Inhaltsübersicht
Mit der Verbreitung von LiFePO₄-Batterien in Wohnmobilen steigen viele Nutzer von Bleiakkus auf Lithium um. In der Praxis häufen sich jedoch Meldungen zu nicht voll ladenden Batterien, schnellem Spannungsabfall, Schutzabschaltungen oder Fehlfunktionen von Geräten. Diese Effekte stammen häufig nicht vom Akku selbst, sondern von einem Fremdkörper-Effekt: Das ursprüngliche Bordnetz wurde für Blei konzipiert – die zugrunde gelegten Annahmen gelten bei Lithium nicht mehr. Dieser Leitfaden ordnet die drei häufigsten System-Limits ein und gibt eine prüfbare, technische Vorgehensweise an die Hand.
Ladeseite: warum „einfach anschließen“ bei LiFePO₄ nicht reicht
Anders als Blei benötigt LiFePO₄ definierte Spannungsfenster, Phasen und Strombegrenzungen. Fehlanpassungen an der Ladeseite sind die häufigste Ursache für Probleme.
1 Lichtmaschinen-/Fahrbetrieb
- Typische Beobachtung: LiFePO₄ hat geringe Innenwiderstände und nimmt anfangs sehr hohe Ströme auf; die Lichtmaschine läuft lang in Hochlast, erwärmt sich stark und kann in Schutz gehen oder frühzeitig verschleißen.
- Kernfragen zur Prüfung: Verfügt der Original-Ladekreis über Strombegrenzung und saubere Spannungsregelung? Ist ein DC-DC-Ladegerät verbaut, das Last und Spannung managt?
- Technischer Abschluss: Ein DC-DC-Lader ist nicht nur (Auf/Ab)-Wandler, sondern die Steuerstelle zur Begrenzung der Generatorlast und zur Einhaltung der Lithium-Ladecharakteristik.
2 Landstrom-Ladegerät
- Typische Fehlkonfiguration: Absorptionsspannung zu niedrig; Dauer-Float (für Lithium unnötig); Parameter nicht einstellbar.
- Symptombild: Anzeige „fast voll“, tatsächlicher SOC aber deutlich < 100 %; gefühlte Kapazitätsverluste.
- Checkliste: Ladegerät muss LiFePO₄-Profil unterstützen; Absorptionsspannung und Abschaltstrom parametrierbar; Equalize/Float für Blei deaktivierbar.
3 Solar-Laderegler (MPPT/PWM)
- Oft übersehen: Werkseinstellungen bleiben bleizentriert: Equalize aktiv, Absorptionszeit zu lang, Float unpassend.
- Erforderlich bei LiFePO₄: Equalize aus; Absorptions-/Endkriterien setzten; stabile Spannungsregelung.
Kurzfazit Ladeseite
Richtig ist: LiFePO₄-Systeme brauchen korrekte Spannungsfenster und kontrollierte Ladeströme. Ohne passende Ladegeräte/Regler lässt sich Systemstabilität nicht sichern.
Strom- & Verteilnetz: Dauerstromfähigkeit statt „geht schon“
LiFePO₄ ermöglicht lang anhaltende, hohe Leistungen. Das entlarvt Schwächen im Verteilnetz, die bei Blei unauffällig blieben.
1 Leiterquerschnitt und Spannungsfall
- Praxisbild: Bei Wechselrichter, Kaffeemaschine, Mikrowelle steigen Ströme deutlich; Spannungsfall und Erwärmung nehmen zu.
- Folgen bei Unterdimensionierung: Unterspannungsalarme am Wechselrichter, Neustarts, erhitzte Klemmen.
- Ingenieurregel: Leiterquerschnitt nach maximalem Dauerstrom, nicht nach Mittelwert, auslegen; Spannungsfall entlang der Strecke kalkulieren.
2 Schutzorgane (Sicherungen/Leitungsschutzschalter)
- Typische Fehlstellen: Nennstrom zu niedrig; Auslösekurve passt nicht; Einbau zu weit von der Batterie entfernt – Schutzlücke zwischen Akku und Sicherung.
