Caddy goes Camper – Teil 6: Die ElektrikVeröffentlicht am: 16. November 2020   •   Kategorie: Unterwegs

Mit den letzten fünf Teilen entstand der handwerkliche Grundriss meines Campers, jetzt wird es Zeit für ein wenig Fachsimpelei und die Elektrik. Wobei, so kompliziert fand ich das Thema gar nicht und ich muss tatsächlich sagen, ich hatte mehr „Angst“ davor, das Filzen oder das Nähen zu vergeigen als die Kabelverlegung. Auch wenn ich eine Lampe durchgebrannt habe und beim Anschluss des Systems schon ein minimales Bauchgefühl hatte, dass irgendwas in die Luft gehen könnte – aber vermutlich habe ich in meiner Kindheit einfach zu viel Alarm für Cobra 11 geschaut…

An dieser Stelle der obligatorische Hinweis, dass ich keine Haftung für das übernehme, was Du aus diesem Blogeintrag machst. Ich habe keine fachliche Ausbildung in Sachen Elektrik, nur ein wenig Vorwissen und ein Semester Physikalische Grundlagen im Studium. Darüber hinaus habe ich mich lediglich online mit verschiedenen Quellen mit der Materie befasst…

Die Grundidee

Die Grundidee der elektrischen Verkabelung des Campers ist ziemlich einfach: Zwar hat jedes Auto schon eine Batterie verbaut (die Starterbatterie), allerdings wird ihre Energie zum Starten des Motors benötigt (wer hätte das bei dem Namen nun gedacht), sodass sie nicht als Energiequelle für Licht, Handy, etc dienen kann. Diese Batterie ist streng genommen ein Akku, denn sie wird während der Fahrt von der Lichtmaschine wieder aufgeladen. Für das Nächtigen im Camper ist also ein anderer Energiespeicher notwendig, den ich nachfolgend Bordbatterie nennen werde. Auch diese Batterie ist ein Akku und auch dieser Akku lässt sich über die Lichtmaschine während der Fahrt aufladen, wobei dies mit modernen Fahrzeugen etwas komplizierter ist:

Bei älteren Fahrzeugen wird vereinfacht ausgedrückt mit dem Laden der Bordbatterie begonnen, sobald die Starterbatterie fertig geladen ist. Lichtmaschinen von Fahrzeugen mit der Euro 6-Norm fahren ihre Spannung allerdings herunter, sobald sie feststellen, dass die Starterbatterie genügend Energie gespeichert hat, sodass die Bordbatterie dann keine Energie mehr bekommt. Um das zu verhindern und der Lichtmaschine zu signalisieren, dass die Starterbatterie noch nicht voll ist und die Spannung oben bleiben soll, kommt ein Ladebooster zum Einsatz, der zwischen die beiden Batterien geschaltet wird und sich darum kümmert, dass die Bordbatterie genug Energie bekommt, dies aber gleichzeitig nicht zu Lasten der Starterbatterie geht. Denn was bringt es mir, im Camper das Licht anmachen zu können, wenn ich das Auto nicht mehr starten kann… 😀

…und ihre Umsetzung

Aus dieser Grundidee ergibt sich auch die Umsetzung, die die oben beschriebene Situation 1:1 abbildet und die ich in der folgenden unprofessionellen Zeichnung auch versucht habe überschaubar darzustellen.

Dabei möchte ich erst auf den unteren Teil eingehen: Dieser besteht wie bereits beschrieben aus der schon im Auto verbauten Starterbatterie und in meinem Fall einer 50Ah-LiFePO4-Batterie von OffgridTec. Hier habe ich mich gegen eine Blei- oder Gel-Batterie entschieden, da jene zwar günstiger sind, aber deutlich größer und schwerer. Zudem bieten sie nur eine effektiv nutzbare halbe Kapazität, das heißt um 50Ah effektiver Leistung zu erhalten, müsste ich eine 100Ah-Blei- oder Gel-Batterie verbauen. Beide hätten in den vorgesehenen Einbauplatz im Fußraum hinter dem Fahrersitz aber nicht reingepasst. Als weiteren Vorteil gasen Lithium-Batterien nicht aus, was ich sicherheitstechnisch auch als wichtigen Aspekt empfand.

