FAQ: Überblick über die Optionen zur Batteriekapazitätserweiterung im GC

[snuggles]

1) Technischer Überblick über die Situation ab Werk

 

Der GC hat für viele Einsatzszenarien zu wenig Batteriekapazität an Bord. Für den Camperaufbau steht eine 92 Ah AGM-Batterie zur Verfügung, die allerdings bauartbedingt maximal zu 70% (besser 50%) entladen werden darf. Die nutzbare Kapazität liegt also bei 46-64 Ah. 

Als Anhaltspunkt: Kühlschrank und (Diesel-)heizung verbrauchen als Daumenwert im Mittel ca. jeweils 1A die Stunde, d.h. nach 24 Stunden sind 48A verbraucht und die AGM ist damit leer. Handyaufladen, Licht usw. sind da noch gar nicht berücksichtigt.

 

Leider verkompliziert das von VW gewählte Setup die Erweiterung der Batteriekapazität:

 

Anmerkung: Hier sind noch Fehler im Bild, die Starterbatterie sitzt unter dem Fahrersitz, der Stromverteiler mit dem roten Deckel hinter der Aufbaubatterie fehlt noch, die Steuerleitung zum KFG könnte man noch darstellen.

 

• Die AGM-Aufbaubatterie befindet sich im Motorraum und ist dort Feuchte und Temperaturschwankungen (-20° bis +60°) ausgesetzt. 
• Ab Werk ist kein Booster verbaut, sondern ein Trennrelais.
• Das Trennrelais erhält das Ansteuerungssignal vom KFG ("Kundenspezifisches Funktionssteuergerät"). Es wird nicht nur bei Motorlauf aktiviert, sondern auch, wenn der GC mit Landstrom verbunden wird. Dies dient der Aufladung der Starterbatterie.
• Der im Heck serienmäßig verbaute Hauptschalter versorgt nicht alle Aufbauverbraucher, einige sind stattdessen mit dem  Sicherungshalter "D" unter dem Fahrersitz verbunden. Dieser Sicherungshalter ist direkt über ein weiteres Kabel mit der Aufbaubatterie verbunden.
• Die Lichtmaschine liefert bei Motorlauf keine stabile Aufladekennlinie, sondern die Aufladung erfolgt über eine intelligente Euro6-konforme Laderegelung, die Aufladung wird im Normbetrieb bei 80% gestoppt. Bei Bergabfahrten oder Ausrollvorgängen kann so noch eine Rekuperation via Lichtmaschine in die Batterie erfolgen.
• Per "Ladetaste" kann eine Aufladung auf 100% erzwungen werden. Diese Anforderung muss nach jedem Motorneustart neu gegeben werden und lässt sich nicht dauerhaft aktivieren. Bei gedrückter Ladetaste wird auch die Leerlaufdrehzahl im Stand erhöht und die Start-Stop Automatik deaktiviert.
• Bei leerer AGM-Batterie liefert die Lichtmaschine Ladeströme >100A, bei fast voller AGM-Batterie steigt die Ladespannung auf >14,8 Volt.
• Ein D+-Signal (=Motorlauf) steht nicht zur Verfügung.
• Die Spannung der Aufbaubatterie sowie die ein- und ausgehenden Ströme werden via Mess-Shunt (sitzt am Minuspol) gemessen. Der Mess-Shunt überträgt die Daten an das KFG. Dieses berechnet aus den Daten die verbleibende Restkapazität und überträgt den Wert an die Camper-Unit im Innenraum zur Darstellung.

 

 

 

2) Optionen

 

