausreichend großer Wechselrichter welcher die gewünschte Leistung ( Föhn 1500 W ) bringt und nicht gleich an seine Grenze kommt. https://de.aliexpress.com/item/4000512876645.html?spm=a2g0o.order_list.0.0.21ef5c5fAMCsop&gatewayAdapt=glo2deu
Es folgt eine Liste mit Werkzeugen und Kleinteilen die mit Affilatelinks versehen sind, die wenn ihr darüber einkauft mich ein wenig unterstützen aber euren Einkauf nicht teurer machen:
Werkzeuge und Kleinteile Affiliate Link
Ladegerät für das Laden der Batterie. Dieses muss für LifePo4 Batterien geeignet sein und möglichst viel Power haben.
Nicht notwendig aber ratsam ist ein Labornetzteil mit mindestens 15V Ausgangsspannung und 5 - 10A Ausgangsstrom
Multimeter mit integriertem Amperemeter hiermit können dann nicht nur die jeweiligen Spannungen an den Zellen gemessen werden sondern im späteren Verlauf auch die Ströme sowohl unter Last als auch beim Laden. Das von mir vorgeschlagene Multimeter dem HT206D von Mayilon hat zusätzlich noch die Möglichkeit Temperatur zu messen.
Schrumpfschläuche z.B. diese:
Kabelschuhe mit der passenden Crimpzange. Hierbei ist darauf zu achten, wie auch im Video erwähnt, dass die Ringösen auch auf die Stehbolzen der Batterien passen und für einen kleinen Kabelquerschnitt geeignet sind.
Aderendhülsen sollten auch vorhanden sein und dazu die passende Zange.
Hinzu kommt eine Abisolierzange welche einstellbar ist um genau die richte Länge des Kabels ab zu isolieren.
Crimpzange für die Kabel, mit einem größeren Durchmesser, die zum Booster und zum Gleichrichter führen, mit den richtigen Kabelschuhen versehen zu können.

Ein guter Campingstuhl ist ein unverzichtbares Utensil für alle, die gerne campen. Doch welcher ist der beste für dich?

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Material ist gekommen was nun?

Batterien auf ihren Zustand prüfen. Hierzu gehört, haben die Batterien äußere Beschädigungen. Sind die Poole zerkratzt. Haben  die Module eine QR-Code. Sind die Module übermäßig bauchig.  Wenn es hierzu noch Fragen gibt schaut bitte in das o.g. YouTube Video. Dort wird noch einmal genau erklärt worauf man achten muss.

 In meinem Fall waren die Batterien nicht übermäßig bauchig, sie hatten keine zerkratzten Poole und hatten alle vier fast genau die gleiche Spannung bei der Lieferung. Somit habe ich mich für mich entschieden, die Batterien weiter zu verwenden und damit zu beginnen diese für die erste Ladung vor zu bereiten.

Was hätte ich bei der Beschaffung anders gemacht?

Beim Kauf der Batterien hatte ich nur die Möglichkeit diese in Deutschland oder in China zu kaufen. Im September 2021 waren die Preisunterschiede allerdings erheblich. Somit habe ich mich mit einer Lieferzeit von ca. 6 Wochen angefreundet. Hier durch habe ich ca. 250 Euro gespart. 

Das BMS von Daly wurde von mir so gewählt, dass es mit 200A und ca. 13V eine Leistung von ungefähr 2600W zur Verfügung stellt und damit jedes Gerät welches über 230V betrieben werden soll versorgen kann.

Für was ist ein Wechselrichter in einem Wohnmobil notwendig? Er wird benötigt um auch ohne Landanschluss im Fahrzeug 230V zur Verfügung zu haben.

Beim Kauf des Wechselrichters habe ich mich für ein leistungsstarkes Gerät entschieden, welches wenig Komfort bietet. Bei den teuren, modernen Invertern ist eine Fernbedienbarkeit (Schalter z.B. in der Küche) möglich. Außerdem kann man mit einer AP die Leistung welche abgegeben wird beobachten. Dies war für uns nicht wichtig, sollte aber bei der Beschaffung bedacht werden.

In unserem Fall wird man die Sitzbank hochklappen müssen um den Wechselrichter einschalten zu können. Auch die Leistungsdaten wird man nur mit geöffneter Sitzbank ablesen können.

Stand 24.08.2022 das Problem mit der Fernbedienbarkeit wurde gelöst. Ich habe einfach einen Chelly 1 in den Wechselrichter eingebaut, damit wir nicht jedes mal, wenn wir den Wechselrichter einschalten wollen, die Sitzbank öffnen müssen. Hierzu wurde dieser auf 12V umgestellt und dann statt des normalen Schalters eingesetzt. 