Praktisch bei der besagten LiFePO4-Batterie von OffgridTec finde ich das eingebaute Bluetooth-Modul, mithilfe dessen sich die wichtigsten Daten (Ladung, Batteriestatus, Ladezyklen) unkompliziert in einer App abrufen lassen. So kann ich mir einen meiner Meinung nach etwas überteuerten Ladecomputer sparen, da ich diese Daten auch in der App sehen kann.

Im besagten Fußraum ist auch der Ladebooster verbaut, welcher in meinem Fall ein VCC1212-30 von Votronic ist und einen Ladeleistung von 30A aufweist. An diesen werden sowohl Plus- als auch Minuspol der beiden Batterien nach beiliegendem Schaltplan verbunden und in Kombination mit dem ominösen D+ Signal sorgt dieser kleine schwarze Kasten dafür, dass die Bordbatterie geladen wird und die Starterbatterie dabei nicht leer wird. Das D+ Signal übernimmt bei dem ganzen die Kommunikation des Autos mit dem Ladebooster, indem es ihm sagt, wann die Bordbatterie geladen werden darf: Nämlich nur dann, wenn auch die Lichtmaschine an ist, sprich wenn der Motor läuft. Wäre dem nicht so, würden sich die beiden im Grunde parallel geschalteten Batterien in ihrer Ladung ausgleichen, was dafür sorgen würde, dass die Starterbatterie leerer werden würde.

Nun scheint das Finden des D+ Signals in neueren Fahrzeugen nicht ganz so einfach zu sein, sodass hier ein Trick zum Einsatz kommt, den ich auch benutzt habe: Das Zündungsplus. Auch hiermit wird verhindert, dass sich die Bordbatterien ausgleichen, da der Ladebooster nur arbeitet, wenn die Zündung an ist. Das potentielle Entladen der Starterbatterie kann nun also nur noch in dem Zeitraum geschehen, indem die Zündung an ist, der Motor aber nicht (da die Bordbatterie von der Starterbatterie geladen wird, die Lichtmaschine diesen Kreislauf aber nicht mit zusätzlicher Energie versorgt). Den Kompromiss, die Zündung relativ kurz zu halten und dafür auf die D+ Suche zu verzichten, bin ich dann gerne eingegangen, habe allerdings noch einen Schalter in dem (in der Skizze braunen) Kabel des D+ Signals eingebaut. Schalte ich diesen Schalter aus, kann ich durch das dann dem Ladebooster fehlende D+ Signal auch das Laden der Bordbatterie verhindern, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn ich das Auto nicht als Camper benutze aber viel fahre, da ich so die Batterie mit unnötigen Ladezyklen verschone.

Um das ganze nun auch noch abzusichern, sind noch passende Kabelquerschnitte und Sicherungen nötig, die die zu erwartende Stromstärke auf der Kabellänge transportieren können. Als Batteriekabel kamen dabei bei mir 10mm² Kabel in rot/schwarz zum Einsatz, die verbauten Mini ANL-Sicherungen sind auf 40A ausgelegt und möglichst direkt an der Batterie platziert, da der Bereich des roten Pluskabels zwischen Batteriepol und Sicherung der ungeschützte ist und dementsprechend auch kurz gehalten werden sollte.

Ich hatte zu Beginn zusätzlich das Pluskabel zwischen Bordbatterie und Ladebooster über den Hauptschalter (dazu gleich mehr) gelegt, sodass ich das komplette System abschalten konnte (das gestrichelte rote Kabel statt der direkten Verbindung von Bordbatterie-Plus zum Ladebooster). Irgendwie hat das aber nicht so ganz funktioniert und dafür gesorgt, dass ich auf dem Verbraucherkreislauf eine von der Starterbatterie über den Ladebooster kommende Spannung von 2,3V hatte. So ganz erklären konnte ich mir das nicht, der zügige Votronic-Support hatte mir auf Nachfrage erläutert, dass dies kein vorgesehener Anwendungsfall des Ladeboosters ist und der Hauptschalter nur die Verbraucher von der Batterie trennen sollte.