- Richtig ist: Nennstrom nach max. Dauerstrom; batterienah montieren; Wechselrichter-Innenschutz ist kein Hauptschutz.
3 Verbindungsqualität und Kontaktwiderstand
- Verstärker Lithium: Hohe Ströme vergrößern jeden kleinen Übergangswiderstand.
- Fehlerbilder: Erwärmung lokal, Spannungseinbruch, sinkende Zuverlässigkeit.
- Maßnahmen: Normgerechtes Crimpen, passende Ösen/Schrauben, korrektes Drehmoment, Korrosionsschutz – und regelmäßige Nachzüge.
4 Rückstrompfad & Erdung
- Risiko bei schlechter Topologie: EMV-Probleme, Messfehler, Gerätestörungen.
- Empfehlung: Beim Lithium-Upgrade die gesamte Schleife bewerten – nicht nur den Akku tauschen.
Kurzfazit Verteilnetz
Leistung rauf heißt: Dauerstrom-, Wärme- und Kontakt-Design müssen mithalten – sonst wird die neue Leistungsfähigkeit zur Schwachstelle.
Messung & Steuerung: Von der Spannung zum Strom denken
Die Spannungs-SOC-Kennlinie von LiFePO₄ unterscheidet sich grundlegend von Blei. Das betrifft Anzeige, Schutzschwellen und das BMS-Zusammenspiel.
1 Verlässliche Restkapazität: nicht nur nach Volt
- Problem: LiFePO₄ hält über weite SOC-Bereiche die Spannung nahezu konstant. Reine Spannungsanzeige führt zu großen SOC-Fehlern und „plötzlich leer“-Erlebnissen.
- Lösung: SOC-Ermittlung via Stromintegration (Shunt/Kolumb-Zähler) inkl. Wirkungsgrad-Korrektur.
2 Unterspannungs-Schwellen neu kalibrieren
- Ausgangslage: Viele Geräte (WR, Bedienpanels, Kühlschränke) sind mit Blei-Schwellen hinterlegt.
- Risiko: Zu frühe Lastabschaltung oder Konflikt mit BMS-Logik.
- To-Dos: Abschaltpunkt, Rücksetzpunkt und Koordination mit dem BMS systemweit prüfen.
3 Shunt/„Coulomb Counting“ statt Bauchgefühl
- Ohne Shunt: Dauerhafte SOC-Drift, falsche Kapazitätswahrnehmung.
- Mit Shunt: Strombilanz, Lade-/Entladeeffizienzen, realistische Restlaufzeit – die Basis für betriebssichere Entscheidungen.
4 Systemverhalten nach BMS-Schutz
- Fall: BMS trennt bei Überstrom, Unterspannung, Untertemperatur.
- Auswirkung: Gesamt-Dropout, Fehlermeldungen einzelner Geräte.
- Planung: Wiederanlaufstrategie festlegen und Kompatibilität kritischer Verbraucher prüfen.
Kurzfazit Messung/Steuerung
Weg vom Volt-Denken, hin zu strombasierter Bilanz und parametrierter Schwellen. So bleibt das System vorhersehbar und robust.
Fazit
Der Wechsel von Blei auf LiFePO₄ ist mehr als ein Batterietausch:
- Ladeseite: korrekte Spannungsfenster und Strombegrenzung sicherstellen (DC-DC, Li-fähige 230 V-/PV-Lader, passende Parameter).
- Verteilnetz: Dauerstromfähigkeit, Schutzkonzept und Kontaktqualität auf Lithium-Leistung auslegen.
- Monitoring/Steuerung: von spannungsbasierter Anzeige zu strombasierter SOC-Ermittlung und abgestimmten Schwellwerten wechseln.
Nur mit einer systemischen Überprüfung und Anpassung lassen sich Effizienz, Lebensdauer und Zuverlässigkeit von LiFePO₄ im Wohnmobil wirklich ausschöpfen.
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Warum LiFePO₄-Batterien im Wohnmobil-System oft nicht voll laden