	2. AGM	LFP im Technikschrank als Hybrid	LFP im Technik-schrank mit Booster	LFP im Technikschrank und Ersatz der AGM im Motorraum durch Leergehäuse und Verbau eines Boosters	LFP im Motorraum anstelle der AGM
erreichbare Nutzkapazität (70% bei AGM, 90% bei LFP)	130 Ah	155 Ah bis 335 Ah je nach Größe der LFP	155 Ah bis 335 Ah je nach Größe der LFP	90 Ah bis 270 Ah je nach Größe der LFP	90 Ah bis 140 Ah
Gewicht (im Vergleich zum Werkszustand)	+ 30 kg	+ 12 kg bis  + 36 kg	+ 14 kg bis + 38 kg	-15 kg bis +8 kg	-18 kg bis -15 kg
Installation	+	+	--	--	+
CU Kapa-Anzeige	+++	o (Funkioniert erst, wenn die LFP leer ist)	---	---	---
Weiternutzung Ladegerät	+++	++ (langsam)	---	++	++
Aufladung per LiMa	+++	- (Ladetaste)	+++	+++	- (Ladetaste) oder Umkodierung (Wechselwirkung mit Starterbatterie?)
Solarregler	+++	+++	- (nur LFP)	+++	+++
Auswahleinschränkungen der Zusatzbatterie	Möglichst gleiche AGM	Keine	Keine	Keine	klimatische Bedingungen problematisch Nicht jede LFP verwendbar (Ströme)
Kosten	ca. 200 €	ca. 500 € bis 3.000 €	ca. 700 € bis 3.200 €	ca. 750 € bis 8.000 €	ca. 750 € bis 1.100 €

 

 

a) Zweite AGM im Technikschrank

Hier ist die Idee, eine zusätzliche AGM-Batterie in einem der hinteren Schränke zu verbauen und technisch parallel zur vorhandenen zu schalten. 

Alles weitere zum Thema findet sich hier:

https://www.caliboard.de/topic/25920-verdopplung-der-batteriekapazität-im-gc-sparlösung-einbau-einer-2-batterie-im-stauschrank/page/19/

 

b) LFP im Technikschrank als Hybrid

Als Alternative zum Einbau einer zweiten AGM-Batterie kann man unter bestimmten Voraussetzungen auch eine LiFePo4-Batterie parallel zur vorhandenen AGM-Batterie verbauen.

https://www.caliboard.de/topic/34730-lifepo4-lfp-im-technikschrank-als-hybrid/

 

c) LFP im Technikschrank mit Booster

c1) Spannungsgesteuerter Booster

https://www.caliboard.de/topic/36696-lfp-im-stauschrank-mit-spannungsgesteuertem-ladebooster/

 

c2) Ladesignal ("D+") gesteuerter Booster

Anmerkung: Hier ist noch Work in Progress, einer der vielen Threads dazu ist dieser hier:

https://www.caliboard.de/topic/27731-nachrüstung-lifepo4-als-weitere-bordbatterie-idee-zur-diskussion/

 

 

d) LFP im Technikschrank und Ersatz der AGM im Motorraum durch Leergehäuse und Verbau eines Boosters

Die Königsdisziplin. Technisch die wohl beste Lösung, aber auch aufwändig zu realisieren.

https://www.caliboard.de/topic/32875-lfp-im-technikschrank-und-ersatz-der-agm-im-motorraum-durch-leergehäuse-und-verbau-eines-boosters/

 

e) LFP im Motorraum anstelle der AGM

Eine Umbauvariante stellt der Austausch der orginalen AGM durch eine LFP-Batterie im Motorraum dar. Hier gelten bestimmte Anforderungen an die verwendete Batterie, zusätzlich muss ein Steuergerät umcodiert werden. Die maximale Batteriekapazität ist durch den zur Verfügung stehenden Platz limitiert. 

https://www.caliboard.de/topic/34759-lfp-lifepo4-im-motorraum-anstelle-der-agm-inkl-umcodierung-der-steuergeräte/

 

 

f) Powerstation (mit / ohne Bordnetzintegration)

Eine Powerstation stellt ebenfalls eine Möglichkeit dar, mehr Batteriekapazität im GC mitzuführen. Entwickelt wurden diese Geräte allerdings für die mobile Nutzung, bei der Integration in das 12 Volt Bordnetz im GC gibt es einige Hürden. 

https://www.caliboard.de/topic/28715-powerstation-für-gc/

Ein allgemeiner Austausch zu den Boxen findet sich außerdem hier:

https://www.caliboard.de/topic/31670-powerstation-alles-rund-um-die-mobile-zusatzakkus/

 

g) Brennstoffzelle

Der Vollständigkeit halber wird hier auch die Brennstoffzelle erwähnt. Es handelt sich dabei nicht um eine weitere Variante zur Batteriekapazitätserweiterung, sondern um eine zusätzliche Option der Stromerzeugung. Die Brennstoffzelle erzeugt aus Methanol Strom und lässt sich so verbauen, dass sie automatisch die AGM-Batterie wieder auflädt, wenn deren Füllstand unter einen gewissen Stand fällt. Insofern ist sie für bestimmte Einsatzszenarien ggf. eine (hochpreisige) Alternative oder Ergänzung zu einer Erweiterung der Batteriekapazität.

https://www.caliboard.de/topic/27675-brennstoffzelle-im-grand-california/

 

[JonasHamburg]

Hi Snuggles, 

eine Mischung aus d und e wäre für mich am Sinnvollsten - also eine LFP in den Technikschrank bauen anstatt der bestehenden AGM im Motorraum. 

