Grundlagen
Eine Lithium-Polymer- (LiPo) Akkuzelle liefert eine Nennspannung von 3,7 Volt. Bei voller Ladung maximal 4,2 Volt.
Eine LiPo-Akkuzelle nimmt Schaden wenn sie unter 3 Volt entladen wird.
Man spricht in diesem Zusammenhang von einer Tiefentladung.
Bei sachgerechter Anwendung kann eine LiPo-Zelle 100 oder mehr Ladezyklen halten, ohne spürbar an Leistung zu verlieren.
Um für den Modellbau sinnvolle Spannungen und Kapaziäten zu erreichen, werden in der Praxis einfach mehrere LiPo-Zellen in einem Akku zusammengeschaltet.
Hier das Schema eines LiPo-Akkus, wie er in den meisten Koaxialhelikoptern zu finden ist:
Schema eines LiPo-Akkus
Mit der schwarz gezeichneten Verkabelung kann die gesamte Akkukapazität und -spannung genutzt werden. Sie endet in jenem Akkuanschluss, den Sie zum Fliegen Ihres Helikopters verwenden.
Die rot gezeichnete Verkabelung endet in dem weissen "Banancerstecker" Ihres Akkus. Diese zweite Verkabelung ermöglicht es, die einzelnen Zellen des Akkus von aussen zu messen.
Warum die Zellenbalance wichtig ist
Was geschieht nun, wenn eine der beiden Zellen stärker entladen ist als die Andere? Angenommen, Zelle 1 liefert noch 3,3 Volt, Zelle 2 aber nur noch 3 Volt?
Von aussen betrachtet scheint der Akku noch nicht leer zu sein, wir messen ja 6,3 Volt Spannung. Der automatische Lipo-Schutz eines Helikopters wird also noch eine ganze Weile nicht aktiv (erst bei 6,0 Volt). Dennoch wird dieser Akku bald defekt sein oder nur noch eine geringe Kapazität aufweisen, wenn man damit jetzt noch weiterfliegt.
Mehrzellige LiPo-Akkus müssen deshalb beim Laden balanciert werden, sprich: das Ladegerät muss die einzelnen Zellen miteinander vergleichen und dafür sorgen, dass alle denselben Ladestand haben.
LiPo-Akkus sind zu teuer, um sie durch unsachgemässen Gebrauch vorzeitig zu zerstören. Mal ganz abgesehen vom ökologischen Aspekt.
Wann sind LiPo-Akkus gefährlich?
LiPo Akkus können sich aufblähen, innerlich verglühen, zu brennen beginnen oder sogar explodieren, wenn:
- sie mechanisch beschädigt werden
(zum Beispiel bei einem Crash - oder fallen lassen des Akkus)
- ein spitzer Gegenstand hineingerammt wird
Beispiel (Versuch: Nagel in einen geladenen Akku)
Beispiel
- sie überladen werden
Beispiel (Absichtliches überladen, Akku explodiert und brennt)
- sie zu hohen Ladeströmen ausgesetzt sind
- sie in heissem Zustand geladen werden
Der Schadensverlauf im Detail:
- Akku wird heiss (kann innerhalb von 2..3 Sekunden passieren!)
- Akku bläht sich auf
- Rauchentwicklung / Akku geht in Flammen auf / explodiert
Kurzfristige Kurzschlüsse sind zu vermeiden. Sicherheitstechnisch gesehen sind sie unproblematisch.
Nach einer starken mechanischen Belastung, zum Beispiel nach einem Crash entfernen Sie den LiPo-Akku aus dem Modell und legen ihn während 30 Minuten an einem brandsicheren Ort zur Beobachtung ab.
Beim Transport sollen LiPo-Akkus vor harten Schlägen geschützt werden.
Lassen Sie dem Akku vor dem Laden Zeit, sich abzukühlen.
LiPo-Akkus dürfen nie mit Wasser in Berührung kommen.
Weil die Technik leider versagen kann, laden Sie Ihre LiPo-Akkus nie unbeaufsichtigt.
Die Verwendung eines LiPo-Sacks ist empfehlenswert (für Transport und Lagerung).
Transport
Achten Sie besonders beim Transport darauf, dass die Stecker der Akkus keinen Kurzschluss machen können!
Es bringt nicht viel, sechs Akkus zusammen in einen einzigen LiPo-Sack zu packen.
Tiefentladung vermeiden
Von einer Tiefentladung bemerken Sie zunächst nichts. Beim nächsten Flug jedoch eine mehr oder weniger verkürzte Flugdauer.
Die Kapazität des Akkus kann in der Folge sehr rasch nachlassen und sich auf 50% oder weniger reduzieren - soweit, bis es keinen Spass mehr macht, diesen Akku nochmal zu laden.
Der Grenzwert für die Tiefentladung liegt bei 3 Volt Zellenspannung.
