Modellbau

Anleitung – LiPo Akku laden – das bedeuten die Werte

Kleines HowTo zum Umgang mit LiPo Akkus

Lithium Polymer (LiPo) Akkus werden immer beliebter, da diese ein ausgezeichnetes Leistungsgewicht und eine stark verbesserte Belastbarkeit im Vergleich zu herkömmlichen Akkus aufweisen. Doch leider gibt es nicht nur Vorteile bei diesen Akku-Typen, denn es gibt auch ein paar Punkte zu beachten! Gerade beim Aufladen und beim Gebrauch sollte man über ein paar Dinge informiert sein, damit der Akku lange Zeit ohne Probleme funktioniert! Als Beispiel hierfür nehme ich Akkus aus dem Modellbau – Bereich, da dort diese nativ d.h. ohne eigene Ladeelektronik verbaut werden. Kommen LiPos z.B. in Smartphones zum Einsatz, kümmert sich die darum gebaute Elektronik um den Akku. D.h. diese Anleitung ist in erster Linie an Modellbauer und Bastler gerichtet.

Daten eines Lipo Akkus:
Ein LiPo Akku ist im Prinzip immer gleich aufgebaut und besitzt gewisse Regeldaten, Minimal und Maximalwerte. Auf diese möchte ich nun etwas näher eingehen.

 

LiPo-Akku-laden-Anleitung

 

Die folgenden Werte haben nichts mit dem Bild zu tun und sind nur angenommene Werte!

Spannung-Angabe: 7,4 Volt
Ein LiPo Akku besteht vom Aufbau her immer aus mindestens einer Zelle oder einem vielfachen daraus. Die Normzelle besitzt im Normalfall eine Regelvoltangabe von 3,7 Volt! D.h. in unserem Beispiel besteht der Akku aus zwei LiPo Zellen. Aber drauf gehen wir gleich noch etwas genauer ein!

Strom-Angabe: 4000mAh (4 Ampere)
Dieser Wert gibt an, wie viel Strom der Akku liefern kann.

Leistung: 29,6 Watt
Die Leistung kann den Faktor von Ampere zur Voltangabe berechnet werden: 7,4 V x 4 A = 29,6 Watt

Angabe: 2S1P
Diese Angabe bezieht sich auf die oben genannten Angaben.
2S –> zwei Zellen
1P –> die Zellen sind in Reihe geschalten

Angabe: 2S2P
2S –> zwei Zellen
2P –> zu diesen zwei Zellen wurden zwei weitere Zellen parallel dazu geschalten

Warum macht man das? (2P Variante)
Diese Akkus können zum einen mehr Strom liefern und können auch im Normalfall schneller wieder geladen werden.

Sind dann 2P / 3P usw. LiPos der normlaen Single Version vorzuziehen?
Nein, zwar lassen sich die oben genannten Vorteile nicht weg diskutieren, aber durch die interne Verschaltung der Akkus ist keine optimale Ladung möglich, da der Balancer im Ladegerät nicht die Werte der einzelnen Zellen kennt.

Welche Alternative hat man?
Man könnte zum Beispiel zwei einzelne Akkus mit gleichen Daten kaufen und diese dann selbst Parallel miteinander verbinden! Dann könnte jeder Akku für sich selbst geladen werden und bekommt die perfekte Pflege!

Hat man die Wahl zwischen der 1P und 2P Variante ist die 1P Variante vorzuziehen, auch wenn diese wahrscheinlich ein paar Euro mehr kosten dürfte.

C-Wert
Hier kann man oft unterschiedliche C Werte auf einen Lithium Polymer Akku finden! Der C Wert steht für einen Faktor wenn es um das Laden oder Entladen von LiPos geht.

Angabe: 30C
Steht dieser Wert alleine, so kann aus dem Akku die bis 30fache Amperezahl für kurze Zeit gezogen werden. Die Amperewerte werden ja für einen Zeitraum über eine Stunde angegeben, jedoch können die Akkus kurzzeitig mehr Leistung für kürzere Zeit zur Verfügung stellen.
Beispiel 4 Ampere x 30 = 120 A –> der Akku kann bis zu 120 A am Ausgang zur Verfügung stellen

Angabe: 30C – 50C
Sind zwei C Werte bei einem Akku angegeben, so ist der erste Wert der Faktor mit dem die Batterie dauerhaft belastet werden kann. Der zweite Wert gibt den Spitzenstrom an, der kurzzeitig vom LiPo Akku angefordert werden kann.
Beispiel: 4 Ampere x 30 = 120 A –> dieser Wert kann über längere Zeit vom Akku abgefordert werden — 4 Ampere x 50 = 200 A –> der gleiche Akku ist aber auch in der Lage Spitzenströme in der Höhe von 200 Ampere zur Verfügung zu stellen!

Angabe: 3C Maximum charge rate – Laden mit maximal 3C
Wie man hier aus der Bezeichnung schon entnehmen kann, wird durch diesen C Wert, der maximale Ladestrom bestimmt.
Beispiel: 4 Ampere x 3 = 12 Ampere –> Die Akku darf mit einem maximalen Ladestrom von 12 Ampere geladen werden.

Damit wären wir nun auch schon durch mit den Werten, welche man normalerweise auf den Akkus findet!

