Technikzelle

Technik im Steyr 12M18

Die Technikzelle des Steyr dient der Unterbringung von Strom, Heizung und Warmwasser. Ich verwende überwiegend 230V Geräte, da wir den Ausbau gasfrei halten wollten. Auf kleinstem Raum müssen viele Geräte, Kabel, Sicherungen, Verbindungen und mehr untergebracht werden.

Im Vorfeld hatte ich mir natürlich eine Planung zurechtgelegt. Was ich allerdings völlig unterschätzt hatte, waren der reale Platzbedarf und das Gewicht bzw. die Befestigung einzelner Komponenten.

In der Technikzelle werden folgende Geräte verwendet und untergebracht:

Webasto
- Air Top Evo 40 D HA 24V mit Höhentauglichkeit bis 5500m
Warmwasserboiler
- Isotemp Basic 24l
LiFePO4-Akku
- 16x 300Ah Winston LiFeYPO4 Akku Zellen
- ECS LiPro 1-6 Active BMS
Stromüberwachung und Hauptsicherung
- ECS greenMeter 500A
- Blue Sea Class-T (400A)
- Blue Sea Batterie Hauptschalter
Ladegeräte
- 2x ECS greenController 75/40 (für 1540Wp Solarpanele)
- Victron Energy Multiplus II 24/5000/
diverse Sicherungskästen für Eingang Landstrom, Eingang Solar und Stromverteilung

Heizung

Da eine Heizung – wie wir aus unserem Ducato wissen – immer einen gewissen Lärm verursacht, habe ich mich entschlossen, diese in ein gedämmtes Gehäuse einzubauen. Was ich „Dodel“ natürlich vergessen habe ist, dass eine Heizung – wenn auch sehr unwahrscheinlich – mal defekt werden kann und diese dann aus der engen Technikzelle wieder ausgebaut werden muss.

Dies erforderte für die weiteren Montagen eine Umplanung und kann dennoch nicht vollständig zufrieden gelöst werden. Eine Nachfrage im Forum jedoch ergab, dass Heizungen – wenn man sie immer wieder mal auf Volllast „durchputzt“ – sehr selten defekt werden. Ich kann und muss also mit der finalen Lösung leben.

Gedämmte Heizung

mit dem Bann „Simsalabim, werde niemals hin“ belegt 😉 und den Deckel für’s Foto entfernt.

Die Dämmung besteht aus Schwerschicht/Triflex (natürlich schwer entflammbar; haben wir von hier.) Wir wollten, auch aufgrund unserer Wintererfahrungen mit dem Ducato unbedingt eine Diesel- statt einer Gasheizung. Und da wir auch in die Anden fahren wollen und es dort in den Nächten empfindlich kalt werden kann, muss diese höhentauglich sein. Durch Zufall stieß ich auf die höhentaugliche Webasto, die ohne Modifikationen bis 5.500m zertifiziert ist. Bezüglich Heizluftzufuhr (Achtung: Nicht Verbrennungsluft des Dieselbrenners!) gibt es zwei Lager:

Innenraumluftansaugung: Da diese schon vorgewärmt ist, erwärmt sich der Innenraum schneller. Nachteil in unseren Augen: Die schlechte, feuchte Luft wird nur erwärmt und umgequirlt.
Außenluftansaugung: Da hier immer frische Luft zugeführt wird, erwarten wir uns eine deutliche Verbesserung der Luftqualität bei gleichzeitig trockener Innenluft. Wie sich das bei staubiger Luft, Sandstürmen o.ä. verhält müssen wir noch schauen/erfahren.

Warmwasser

Gleich neben der Heizung (und beides unterhalb der Elektrik) befindet sich der Isotemp Boiler, in dem das Warmwasser über Strom oder über das Steyr-Kühlwasser erwärmt wird.

Mir bleibt nur noch das Anschließen der Wasserleitungen sowie des Drucküberlaufs (mein erstes selbst gebohrtes Loch in der Kabine!)

LiFeYPO4-Akku

Die Batterie besteht aus LiFeYPO4-Zellen (vereinfacht Lithium-Akkus). Da der gesamte Ausbau überwiegend auf 230V-Geräten basiert, war es uns wichtig, hier so viel Kapazität wie möglich unterzubringen.

