Byte till Litiumbatteri i Husbil
Byte till Litiumbatteri i Husbil
Kan man byta ut befintligt AGM, Gel eller fritidsbatteri rakt av till ett litiumbatteri?
Detta är en fråga vi ofta får till oss på Sunlux. I mångt och mycket kan det bero på att många LiFePO4 batterier med inbyggd BMS, benämns som ”drop in”. Visst är det så att det ”fungerar” i de flesta fall men dock inte alltid optimalt, både sett utifrån hur effektiv laddningen blir men även utifrån påverkan på batteriets livslängd.
Inför ett byte behöver man alltid undersöka vilka laddenheter som sitter monterat i husbilen sedan tidigare. Samtliga laddare och dess inställningar behöver alltid ses över vid ett byte oavsett tillverkare av litiumbatteri. I huvudsak är det 2-4 laddkällor i en husbil som regel. 230V nätladdare, skiljerelä alternativt DC-DC laddare, solcellsregulator och i vissa fall bränslecell.
Kan man ladda ett litiumbatteri med en vanlig blybatteriladdare?
I de flesta fall går det bra att använda original 230V laddaren som sitter monterat flertalet husbilar. Vanligen är lite enklare trestegsladdare som sitter monterat original eller inbyggt i EBL. Sitter det däremot en mer avancerad blybatteriladdare/multistegsladdare med avsulfatering och temperaturkompensering som ej kan kopplas från? Då behövs ett byte till en specifik LiFePO4 laddare.
Vad skiljer en LiFePO4 laddare och en enklare blybatteriladdare åt?
LiFePO4 laddaren har vanligen något lägre underhållsladdspänning/floatspänning på ca 13,5 medans en blybatteriladdare normalt brukar ligga på ca 13,8V. Detta gör underhållsladdningen något skonsammare mot batteriet även om batteriet i sig klarar en underhållspänning på 13.8V. Utöver detta så är vanligen absorptionsladdfasen kortare på en specifik LiFePO4 laddare.
Många specifika LiFePO4 laddare har även ett särskilt ”lagringsläge” där man med en knapptryckning sänker underhållspänningen till 13.1-13.2V (=60-70% SOC), vilket kan aktiveras om man behöver förvara batteriet en längre period. Detta kan vara en bra lösning under vinterförvaring om man har ett larm eller annan utrustning ansluten till batteriet och samtidigt vill kunna hålla batteriet på en optimal laddnivå.
Har man inget som behöver strömförsörjas via bodelsbattriet under vinterförvaring är den vanligaste lösningen bara koppla från batteriet via batterifrånskiljare eller lyfta av minuspolen och sedan låta batteriet stå med en spänning på ca 13,2V (=70%). Ett LiFePO4 batteri behöver inte underhållsladdas på samma vis som ett blybatteri.
Värt att notera vid långtidsförvaring är att inte enbart övervaka batteriets SOC i % utan även spänningen på batteriet som bör ligga inom spannet 13.0-13,3V.
Solcellsregulatorn – inställningar
Se över inställningarna i solcellsregulatorn. Har inte regulatorn någon temperaturkompensering eller avsulfateringsfas och värdena för absorptions och underhållspänning är ok så kan de ofta användas. I annat fall är det ett byte som gäller. I dagsläget finns det ett flertal bra MPPT regulatorer med specifik laddkurva för LiFePO4. Detta är ofta en bra investering och enkelt att byta när man samtidigt byter till LiFePO4.
Laddning från bilen via skiljerelä eller DC-DC laddare – hur fungerar det?
Måste man ha en DC-DC laddbooster?
När det gäller laddning från bilen så är den vanligaste lösningen att det styrs via ett skiljerelä, antingen ett separat relä eller inbyggt i EBL (12V elcentralen). Det som sker med ett skiljerelä är att start och bodelsbatteriet parallellkopplas under färd och frånskiljs när man stänger av motorn.
