Austausch der Batterien und des Shunts

Austausch der Batterien und des Shunts

2022 wurden auf dem CruisingHome die alten 72 Blei-Traktionsbatterien mit einem Gesamtgewicht von 2,4 Tonnen durch 12 Lithium-Eisen-Phosphat (LiPO4) Batterien ersetzt.

Abbau der Bleibatterien

Beim Bau des CruisingHomes wurde 2013 ursprünglich eine große und schwere Bleibatterie eingebaut. Sie bestand aus insgesamt 72 Traktionsbatterien in offener Blei-Säure-Ausfertigung mit jeweils einer Zelle (Nennspannung 2 V). Diese Batterien waren in drei Gruppen mit jeweils 24 Zellen in 3p 24s (3x parallel und 24x seriell) Konfiguration in einem umgebenden Holzkasten aufgebaut. Durch den 8-jährigen Dauerbetrieb waren die Batterien erschöpft und sollten ausgetauscht werden.

Ein Tausch gegen neue Blei-Säure-Traktionsbatterien sollte nicht durchgeführt werden, da die Handhabung der großen und schweren Batterien ausgesprochen problematisch ist, sobald „das Deck eines Bootes montiert ist“ – die erste Montage wurde durchgeführt bevor das Deck auf den Rumpf montiert wurde!

Außerdem ist die Energieeffizienz des Lade-Entladezyklus bei Blei-Säure-Batterien wesentlich schlechter als bei LiFePO4-Batterien: ca. 25% Verlust im Vergleich zu 4%.

Die erste Herausforderung bestand darin, die Batterien mit einem Stückgewicht von 34 kg aus dem sehr beengten Rumpf des CruisingHomes unfallfrei so auszubauen, dass keine Säure austritt. Dafür wurden die Batterieanschlüsse und der Wassereinlauf jeder Batterie säuredicht mit einer Plastikfolienabdeckung und Klebebändern gesichert.

Für den Transport innerhalb des Rumpfes wurde eine Rampe aufgebaut auf der die Batterien einzeln vom bestehenden Aufbauort zur Bodenluke verschoben und dann durch die Bodenluke auf Deckebene gehoben werden konnten. Unterstützt wurde das Vorhaben durch einen temporär aufgebauten, fest montierten Elektrokran (Einhell Seilhebezug TC-EH 250 mit Einhell Schwenkarm SA 1100, montiert an einer mehrfach abgespannten und geklemmten Baustütze).

Seilhebezug mit Drahtseil und Schwenkarm oberhalb der Bodenluke
Ein Teil der Traktionsbatterien (15 von insgesamt 72) sind an Bord auf dem Vorschiff

Nach dem Herausheben der Batterien auf Bordebene wurden sie mit einer Rampe auf den Schwimmsteg verladen und dann von dort mit dem Hafenkran auf die Straßenebene transportiert. Dies war dann die letzte Herausforderung bevor die Batterien von einem spezialisierten Entsorgungsunternehmen fachgerecht zur Wiederverwertung abgeholt wurden.

Der Medienhafen liegt in Düsseldorf am Rhein und ist wegen des stark schwankenden Wasserpegels des Rheins mit Schwimmstegen ausgestattet – normalerweise liegt der Wasserpegel 4-5 m unterhalb der Straßenebene.

Der Medienhafen mit Schwimmstegen und Kraninstallation

Lithium-Eisen-Phosphat (LiPO4) Batteriespeicher

Der Ersatz für die Bleibatterie ist eine Gruppe von 12 Lithium-Eisenphosphat-Batterien von Victron Energy, die in 3p 4s (3 parallel, 4 seriell) Konfiguration eingesetzt werden. Eingesetzt wird das Modell Victron Energy Lithium Battery Smart 12,8V. Diese Smart Batterien können über eine Bluetooth-App überwacht und konfiguriert werden. Sie besitzen einen integrierten Zellausgleich und lassen sich parallel und seriell kombinieren mit maximal 20 Einzelbatterien.

Als externes Batteriemanagementsystem kommt das Victron Energy VE.Bus BMS zum Einsatz. Vor dem Einsatz wird jede Batterie einzeln geladen und überprüft, dass alle Zellen ausgeglichen sind.

Provisorischer Aufbau der Victron Energy Batterien

Neuer Smart-Shunt

Im Zuge des Umbaus der Batterien wurde auch der Shunt für die Überwachung der Batterien ausgetauscht. Neu verbaut ist nun ein Victron Energy Smart Shunt.

Neuer Shunt für die Batterieüberwachung: Victron Energy Smart Shunt
Erster Abruf der gespeicherten Daten zum Verlauf des Smart-Shunts über Bluetooth in Victron Connect