Shelly1 als Fernbedienung

Jetzt können mit der Shelly- AP die 230 V eingeschaltet werden und was noch viel besser ist, ich kann damit den Zeitraum definieren bis er sich spätestens wieder automatisch abschaltet.

Ich glaube dafür wären viele andere Camper dankbar wenn sich der Wechselrichter nach einer gewissen Zeit wieder ausschalten würde. Wenn man ihn vergisst, holt er sich  die ganze Zeit Strom aus der Batterie und zieht, im schlimmsten Falle, auf diese Art die Batterie leer. Dies passiert natürlich immer dann, wenn es total ungünstig ist, zum Beispiel in der Nacht. Wie war das noch, ( Habe ich das Bügeleisen aus gemacht!?!? ) das kennt ja jeder wenn er das Haus verlassen hat.

Das erste Video über die Vorbereitungen.

Zum einen guten Start in den Tag gehört für die Meisten ein guter Kaffee dazu. Dennoch ist es nicht immer einfach, unterwegs an eine gute Tasse Kaffee zu kommen.

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Erst die Batterie laden und dann das Wohnmobil über das idSWITCH LMP1218-PWM mit Strom versorgen

Bevor Energy aus dieser Batterie entnommen werden kann muss diese erst einmal geladen werden.  Da diese LifePo4 Batterie 320 Ah haben wird, ist es möglich sie mit ca. 150 A laden zu können. Welche Möglichkeiten bietet der Pilote P 740 FGJ serienmäßig. Der verbaute Elektroblock ist der der idSWITCH LMP1218-PWM. Die Anleitung für diesen Elektroblock findet ihr hier. Der Elektroblock muss zwingend auf eine Lithiumbatterie eingestellt werden.
  1. Laden über den Landanschluss mit 12V und 18A. Hierbei wird nur durch das Laden der Batterie mit dem in das LMP1218-PWM verbaute Ladegerät ca. 1A aus dem Stromnetz gezogen.
  2. Laden über die 120 W Solaranlage mit der der zusätzlichen Option eines Monokristallinen Solarpanel 100W, welches der Sonne zugewandt aufgebaut werden kann, mit bis zu  200W die Batterie zu laden. Für den Anschluss verwende ich einen freien Anschluss an der idSWITCH. 15A ist der maximale Strom mit dem hier geladen werden kann.
  3. Laden über die Lichtmaschine mit dem serienmäßig vorhandenen Booster möglich.  Die Dipschalter 3+4 müssen auf ein und aus stehen um den Elektroblock auf LifePo4 zu stellen.

Gleichzeitiges Laden ist wie folgt möglich:

Quelle
230V Stromversorgung
X
X
X
Solarpanel
X
X
X
X
Lichtmaschine (Motorbatterie)
X
X
X
Priorität der ausgewählten Quelle
230V Strom- versorgung + Solarpanel
230V Strom- versorgung + Solarpanel
230 V Strom- versorgung
Lichtmaschine + Solarpanel
Solarpanel

Holz ist gekauft, Zeichnung vorhanden jetzt kann die Batteriebox gebaut werden

Um eine Box passend zu den Batteriemodulen bauen zu können ist es natürlich notwendig zu wissen wo die Batterie untergebracht werden kann. Zur Not ist es auch möglich diese Module im liegen zu verbauen.

An den beiden Seitenwänden sollen das BMS und der Gleichrichter angebaut werden um kurze Kabelwege sicher zu stellen.

Download der SketchUp- Zeichnung ist hier möglich.

LifePo4 Batteriebox
LifePo Eigenbau
LifePo Eigenbau
LifePo im Gehäuse
LifePo4 im Gehäuse ohne Deckel

An dieser Stelle soll die LifePo4 mit den Anbauteilen untergebracht werden

Hierzu muss in der Sitzbank auf der Fahrerseite die mitgelieferte AGM-Batterie 100 Ah ca. 30 Kg entfern werden und  meine Konstruktion (BMS, Batterie 320Ah und Gleichrichter) zusammen ca. 25 Kg eingebaut werden. 

Elektroblock Beifahrerseite Pilote P 740 FGJ
AGM Batterie in Sitzbank Pilote P740 FGJ
Sitzbank Pilote P 740 FGJ Beifahrerseite

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Überwachung der selber gebauten LifePO4 Batterie

Wer zusätzlich zur AP welche das BMS zur Verfügung stellt, noch eine physikalische Überwachung mittels eines Schunts haben möchte, kann dies mittels eines Batteriemonitors erreichen. Ich bin mir nicht klar, ob ich dies zusätzlich ins Wohnmobil einbauen werde, trotzdem möchte ich euch hier ein paar mögliche Lösungen vorschlagen. Hierbei bitte immer auf den maximalen Strom achten, der gemessen und ausgewertet werden soll.