Under körning ger en generator av äldre typ (dvs. inte Euro6) normalt lite drygt 14V. Detta fungerar som regel bra att ladda även ett LiFePO4 batteri i bodelen som har en vilospänning fulladdat på ca 13.4V och batteriet klarar upp till 14,6V laddspänning.
Hur pass bra laddning man får beror på dels kabellängden, kabelarean och den laddspänning generatorn ger. Vanligen brukar man kunna få ca 10-20A. Det vill säga ungefär samma som till ett blybatteri om vi utgår från ett standardsystem i en husbil med normalt dimensionerat kablage på 16-25mm2.
Vill man däremot kunna nyttja batteritekniken fullt ut vad gäller möjligheten till snabb och effektiv laddning under körning så är en DC-DC laddare att föredra, speciellt om man fricampar och är ute de delar av året då solceller inte ger så mycket laddning. En DC-DC laddare reglerar även laddningen till en exakt nivå och stegar långsamt upp laddningen vid start vilket är mer skonsamt mot bilens generator. Det är alltså inget krav i en bil utan Euro6, dock blir laddningen betydligt effektivare och jämnare. Vill man således dra nytta av batteriteknikens fördel vad gäller snabb och effektiv laddnig så är en DC-DC laddbooster en mycket bra investering. Två vanliga modeller på marknaden är Votronic VCC samt Victron Orion vilka båda är två är beprövade modeller och förhållandevis enkla att integrera i de flesta elsystem.
Om man inte kopplar in en DC-DC laddare – kan bilens generator bli överhettad?
I grunden är inte detta möjligt i en fabriksbyggd bil förutsatt att kablage och säkringar är korrekt dimensionerade. En generator i en husbil har vanligen kapacitet att kunna leverera en laddström upp till omkring 150-200A. Laddkablaget från bilens startbatteri till elcentral vidare till bodelsbatteri är vanligen 10-25mm2 och avsäkrat med 30-80A beroende på kabelarea. I tillägg handlar det om relativt långa kabelavstånd som orsakar ett visst spänningsfall. När man byter till ett litiumbatteri utan DC-DC laddare blir laddströmmen vanligen inte högre än till det tidigare blybatteriet man haft. Ungefär 10-20A är vanligt med ett 16mm2 kablage som sitter original i flertalet bilar av normalstorlek. Skulle batteriet vara totalt djupurladdat kan det kortvarigt bli något högre ström. Det som i värsta fall kan ske är att laddkabelns säkring går, men detta långt innan kablage och generatorn blir överbelastad. Detta är väldigt sällsynt.
Att bränna en generator är förstås möjligt att åstadkomma om man skulle vilja, men då krävs en rad åtgärder. En mindre generator, dålig kylning, extremt kraftiga och korta laddkablar och en säkring med högre ström än generatorns maxkapacitet och vad kablaget klarar. Detta sitter däremot inte som standard i någon husbil normalt sett.
Många gånger refereras till ett bänktest som Victron gjorde för några år sedan där man gjorde just denna typ av setup. I grunden ett korrekt utfört test som påtalar risker med höga strömmar, men man ska dock komma ihåg att det inte är på detta vis som installationen i en husbil är dimensionerad.
Vad man alltså inte ska göra är att försöka åstadkomma högre laddning genom att byta ut husbilens originalkablage med betydligt kraftigare kablar och säkringar istället för att sätta in en DC-DC booster. I ett sådant läge skulle det förstås vara möjligt att skada generatorn. Byter man bara till en kraftigare säkring utan att uppgradera kablaget så blir det kabeln som får agera säkring och istället blir överhettad. Säkringar måste alltid vara korrekt dimensionerade i förhållande till den max ström som kablage, relän och övriga anslutningar i systemet klarar. Oavsett om det gäller installation i en ny eller begagnad bil behöver dessa delar alltid ses över noggrant före en installation.
Vill man alltså förbättra laddningen i bilen, montera då in en DC-DC laddbooster istället för att enbart byta kablage och säkringar till något kraftigare, det är sällan en lyckad lösning.