Gibt es da schon wen der das beschrieben hat? 

 

Lieber Gruß 

 

Jonas 

[snuggles]

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Hallo Jonas,

d) ist m. E. das Szenario, was du suchst. Verbau der LFP im Technikschrank und Entfernung der AGM im Motorraum. 

Genau dieses Szenario ist die Königsdisziplin und am aufwändigsten zu realisieren.

Es ist hier beschrieben:

https://www.caliboard.de/topic/32875-lfp-im-technikschrank-und-ersatz-der-agm-im-motorraum-durch-leergehäuse-und-verbau-eines-boosters

Anstelle in einem Leergehäuse im Motorraum ließe sich der Booster auch unter dem Fahrersitz verbauen - das hat aber noch niemand beschrieben.

 

Oder möchtest du die LFP im Technikschrank verbauen, die AGM im Motorraum entfernen und auf den Booster verzichten? Das hat wäre dann die Beschreibung von e) (hier muss ich erst noch aufräumen, wird später ergänzt), nur das ein anderer Einbauort gewählt wird. Die Ladetastenproblematik bleibt bei der Variante auch bestehen.

 

VG

snuggles

 

 

 

 

[salchow71]

Moin snuggles,

nun hat mir der Wohnmobil- Service meines Vertrauens davon abgeraten, z.B so etwas wie die VanVolt 185 Ah mit 200A Ladestrom zu verbauen, da er meint, dass die Anzahl von 5000 Ladezyklen niemals erreicht werden würde, es gibt noch keine Langzeiterprobung usw. Er rät dringend zum Verbau eines Ladeboosters und nimmt die Bulltron 165 Ah arctic, mit 100- max 150 Ah Ladestrom. Wir reden über das Szenario LiFePo4- Batterie anstelle der AGM im Motorraum. Er meinte, es sei genügend Platz vorhanden, dort auch den Ladebooster zu verbauen. Haben wir so ein vorgeschlagenes Schema schon gehabt? 

 

Viele Grüße Martin

 

p.s. ich hätte ihm ja auch so etwas wie einen Garantieausschluss nach Einbau der VanVolt unterschrieben, das akzeptieren die aber nicht...

Bearbeitet 1. Dezember 2023 von salchow71

[snuggles]

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Das ist Option d), nur das die LFP im Motorraum montiert wird, statt im Technikschrank.

Hat zwei Nachteile: 

- Platz begrenzt, damit auch die mögliche Kapazität

- Klimatische Bedingungen nicht optimal.

 

Wenn ein Booster verbaut wird, gibt es m. E. keinen Grund, die Batterie im Motorraum zu behalten. Da würde ich Variante d) komplett umsetzen (Leergehäuse vorne) oder stattdessen Variante c) realisieren (dritter Stromkreis, AGM bleibt). 

 

Ich verstehe die Logik des Ausbauers nicht: Wenn die Zyklenanzahl "niemals erreicht wird", ist das doch gut und nicht schlecht. Ich verstehe aber auch nicht, warum du für das bloße ersetzen der AGM gegen die LFP (wir sprechen ja dann über Variante e, oder?) einen Dienstleister brauchst.

 

Die reine Umsetzung erfordert ja wenig Fachkenntnis - falls es dir um Gewährleistung geht, dann kann natürlich der Dienstleister bestimmen, wofür er diese geben möchte.

 

VG

snuggles

 

[salchow71]

ja snuggles, vielen Dank;

ich lasse das jetzt mit der Vanvolt arctic bei VW cali profi-partner machen, weil mir die Lösung als am entspanntesten, dennoch zielführend, erscheint.