Die aktuelle Kapazität (ungefähr so viel wie ein Smart EQ fortwo) ist so bemessen, dass wir ca. eine Woche ohne weitere Stromversorgung (wie Solar und „Landstrom“) auskommen können ohne auf unsere Annehmlichkeiten verzichten zu müssen.

Die gesamte Breite des Steyr war immer so geplant, dass ich einen Block mit 2p8s verschalteten LiFeYPO4-Zellen zwischen Technikzelle und Schmutzschleuse dafür reserviert hatte (siehe auch Vorüberlegungen). Der Block hat, ohne Versteifung und Befestigungsränder, 442mm x 726mm und ca. 160kg Gewicht. Die entstehende Batterie hat 24V/600Ah und somit knapp 15kWh Kapazität, wovon ca. 90% nutzbar sind. Als Versteifung und Halterung hat mir Benny von FRM-Technik zwei Z-Bleche angefertigt, die den Block mit Gewindestangen zusammenhalten.

Eigentlich waren hinten Aussparungen für die 95mm² Kabel vorgesehen. Durch die Steifigkeit der Kabel musste ich mir jedoch etwas anderes einfallen lassen, da der Wandabstand zu gering war. Schienen wären evtl. gegangen. Ich entschied mich aber für eine etwas „kunstvollere“ Verlegung. Das Balancing der Zellen findet mit ECS LiPro 1-6 Active statt. Die Firma ECS möchte ich hier ausdrücklich als äußerst kompetent, hilfreich, schnell und zuverlässig erwähnen. Ihre Produkte zu verwenden war für mich eine gute Entscheidung.

Die diagonale Montage der LiPro wurde mit ECS abgeklärt und ist so möglich.

Das Schwarze in der Mitte sind die Temperaturfühler für Wechselrichter und Solar

Wechselrichter Victronenergy MultiPlus II 24/5000/120

Eine weitere Sache, die ich so nicht bedacht hatte, war das Gewicht des Wechselrichters. Dieser wiegt immerhin 30kg und muss dauerhaft und pistenfest an der glasfaserverstärkten Kunststoffwand (ist ja nur 2mm stark und dahinter dann Isolierung) befestigt werden. Aber es gibt heute schon hervorragende Kleber, mit denen kann man alles bombenfest verkleben.

Und so werden zunächst Aluschienen an die Wand geklebt und darauf wird eine Holzplatte verschraubt. Der Wechselrichter wird von den Aluschienen und der Holzplatte (die wiederum mit Aluschienen befestigt ist) gehalten. Der Multiplus kann eine Dauerleistung von 4000W bei 40°C bereitstellen, so dass wir unser Backrohr und diverse Kleinverbraucher gleichzeitig betreiben können.

Die Airlineschienen kaufe ich bei kurierbedarf.com. Schrauben und Muttern sind der FKL10. Mit einer Musterplatte fertige ich die Bohrschablone. Die eigentliche Multiplexplatte wird von 2 langen Schienen links und rechts, der Multiplus von 3 kleineren Schienen (und der Platte) gehalten. Der überall von mir verwendete Dekalin DEKAsyl MS 5 MS Polymerkleber hält eine Zugspannung von ca. 17kg pro cm², das sollte also halten.

Eine zweite Platte daneben dient der Befestigung von weiteren Materialien und wird aufgrund des leichteren Gewichtes nur an geklebte Holzlatten verschraubt.

Wichtig ist der Abstand um den MultiPlus (100mm), den sowohl Victronenergy vorsieht, als er auch für die späteren Kabelführungen benötigt wird.

Solar-Ladegeräte/Solarmodule

Die Solarregler dienen der Umwandlung der Spannungen von Solarmodulen auf die Ladespannung der Batterie. Ich verwende 4 Solarmodule, deren Strom mit 2 Solarreglern umgewandelt wird. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Defekt eines Gerätes immer noch ein weiteres Gerät vorhanden ist. Als Solarmodule verwende ich Produkte, die aufgrund der Technologie ein besseres Schwachlichtverhalten (also Dämmerung, Winter, trübes Wetter) haben sollen.

Hier noch ein großes Dankeschön an Florian/Weikenm aus dem Allrad-LKW-Forum, der aufgrund der aktuellen Beschaffungssituation von Solarmodulen (Herbst 2022) eine Sammelbestellung mit mir unternommen hat.

