E-Bike-Akku im Wohnmobil laden? Mit Landstrom kein Problem. Wer dies als Autarkcamper hingegen ohne 230-Volt-Anschluss stemmen möchte, steht vor einer technischen Herausforderung. Wie man diese meistert, klärt dieser kleine technische Exkurs.
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E-Bikes sind für Camper ein gewaltiger Mobilitätsgewinn. Mit ihnen lassen sich vom Stell- oder Campingplatz aus Einkäufe erledigen und wunderschöne Touren in Angriff nehmen. Dabei garantieren die gewaltigen Energiemengen in modernen Akkus attraktive Aktionsradien und erschließen neue Horizonte.
Doch auch die dicksten Akkus sind irgendwann einmal leer: Woher die Energie nehmen, um die Akkus schnellstmöglich wieder zu laden? Mit Landstrom ist das kein Problem. Ganz anders die Situation, wenn man im Reisemobil seine E-Bike-Akkus beim Autarkcampen laden möchte. Jetzt muss die benötigte Ladeenergie für die E-Bike-Akkus aus den Bordbatterien kommen. Eine direkte Ladung über Lichtmaschine oder Solar-Panels ist nicht möglich – auch wenn dies immer wieder in Foren zu lesen ist. Die Energie muss erst einmal in die Bordbatterien fließen und kann dann zum Laden von Akkus heranzogen werden. Ergo: Wir brauchen zum Laden der E-Bike-Akkus möglichst große und volle Bordbatterien im Camper.
Grob vereinfacht schöpft man also aus den Bordbatterien elektrische Energie und füllt diese in den Akku des E-Bikes. Hierzu gibt es zwei Wege: Da jedes E-Bike mit einem Ladegerät für 230 Volt ausgeliefert wird – und zudem zahlreiche Reisemobile über einen Wechselrichter verfügen –, bietet sich die Nutzung des Original-Ladegeräts an. Zumal es vom Hersteller für den jeweiligen E-Bike-Akku optimiert ist. Bei der enormen Energiedichte dieser Akkus durchaus ein wichtiger Sicherheitsaspekt.
Die zweite Alternative: ein 12-Volt-Ladegerät. Damit spart man sich den Umweg, aus der 12-Volt-Gleichspannung via Wechselrichter 230 Volt für das Ladegerät zu schneidern, um mit diesem dann am Ende wieder die Betriebsspannung des E-Bike-Akkus (meist 36 Volt Gleichspannung) zu transformieren. Doch auch das ist nicht unproblematisch: Kfz-Buchsen im Camper sind häufig mit zu geringem Kabelquerschnitten für die Leistungsaufnahme der Ladegeräte verkabelt. Wer diesen Weg wählt, sollte eine Kfz-Buchse nahe der Bordbatterie mit mindestens vier Quadratmillimeter dicken Kabeln platzieren. Am Ende bleibt diese Lösung dennoch fraglich: Wer das Geld für den 12-Volt-Lader in einen Wechselrichter investiert (sollte dieser nicht ohnehin schon im Camper sein), kann den Wechselrichter auch zum Laden etlicher anderer Geräte nutzen.
Doch reicht die Energie der Bordbatterien im Reisemobil, um den E-Bike-Akku zu laden? Um den Energiegehalt beider Batterietypen vergleichbar zu machen, müssen wir deren Kapazität in Wattstunden, kurz Wh, betrachten – denn Wh sind, etwas salopp ausgedrückt, energietechnisch immer gleich. Egal, ob ich sie aus einem 12-Volt-Bordnetz oder einem 36-Volt-E-Bike-Akku entnehme oder eben beim Laden rüberschiebe. 500 Wh sind gleich 500 Wh. Punkt. Aber aufgepasst – oder anders ausgedrückt: 12 Ah in einem 36-Volt-Akku sind nicht vergleichbar mit der Energiemenge von 12 Ah in einer 12-Volt-Bordbatterie (zwischenzeitlich betrachtet man eher 13 Volt, da LiFePO₄ eine höhere Ruhespannung als AGM- oder Gel-Batterien haben).