Die AKE LipoMonitore sind sicherheitshalber auf 3,3 Volt eingestellt.
Bezeichnungen von LiPo-Akkus
LiPo-Akkus werden oft in Kurzform bezeichnet. Zum Beispiel:
4S/1P 4000mAh, 20C oder 3S/2P, 2600mAh, 10C.
Mit dem S-Wert wird bezeichnet, wieviele Zellen in Serie geschaltet sind.
Der P-Wert sagt aus wieviele Zellen parallel geschaltet sind.
Die Leistung (Kapazität) des Akkus wird in mAh (Milliamperestunden) angegeben und der C-Wert sagt hier aus, wieviel Strom der Akku maximal liefern kann. Der Wert C bezieht sich auf die Akku-Kapazität:
Ein Akku mit 1000mAh und 12C liefert 1000mA x 12 = 12 Ampere
4000mAh und 20C wären dann 4000mA * 20 = 80 Ampere
Bei grösseren Helikoptern, welche 6S-Akkus benötigen, schliessen Piloten oft aus Kostengründen 2 Akkus à 3S parallel zusammen.
Hier ergibt sich ein zusätzliches Problem: weil diese Akkus in der Regel separat geladen werden, kann das Ladegerät die Balancierung nicht vollständig vornehmen! Die Überwachung der einzelnen Zellen wird umso wichtiger!
LiPo Akkus laden
LiPo Akkus sollen nur mit einem geeigneten Ladegerät geladen werden.
Eine sichere Methode, LiPo-Akkus zu laden ist:
Einen Keramik-Blumentopf verwenden und etwas Sand reinfüllen. Mit einem Sandsack als Deckel erhalten Sie so ein brandsicheres Gefäss, in welchem Sie Ihre Akkus gefahrlos laden können.
Sofern vom Hersteller nichts anderes empfohlen, werden
LiPo-Akkus mit maximal 1C geladen.
Der Wert C bezieht sich auf die Akku-Kapazität:
Bei einem Akku mit 800mAh (Milliamperestunden) Kapazität, beträgt der Ladestrom also 800mA (Milliampere). Die Ladedauer beträgt ca. 1 Stunde.
1h * 800mA = 800mAh. 1 C entspricht also 800mA
Bei einem Akku mit 4000mAh Kapazität entspricht 1C einem Ladestrom von 4000mA, oder umgerechnet 4A (Ampere).
1h * 4000mA = 4000mAh. 1 C entspricht also 4000mA (bzw. 4A)
Höhere Ladeströme können dem LiPo-Akku Schaden zufügen:
Explosionsgefahr!
Niederigere Ladeströme schonen das Material.
Einige Firmen stellen LiPo-Akkus her, welche mit 2C oder mehr geladen werden können. Die Ladezeit wird somit verkürzt; das Material dabei aber arg belastet. Wann immer genügend Zeit für den Ladevorgang vorhanden ist, sollten auch diese Akkus nur mit 1C geladen werden.
Niemals einen noch heissen Akku laden.
Immer zuerst auf Raumtemperatur abkühlen lassen.
LiPo Akkus lagern
Wer einen LiPo-Akku länger als 1..2 Wochen nicht verwendet, sollte ihn ca. auf 50% Kapazität laden (Zellenspanng ca. 3,85 Volt) und in einem LiPo-Sack einlagern.
Der chemische Zerfall der Zellen ist mit diesem Ladestand am Geringsten.
Niemals einen leeren Akku einlagern um eine Tiefentladung zu vermeiden!
Geblähte Akkus
Aufgeblähte Akkus sollten nicht weiter verwendet werden.
Bei manchen Akkus bläht sich scheinbar nur die Hülle - als ob ein Luftdruck zwischen Zellen und Verpackung herrschen würde. Auch diese Akkus gelten als gebläht und sollten entsorgt werden.
Niemals in einen geblähten Akku hineinstechen!
LiPo-Akkus entsorgen
Jeder Modellhändler, welcher Akkus verkauft, nimmt auch kostenlos defekte und geblähte Akkus zurück.
LiPo-Akkus gehören nicht in den Haushaltsmüll!
Um einen Akku zu entsorgen:
- Schneiden Sie die Stecker nacheinander einzeln ab, falls Sie diese wieder verwenden wollen
- Isolieren Sie die Anschlüsse mit Klebeband, um einen Kurzschluss und eine Explosion im Entsorgungscontainer zu vermeiden!
- Bringen Sie die Akkus zum Händler zurück, oder in eine entsprechende Entsorgungsstelle.
- Es ist gefährlich, umweltschädigend und unsinnig, einen alten LiPo-Akku zum Spass hochgehen zu lassen.
Quelle:http://www.lipomonitor.ch/umgang_mit_lipo_akkus.ph