Grüße, Martin

[Tiffi79]

Ich möchte euch ein Video empfehlen, das zwar einen bestimmten Hersteller betrifft, aber mal eine Information vermittelt, was passiert, wenn Lithium Batterien ausserhalb der Spezifikationen der Zellen geladen werden. Bei Lithium egal ob eine LiFePo4 oder eine Powerstation mit Lithium irgendeiner Aufbauart. Der Temperaturbereich von Lithium Zellen für die Ladung liegt im Maximum zwischen 0 und 45 Grad Celsius. Egal was die Hersteller bzw. Vertreiber euch an Spezifikationen angeben. Vanvolt z.B. hat jetzt plötzlich bis 60 Grad auf ihren Spezifikationen, aber es gibt keinen Zellenlieferanten aus China, der das anbietet. 

 

Wenn ihr das Video gesehen habt, bedenkt folgendes, eine Heizung muss so ausgelegt werden, dass alle Zellen beheizt sind. Der Temperaturfühler muss dort sitzen, wo die zuletzt erwärmte Zelle positioniert ist. Das BMS darf Ladung erst dann zulassen, wenn der Temperaturfühler 5 Grad meldet. 

Dasselbe gilt im oberen Bereich, nur und jetzt kommt das Problem der Position im Motorraum. Der Temperaturfühler sitzt hier nicht plötzlich woanders. Die Batterie erwärmt sich aber unterschiedlich, Frontbereich in Fahrtrichtung wird schneller warm. Der Fühler jedoch misst nicht dort. Somit schaltet das BMS zu spät oder gar nicht aus und es wird munter weitergeladen. Vielleicht erklärt das etwas besser, warum immer wieder empfohlen wird, keine LiFePo4 im Motorraum zu verbauen.

[salchow71]

Vielen Dank, Tiffi, super erklärt!

Zu 96,2% werden wir allerdings in entspannten Temperaturbereich reisen, und ein, zwei Ausreißer der Außentemperatur nach unten muss die Batterie dann verkraften. Dafür habe ich auch keine 5.000 € auf der Uhr wie bei dem Reinbeker Umrüster, sondern 20%. Viele Grüße!

[Tiffi79]

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Je nach Produkt ist nach unten nicht meine grösste Sorge, sondern nach oben. Gehen wir mal davon aus, ihr steht irgendwo im Sommer in der Sonne, autark, die Batterie steht bei 40%. Dann fahrt ihr los. Die Temperatur unter der Motorhaube steigt recht schnell gegen 60 bis 70 Grad. Die Ladung läuft je nach eurer Konfiguration mit 80 A bis 150 A. Die Batterie wird durch die Temperatur unter der Haube und die Motorabstrahlung warm. Vor allem gegen die Fahrtrichtung von vorne unten. Die vorderen Zellen übersteigen schnell mal die 45 Grad, dazu kommt die starke Ladung, welche die Zellen zusätzlich erwärmt. Der Sensor sitzt aber irgendwo in der Mitte  oben in der Batterie. Dann wird das BMS die Ladung zulassen, bis die Schwelle für die Ladung überschritten wird. Bis dahin kocht die eine oder andere Zelle bereits. Habt ihr gar noch eine Vanvolt verbaut, die angeblich ja bis 60 Grad Celsius laden können, dann ist das erst recht kritisch. Wann eine Zelle aussteigt (bei LiFePo4 zum Glück bzw. dank dem Fe Teil nicht in Form einer Brandauslösung), sich aufbläht, Kurzschluss erzeugt kann Dir keiner genau sagen.  

Bearbeitet 15. Dezember 2023 von Tiffi79

[salchow71]

ups... dann im Sommer nur Nordnorwegen...

Danke dir für die Ausführungen...

[Tiffi79]

Die Reiseziele sollte man nicht wegen eines simplen Akkus einschränken.

Besser ist halt, die LiFePo4 im Aufbau zu verbauen. Nicht umsonst machen das alle Wohnmobilhersteller so. Nur VW hat sich für den Motorraum entschieden, was mit einer AGM ja auch noch funktioniert, mit einer Lithium aber eben nicht, bzw. auf eigene Gefahr mit all den schon oft erwähnten Risiken (Temperaturrange beim Laden, Gewährleistungsverlust, Garantieverlust). Dabei wäre eigentlich unter dem Beifahrersitz genug Raum für einen Akku Einbau gewesen. Der Tausch der Aufbaubatterie im Motorraum wird ja von den meisten deshalb gemacht, weil sie Gewicht sparen wollen/müssen und sie den Werbeversprechen glauben schenken, die da keine Probleme eines 1:1 Austausches sehen.