Werden wir etwas konkreter: Für unser Rechenbeispiel gehen wir von einem komplett leeren Bosch-PowerPack-Akku mit 36 Volt Spannung und einer elektrischen Ladung von 13,9 Ah und einer zwischenzeitlich üblichen LiFePO₄-Batterie an Bord eines Reisemobils mit 120 Ah Kapazität aus. Diese sind im Extremfall sogar zu (fast) 100 Prozent nutzbar, während Besitzer von Gel- oder AGM-Bordbatterien unbedingt berücksichtigen müssen, dass deren Kapazität um maximal 50 Prozent reduziert werden darf. Eine 120-Ah-AGM-Batterie stellt also maximal 60 Ah zur Verfügung.
Man multipliziert nun jeweils die Amperestunden (Ah) der Bordbatterien und des E-Bike-Akkus mit der jeweiligen Betriebsspannung, um deren Energiemengen vergleichbar zu machen. Dabei Augen auf: Denn während Bosch, Brose und Shimano auf 36-Volt-Spannung setzen, arbeiten einige Panasonic-Akkus mit 26 Volt.
Formel: Ah x Spannung (Volt) = Wh
E-Bike-Akku: 13,9 Ah x 36 V = 500 Wh Bordbatterie: 120 Ah x 13 V = 1.560 Wh
➔ Daraus lässt sich ableiten: Bei gleicher Kapazität in Ah und höherer Betriebsspannung ist die enthaltene Energiemenge in Wh deutlich größer. In unserem Rechenbeispiel könnte man – oberflächlich betrachtet – den E-Bike-Akku mit 500 Wh Kapazität etwa drei Mal aus der Bordbatterie laden. Dem ist leider nicht so. Zum einen sollte auch ein LiFePO₄ im Idealfall nur 80 Prozent entladen werden, zum anderen muss man für den Umweg via Wechselrichter und Ladegerät (12 Volt zu 230 Volt zu 36 Volt) in etwa 20 Prozent Energieverlust kalkulieren. Um 500 Wh in den E-Bike-Akku zu schieben, benötigen wir also satte 600 Wh aus der Bordbatterie – oder mit Blick auf die Ah im 13-Volt-Bordnetz: 46 Ah. Das ist kernig. Da meist zwei Bikes geladen werden müssen, reden wir schon über 92 Ah und somit über fast 80 Prozent der gesamten Kapazität und somit in etwa über die komplette Energiemenge, die wir bei vernünftiger Herangehensweise aus unserer 120 Ah Bordbatterie entnehmen sollten.
Nochmals zusammengefasst in einer Formel: Eine Ladung des E-Bike-Akkus unter Berücksichtigung von 20 Prozent Verlust:
500 Wh (E-Bike-Akku) x 1,2 (20 % Verlust) = 600 Wh aus Bordbatterie(n) (46 Ah bei 13 V)
Ladegeräte für E-Bike-Akkus sind, mit Blick auf den Wechselrichter, überaus anspruchsvoll, ebenso wie der Akku selbst. Sie verlangen nach einer lupenreinen Sinusspannung. Ergo: Es darf kein Wechselrichter mit modifizierter Sinusspannung zum Einsatz kommen. Der könnte die Komponenten nachhaltig schädigen.
Hersteller wie beispielsweise Büttner Elektronik, Votronic, tHEnergy und Fraron bieten entsprechende Geräte an. Da der Preis von Wechselrichter parallel zu deren Leistung deutlich ansteigt, lohnt ein Blick auf die nötige Leistungsklasse. Hierfür müssen wir wieder den E-Bike-Akku und sein Ladegerät in Betracht ziehen. Bosch beispielsweise bietet ein Standardladegerät mit zwei und einen Schnelllader mit vier Ampere Leistung an. Andere Hersteller bieten Schnelllader mit satten sechs Ampere an. Ganz klar: Je höher die Leistung, desto schneller ist der Akku voll. Doch aufgepasst: Hoher Ladestrom stresst den Akku.
Die INC-Serie verbindet alle Funktionen der INV-Serie mit einem integrierten intelligenten Ladegerät und zusätzlichen Komfortfunktionen für autarkes Reisen – ideal für den anspruchsvollen Camper.