Med en DC-DC laddare får man en exakt kontrollerad laddström och en laddkurva som laddar bodelsbatteriet på ett effeivt och säkert sätt och man riskerar då inte att överbelasta vare sig generator, laddkablage eller relän.
Euro 6 & laddning
I en bil med Euro6 däremot ser det annorlunda ut. Vid en sådan installation så måste man se till att bilen har en DC-DC laddbooster. Varför är detta viktigt?
En Euro6 generator till skillnad från den äldre typens generatorer reglerar laddspänningen så att generatorn ska belasta motorn så lite som möjligt och därmed spara bränsle för att uppnå senaste miljökraven. Det innebär att generatorn sänker laddspänningen vid jämn hastighet och sedan ökar laddspänningen när man släpper på gasen eller bromsar. Man vill alltså använda bromkraftenergin istället för motorenergin för att ladda batteriet så långt det är möjligt. Detta medför att laddspänningen varierar mellan ca 12,9V och drygt 15V. Alltså, vid en inbromsning drygt 15V och med farthållaren på landsvägen ca 12,9V. Det är just denna reglering som ”ställer till det” med Euro6 vad gäller laddning till ett LiFePO4 batteri i bodelen.
Ett fulladdat LiFePO4 håller ca 13,4V och ett fulladdat bly/AGM 12,9V. Dvs en skillnad på 0,5V. Det som då sker när batterierna kopplas samman via ett vanligt skiljerelä i en Euro6 bil är att LiFePO4 batteriet långsamt laddas ur under körning i jämn hastighet istället för att laddas. Sedan får man bara korta laddpulser med hög ström till LiFePO4 batteriet när man bromsar eller släpper på gasen. Kör man längre etapper kan man alltså starta med ett fulladdat LiFePO4 batteri som sedan bara har runt 20% laddnivå när man når målet.
Det är alltså av ovan beskrivna anledning som man behöver en DC-DC laddbooster i en Euro6 bil. Oavsett vad generatorn ger så ser DC-DC laddaren till att batteriet laddas med jämn ström och korrekt spänning utan några strömrusningar, vilket då även belastar bilens generator på ett skonsammare sätt. Likväl kommer ingen laddström kunna gå från bodelsbatteri till startbatteriet utan enbart från startbatteriet till bodelsbatteriet som det är tänkt.
I nyare husbilar så har det på senare år börjat komma DC-DC laddare fabriksmonterade. I huvudsak från 2021 och framåt vilket är positivt och därmed underlättar ett byte till LiFePO4. Då behöver man enbart ändra inställningarna till LiFePO4 på DC-DC laddaren. (utöver inställningar på nätladdare och solcellsregulator.)
Kan man installera en DC-DC laddbooster och LiFePO4 batteri på egen hand i bilen? Vänd dig till en installatör om du är osäker.
Detta beror på vilka grundkunskaper kring fordonsel man har sedan tidigare men förstås även på bilens elsystem och hur komplext det är uppbyggt. Förfarandet vad gäller installationen kan se något olika ut beroende på husbil och fabrikat av elsystem. Exempelvis system från tyska Schaudt är som regel förhållandevis enkelt uppbyggda och enkla att komplettera med en DC-DC laddbooster. System från CBE och NE för att nämna ett par andra som i vissa fall kan kräva lite alternativa lösningar. Oavsett vad så bör man alltid ha en grundläggande kunskaper kring likström och fordonsel om man väljer att utföra installationen på egen hand. Det finns inget standardförfarande vid installation utan man måste alltid först undersöka vad som sitter i bilen och vilken laddström såväl kablage, säkringar och relän klarar av att hantera. Är man osäker så bör man alltid överlåta installationen till en firma med kunskap om bodelselektronik och fordonsel.
Notera att ovan text och beskrivningar ej ska ses som en installationsanvisning som täcker upp alla modeller av husbilar, utan enbart som en generell vägledning kring vad man normalt sett behöver se över vid byte från blybatteri till litiumbatteri i bodelen. Är man osäker på vad som behöver göras specifikt vid ett byte – kontakta alltid en installatör.
© 2023 Sunlux.se