Die Batterie, der Ladebooster, der Schalter für das D+ Signal und ein 12V-Anschluss für den Kühlschrank sowie die Sicherung der Bordbatterie sind alle auf einer 35x28x1,8cm-Platte befestigt, die aus den Resten der Bodenplatte zugesägt und mit doppelseitigem Klebeband (Tesa, Verlegeband, extra stark) befestigt wurde. Die Batterie selbst sitzt in einem Loch dieser Bodenplatte, sodass sie sich nicht auf der horizontalen Ebene bewegen kann. Ein Spannband hält die Batterie an dieser Holzplatte fest, sodass sie nicht nach oben springen kann. Diese gesamte Konstruktion war eine elendige Geburt, deren Idee auch nicht aus meinem Kopf entstammt, sondern dem eines guten Kumpels.

Anschluss der Verbraucher

Als nächstes hat mich der Anschluss der Verbraucher beschäftigt. Dazu gehört alles, was Strom benötigt, wie eine dimmbare Lampe, der Sternenhimmel, der Kühlschrank und USB- und 12V-Anschlüsse. Um eventuellen Kurzschlüssen vorzubeugen, sind auch hier alle Verbraucher einzeln abgesichert, wofür mir ein kleiner Sicherungskasten dient, welcher in der Küche befestigt ist, da ich von dort aus so ziemlich alle Komponenten verkabeln konnte. Als Kabel sind hier 1,5mm² bzw. 2,5mm² zum Einsatz gekommen. Vor dem Sicherungskasten ist ein Hauptschalter angeschlossen, mit dem ich alle Verbraucher vom Strom trennen kann.

Um den Kreislauf wieder zu schließen, habe ich in der Küchenzeile einen Massepol selber aus Holzresten, einigen Schrauben, Muttern und einem Flachverbinder aus dem Baumarkt gebaut, da ich die Massepole auf Amazon mit knapp 20 Euro doch ein wenig überteuert fand.

Kabelverlegung im Auto

Die Kabelverlegung im Auto war eine Odyssee in so vielen Teilen, dass ich irgendwann aufgehört habe mitzuzählen. Das Durchziehen der Plus- und Minuskabel von der Starterbatterie in den Innenraum war relativ unkompliziert bis auf den Fakt, dass dafür die komplette untere Innenverkleidung abgebaut werden musste. Diese ist in Teilen mit ganz besonderen weißen Plastikclips befestigt, zu denen ich schon beim ersten Wiederzusammenbau eine große innige Hassliebe aufbauen konnte. Erstes Zusammenbauen deshalb, weil ich für die Verlegung der Kabel zwischen Bordbatterie und Küche ebenfalls einen Teil der Innenverkleidung abbauen musste.

Insgesamt habe ich im Laufe der mehreren notwendigen Auseinanderbauten zwei Plastikclips und einen Metallclip zerstört und zwei Plastikclips verloren. Außerdem musste ich im Bereich des Fußeintrittbereichs ein wenig vom Kunststoff abmachen, damit ich die ganzen Kabel zwischen Batterieplatte und Küche vernünftig verlegen und auch versteckt konnte (zwei Plus und ein Minuskabel von der Bordbatterie, drei von der Lampe, zwei vom Sternenhimmel und ein Plus für den Kühlschrank-Anschluss vom Sicherungskasten aus; am Ende kam hier noch ein ganzer Kabelstrang von der Standheizung dazu).

Anekdote zur Lampe

Eine etwas amüsante Anekdote habe ich noch zur eingebauten Lampe. Ich bin ein sehr lichtempfindlicher Mensch, daher war für mich eine dimmbare Lampe absolute Pflicht. Durch Zufall bin ich auf das besagte Modell gestoßen, welches sich auch in seiner Lichtfarbe einstellen lässt. Der einzige Nachteil ist, dass es eine 5V-USB-Lampe ist. Beim ersten Versuch, die Lampe testweise anzuschließen, hatte ich das vergessen und sie direkt an die 12V angeschlossen – und durfte mir leider gleich eine neue bestellen. Beim 12V-auf-5V-Problem habe ich sehr lange nach einer Lösung gesucht samt alternativen Lampen, die ich direkt an 12V anschließen kann, aber leider keine mit dem Funktionsumfang gefunden. Letztendlich habe ich daher in der Küche einen Step-Down-Converter verbaut und daran die Lampe angeschlossen. Der Converter hat durch den Wandlungsvorgang zwar einen eigenen Stromverbrauch, bisher ist mir das aber noch nicht negativ aufgefallen, genauso wie eine potentielle Wärmeentwicklung, die bisher kaum aufgetreten ist.