Wir betrachten: Bosch-Akku mit 36 Volt Gleichspannung und Bosch-Schnelllader mit vier Ampere Ladestrom: 4 A x 36 V = 144 W
Den 144 Watt sollte man einen ordentlichen Puffer von mindestens 25 Prozent zuschlagen (mindestens 180 Watt also). Muss ein zweiter Akku parallel geladen werden, empfiehlt RMC einen Wechselrichter von mindestens 500 Watt.
Bleibt die Frage offen: Wie lange benötigen wir für eine komplette Ladung eines vollständig leer gefahrenen E-Bike-Akkus im Reisemobil via Wechselrichter? 500 Wh : 144 W = 3,5 h
Die gleiche Rechnung lässt sich übrigens am Landstrom machen – hier betrachten wir die Kapazität des Akkus in Ah und den Ladestrom des Laders in A: 13,9 Ah : 4 A = 3,5 h (gerundet)
tHEnergy Wechselrichter Grundsätzlich ist es technisch möglich, den Wechselrichter über das D+-Signal (Fahrzeugmotor startet) zu aktivieren. Besonders einfach gelingt dies beim tHEnergy 3600 RCD oder anderen Geräten dieser Baureihe über den Remote-ON-Eingang. Legt man hier ein Kabel für das D+-Signal an (passender Stecker liegt dem Gerät serienmäßig schon bei), startet nun der Wechselrichter beim Motorstart ebenfalls vollautomatisch und lädt via eingestecktem Akku-Ladegerät den oder die E-Bike-Akkus. Wird das Fahrzeug abgestellt, schaltet die Steuerung den Wechselrichter ab, die Ladung wird unterbrochen. Die tHEnergy-Geräte der RCD- oder RCBO-Baureihe erlauben sogar den Betrieb von zwei 230-Volt-Ladegeräten parallel.
Wer ein oder zwei E-Bike-Akkus während der Fahrt laden möchte, sollte seine Technik an Bord clever für diesen Wunsch optimieren. Denn Ziel sollte es stets sein, dass man am Zielort nicht mit leeren Bordbatterien ankommt – zumindest, wenn dort kein Landstrom zur Verfügung steht. Sinn macht die technische Aufrüstung insbesondere dann, wenn ohnehin noch kein Wechselrichter an Bord ist, dieser aber gewünscht ist. Wir betrachten nun die günstigste Lösung, wer wünscht kann natürlich einen deutlich leistungsfähigeren Wechselrichter in das Konzept einbinden, womöglich ist das eine oder andere der hier genannten Bauteile schon an Bord und müsste nur ergänzt werden. Ziel der Optimierung: Beim Laden der E-Bike-Akkus ist stets sicherzustellen, dass die Bordbatterien ein möglichst hohes Ladungsniveau halten.
Energieüberwachung mit dem Votronic Digitalen Energiemonitor LCD Energy Monitor CI. Diese kompakte Lösung vereint Batterie- und Solarcomputer sowie eine Bluetooth-Schnittstelle in einem einzigen Gerät
Der MT 5000 iQ ist ein kompaktes Anzeigeinstrument, das auf Knopfdruck Auskunft über die aktuell noch vorhandene Batteriekapazität der Bordbatterie in Ah und % gibt. In 100, 200 oder 400 A-Shunt.
Die Netzumschaltung MT NU 3600 ist eine intelligente Vorrangschaltung für Reisemobile mit sehr hoher Schaltleistung. Geeignet für alle Sinus-Wechselrichter, wenn keine Netzumschaltung integriert ist.
Wechselrichter 12 V DC / 230 V AC zur Anwendung in Sonderfahrzeugen und hochwertigen Reisemobilen.
Im Idealfall verfügt der Camper über eine 230-Volt-Steckdose für das Ladegerät des E-Bike-Akkus in der Heckgarage: ein Vorteil auf dem Campingplatz, aber auch wenn während der Fahrt geladen werden soll. Oder der Akku nicht entnommen werden kann.