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LiFePO4 als Powerstation auf unserer Fahrt zum Caravan Salon Düsseldorf

Wie ihr wisst ist unser Pilote P 740 FGJ leider immer noch nicht geliefert worden. Somit sind wir mit einem Leihfahrzeug nach Düsseldorf gefahren. Da sich in diesem kein Gleichrichter befand, es auf den dem P1 in den meisten Fällen kein Strom gibt, habe ich kurzer Hand das fertige Batteriepaket zu einer Powerstation umgebaut.

Somit hatten wir ca. 4,5 KW/h als Batterie an Board. Diese habe ich mit 4 x USB a 2,4 A und 2 x 12V Dosen ausgestattet und zusätzlich war ja auch unser 3000 W Gleichrichter mit dabei.

Nachdem wir fünf Tage ohne Stromanschluss unterwegs waren, standen uns am Ende der Fahrt noch ca. 83 % der Ladekapazität zur Verfügung.

In dieser Zeit wurde mit dieser Powerstation Kaffee gekocht, Haare geföhnt und diverse mobile Geräte betrieben.

Alle anderen Geräte wie Wasserpumpe und Beleuchtung wurden natürlich von der eingebauten Batterie gespeist.

Power Station selber bauen
Powerstation selber bauen mit USB und 12V Anschlüssen

Nach dieser Reise werde ich diese Konstruktion wieder in seine Einzelteile zerlegen um diese dann später in unserem Wohnmobil zu verwenden.

Auch die 230 V Anschlüsse inkl. Fi- Schaltung und Netzvorrangschaltung sind von mir schon für den Einbau in unser Wohnmobil vorbereitet worden. Hierzu mehr später hier.

 

LifePo4 Powerstation selber bauen und als Notstromversorgung verwenden

Wir haben uns jetzt doch entschlossen das Batteriepaket erst einmal so zu lassen und bis unser Wohnmobil kommt als Notstromversorgung zu verwenden.

Hierzu werde ich jetzt noch die Möglichkeit schaffen das Paket mit Photovoltaik aufladen zu können. Wie wir dies umsetzen und welche Produkte wir hierzu verwenden folgt demnächst an dieser Stelle.

Das Ziel soll sein, eine Powerstation mit 4,5 Kw/h mit diversen Lade- und Entlademöglichkeiten zu besitzen, um für den Fall der Fälle gerüstet zu sein.

Trotzdem soll natürlich das Batteriepack später in unser Wohnmobil verbaut werden.

Wenn du Interesse an Tests oder Kaufempfehlung von Campingzubehör hast, dann schaue doch mal in unserem Testbereich vorbei

Natürlich möchte ich auch erwähnen dass ich mir natürlich auch Informationen aus YouTube beschafft habe, hier der Link zum LifePo4 Batterie selber bauen: https://www.youtube.com/watch?v=F0Ot7JOR2VM&list=PLokHDp8dvsGWbQ6-ZmEh0JHLiCGGZ25Ox&index=2&t=1912s

Wenn du Geschenke für Campingfreunde suchst, dann findest du hier Campingzubehör, welches wir empfehlen können, in den unterschiedlichsten Preislagen

Letzte Aktualisierung am 28.02.2024 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API 1. Der angezeigte Preis könnte seit Ihrer letzten Aktualisierung gestiegen sein. 2. Der Verkauf erfolgt zu dem Preis, den der Verkäufer zum Zeitpunkt des Kaufs auf seiner Website für das Produkt angibt. 3. Es ist technisch nicht möglich, die angezeigten Preise in Echtzeit zu aktualisieren.

Dieser Beitrag hat 4 Kommentare

  1. Merkle

    Hallo, mich stellt nur die Frage beim bms und ballacer wieviel amp muss ich da wählen , da gehen die Preise durch die Decke bei mehr amp….wenn ich eine bauen will mit 280 bis 320 amp welchen brauche ich da genau dazu?¿.

    1. Stefan

      Für 999 Euro solltest du den Bestseller 3 oder vergleichbar kaufen: https://amzn.to/3T4wQyV
      Beim BMS geht es um die Spitzenbelastung über einen Wechselrichter.
      Bei einer Dauerbelastung von 2000 W über den Wechselrichter werden 150 A für den Wechselrichter plus alle anderen Verbraucher die nicht über den Wechselrichter laufen benötigt.
      Somit wir ein S4 mit 200A gebraucht um eine gewisse Sicherheit zu haben. Dies wäre dann dieses BMS https://amzn.to/3VvXsux oder vergleichbar. Auf einen Balancer habe ich verzichtet da meine 4 Batterien nicht auseinander triften. Hier gehen die Cellen nur in der 2 Stelle hinter dem Komma auseinander.
      Ich hoffe ich konnte damit helfen.
      Stefan

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