Ich verwende ECS greenController 75/40 an die jeweils 2 parallel geschaltete Solarmodule angeschlossen werden. Durch die Parallelschaltung erhöht sich der Strom, die Spannung bleibt gleich. Über die geeignete Verschaltung von Solarpanelen ist an vielen Stellen im Internet viel zu finden, und sowohl Parallel- als auch Reihenschaltung haben Vor- und Nachteile.

Die verwendeten Meyer Burger White 385 Module sind Heterojunction Module (HJT), denen ein besseres Schwachlichtverhalten nachgesagt wird. Ob dem so ist, werden wir sehen.

Der Vorteil der ECS-Controller ist, dass dort direkt die restlichen 24V Geräte bis 40A angeschlossen werden können und diese – im unwahrscheinlichen Fall einer Unterspannung – automatisch ohne weiteres Equipment deaktiviert werden. Ich habe mich für die gehäuselose Variante entschieden und selbst eine Schutzplatte angebracht.

Stromüberwachung und Hauptsicherung

Batterien müssen natürlich auch überwacht werden, um nicht plötzlich ohne Strom dazustehen. Auch müssen bei so hohen Stromstärken spezielle Sicherungen verwendet werden, die bei hohen Strömen zuverlässig abschalten und nicht einfach wegschmelzen. Für die Überwachung verwende ich wieder Geräte der Firma ECS.

Der gesamte ein- und ausgehende Strom wird von einem sogenannten Shunt (greenMeter) überwacht und über ein grafisches Display, das alle ECS-Geräte überwacht, dargestellt.

Der Aufbau wirkt noch etwas provisorisch und in der Tat, da noch der Schrank um die Technikzelle fehlt, haben noch nicht alle Geräte ihren finalen Platz gefunden.

Nach der Plusleitung kommt als erstes eine Class-T Hauptsicherung mit 400A. Class-T Sicherungen besitzen, anders als die oft verwendeten ANL Sicherungen ein deutlich höheres Abschaltvermögen von 20kA. Danach kommt der manuelle Hauptschalter und von dort geht es zum Plus-Hochstromverteiler. Als Kabel kommen ausschließlich feindrähtige Kupferleitungen der Klasse 5 mit Gummiummantelung (NSGAFÖU) zum Einsatz. Ich verwende 95mm², 50mm², 16mm² und 10mm². Die Kabel stelle ich mit Klauke Rohrkabelschuhen (z.B. 708F12 für die Batterie) und einer hydraulischen Kabelpresse selbst her. So kann ich die Längen individuell (es geht hier aufgrund der Steifigkeit wirklich um jeden cm) anpassen.

Sicherungskästen

Die Außensteckdose wird zunächst über einen ersten Fehlerstromschutzschalter (RCD) und Leitungsschutzschalter abgesichert. Danach ist eine erste Steckdose installiert, um dort direkt am Außenstrom Geräte ohne den Wechselrichter betreiben zu können. Die Leitung geht weiter zum Wechselrichter und von dort in den darüberliegenden Sicherungskasten, an den (aktuell) noch keine Geräte angeschlossen sind.

Im Sicherungskasten selbst befinden sich weitere RCD und Leitungsschutzschalter für die Geräte.

Der kleine Sicherungskasten darüber dient der Absicherung der Solarpanele, die noch nicht verlegt sind. Hier können die Solarpanele auch gefahrlos abgeschaltet werden, wenn Arbeiten an der Elektrik vorgenommen werden müssen. Unterhalb des Sicherungskastens bleibt noch Platz für Ladewandler, sodass die Batterie auch während der Fahrt geladen wird.

To be continued…

Die Technikzelle ist noch nicht komplett fertig. Im „Pflichtenheft“ stehen noch folgende Dinge, die zu erledigen sind:

eins

✓ Abdeckung für die Minus-Verteilerschiene (wie so vieles gerade nicht lieferbar)
✓ ~~Durchbohren der Decke und Anschließen der Solarpanele.~~
✓ Errichten des eigentlichen Schranks
✓ Einbau von Philippi Stromverteilerpanel

zwei

✓ Verkabeln von 230V/24V/12V Geräten
✓ Anschließen der Tanksensoren (Frischwasser, Grauwasser)
✓ Je nach Bedarf: Installation der Batterie-zu-Batterie-Laderäte