 

Die VW Elektrik verbaut im hinteren Schrank erlaubt eigentlich eine relativ einfache Einbindung sauberer Lösungen. Einzig ein D+ oder Zündungsplus fehlt dort. Landstrom Eingang, 12 Volt von der AGM mit 16 mm2, getrennte 230 V Versorgung, und 12 V Versorgung, alles vorhanden. Da kann man auch locker z.B. einen Booster mit 50A verbauen. 

[salchow71]

Vielen Dank für Deine Erläuterungen! Welche Lösung nutzt Du, und was hat das gekostet, wenn ich fragen darf, falls Du es nicht selber verbaut hast?

[Tiffi79]

Ich nutze eine eigene Lösung mit einer vollintegrierten LPS 1512. Das bedeutet, ein völlig rückbaubarer Einbau. Die AGM ist immer noch verbaut und die VW Elektrik und Elektronik bemerkt von meinen Anpassungen nichts. Ich versorge alles was am hinteren Hauptschalter hängt mit der LPS (100 AH LiFePo4). Das bedeutet, bei mir läuft eine Kombination aus Lösung C und F. 

 

12V Integration nur hinterer Teil des GC, Booster mit 45 A und D+ Simulator spannungsgesteuert, Solarregler 350 Watt an der Lithium, Wechselrichter mit Landstromvorrang, Alle 230 V Steckdosen über den Wechselrichter versorgt. Alles kann mit 2 Schalter auf die AGM zurückgeschaltet werden, so dass Original VW Zustand hergestellt ist. Verkabelungen hat mangels vorhandenem Werkzeug ein Elektriker gemacht, alle Vorbereitungen ich selber. Kosten ca. 4500 Euro. Installation erfolgte im Mai 2021 und läuft zu grosser Zufriedenheit seither problemlos. Zyklen bisher ca. 280.

 

Vorteile einer LPS von LEAB gegenüber anderen Powerstation, ein verbauter Booster mit 45 A. Alle anderen bekannten Powerstation laden bei Fahrt nur mit 8 A.

Die integrierte Landstromvorrangschaltung schaltet auch den Booster aus und das 230 V Ladegerät der Powerstation zu, wodurch bei Landstromanschluss keine Entladung der AGM durch den Booster erfolgt. AGM Aufbaubatterie und Starterbatterie werden durch das VW 230 Volt Ladegerät (15 A) weiterhin geladen, dadurch auch die Landstromsteckererkennung voll funktional. In der CU wird Ladezustand und Stromfluss der Aufbau AGM wie gewohnt angezeigt.

 

Somit habe ich im Fahrzeug den Originalzustand von VW mit Ladung bei Fahrt, bei Landstrom und kann auch Solar zuschalten. Dazu eine vollumfängliche zweite Lösung mit 12 V Ladung über Booster, 230 V bei Landstromanschluss und zuschaltbarem Solar. 

 

Dies alles mit 30 kg zusätzlichem Gewicht. 

 

Jedoch gehören weitere Details in einen der beiden Lösungsthreads. Ich hoffe das hilft.

Bearbeitet 16. Dezember 2023 von Tiffi79

[salchow71]

wow, da hast Du Dir echt Gedanken gemacht. 

Megainteressant, vielen Dank; bestimmt die Lösung für die "Ewigkeit". 

LG

[Tiffi79]

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Jede Lösung hat auch Nachteile. Einerseits ist meine Lösung mit 100 AH nicht einfach so zu erweitern. Andererseits ist bei einem Defekt, das gesamte integrierte System zur Reparatur einzusenden. Im Gegensatz zu den vielen Powerstation besitzt die LPS keine Bluetooth Integration also auch keine App. Es wird über eine kabelgebundene Fernsteuerung bedient. Damit die Ladung während der Fahrt funktioniert muss entweder die Ladetaste gedrückt oder das Fahrlicht eingeschaltet sein. Der D+ Simulator schaltet bei 13.6 Volt. 

Dieses System wurde für Blaulichtorganisationen, Waldarbeiter, Handwerker und andere Einsatzgebiete entworfen, die auf externe 230 Volt Versorgung angewiesen sind. Daher ist es sehr robust ausgeführt, kann sehr einfach demontiert und getragen werden.