 

 

LiPo-Ladegerät

 

Kommen wir nun zum Ladevorgang:

Um einen LiPo Akku zu laden muss ein Ladegerät verwendet werden, welches mit der LiPo Technik zurecht kommt und auch bei einer vielleicht falschen Einstellung den Akku vor Zerstörung schützt, welche im Extremfall bis zu einem Wohnungsbrand führen könnte. Zwar sollten aktuelle LiPos nicht mehr so leicht in Flammen aufgehen, aber sicher ist eben sicher!

Mit wie vielen Zellen ein Ladegerät zurecht kommt, bzw. bei wie vielen es den genauen Ladezustand ermitteln kann, ist in der Beschreibung des Ladegerätes ersichtlich.

Im Normalfall gibt es bei LiPo Akkus zwei Anschlüsse. Der Anschluss mit den großen dicken Kabeln wird verwendet um den Akku auf eine Grundladung zu bringen. Ein weiteres Kabel mit vielen dünnen Kabeln wird ebenfalls mit dem Ladegerät verbunden. Dies ist der Balancer Anschluss, der dafür sorgt, das jede Zelle im Akku selbst die gleiche Ladespannung erhält. D.h. einzelne Zellen werden bei Bedarf über den Balancer Anschluss nachgeladen.

Welche Werte muss man beim Ladegerät einstellen?

Ein normales LiPo Ladegerät frägt im Normalfall folgende Daten ab:
-> Ampereangabe des Akkus (dies dient als zusätzlicher Schutzmechanismus – sollte aus irgendeinen Grund versucht werden mehr Ampere in den Akku zu laden, als dieser fassen kann, löst der Schutz des Ladegerätes aus und beendet den Ladevorgang.)
-> Ampereangabe zur Höhe der Ladespannung (dieser Wert muss entweder über den C-Wert wie oben beschrieben ermittelt werden oder ist direkt als mA bzw. als A-Ladestrom auf dem Akku zu finden – evt. auch im Datenblatt zum Akku)
-> Ladeendspannung des Akkus (dieser Wert entspricht nicht den 3,7 Volt einer Einzelzelle! Um einen LiPo Akku richtig voll zu laden muss die Voltangabe auf ca. 4,2 Volt hoch geregelt werden.)

Dies sind die wichtigsten Daten bei einem normalen Ladevorgang!

Oft bieten die Ladegeräte jedoch noch mehr Ladeprogramme an!
Erhaltungsladung / Lagerungsladung:
Einen LiPo Akku sollte man wenn möglich nicht bis an das maximum Laden und danach in den Schrank einlagern! Wer seinen LiPo Akku etwas gutes tun möchte, der wählt am Ladegerät den Punkt Erhaltungsladung aus und stellt dort eine Spannung von 3,8 Volt ein. Dieser Wert ist optimal um den Akku über längere Zeit einzulagern. Von diesem Wert aus, kann der Akku dann auch recht schnell „fertig“ geladen werden. Optimale Lagertemperatur liegt zwischen 16 und 18 Grad.

Entladen eines Akkus über das Ladegerät:
Auch dies ist möglich und auch hier wird die Spannung abgefragt, wie weit der LiPo entladen werden soll. 3 Volt sind die absolute Untergrenze für einen LiPo Akku. Einen manuellen Entladevorgang sollte man auf 3,3 Volt ansetzen. Hier kann man dann sicher stellen, dass der Akku beim Entladen keinen Schaden nimmt.

Wissenswertes zu den LiPo Akkus:

Die optimale Betriebsspannung eines LiPo Akkus fängt bei ca. 20 Grad an. Befindet sich die temperatur darunter wird man kein optimalen Ergebnisse erzielen. Die maximale Temperatur eines LiPo Akkus liegt bei ca. 60 Grad. Ab dieser Gradzahl fängt ein chemischer Prozess im Akku an, welcher zur Zerstörung führt.

 

Sonderfall: Mehrere LiPos ohne Balancer-Anschluss am Ladegerät laden.
Kleine LiPo Akkus für kleine RC-Modelle verfügen teilweise über keinen Balanceranschluss. Im Handel gibt es für diese Akkus so kleine Verteiler-Peitschen über diese man viele Akkus gleichzeitig laden kann. Wenn man solch eine Verteilung benutzt, kann die Amperezahl der einzelnen Akkus addiert werden! Man sollte jedoch darauf achten, das alle zu ladenden Akkus in etwa den gleichen Lade bzw. Endladezustand besitzen.

 

 

kleiner-LiPo-Akku


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One Comment

  1. ***Klugscheissmodus an***

    Wenn man solch eine Anleitung verfasst, sollte man über die nötige Grundlagenkenntnis verfügen und das auch im Artikel zeigen! Deine folgenden Angaben verwirren Laien eher, als ihnen zu helfen.

    „Strom-Angabe: 4000mAh (4 Ampere)
    Dieser Wert gibt an, wie viel Strom der Akku liefern kann.“

    Nein! Es handelt sich hier nicht um eine Strom- sondern eine Kapazitätsangabe, die besagt, welche Energie der Akku speichern kann 4000mAh = 4Ah und nicht 4A(mpere)!

    „Leistung: 29,6 Watt
    Die Leistung kann den Faktor von Ampere zur Voltangabe berechnet werden: 7,4 V x 4 A = 29,6 Watt“

    Ist zwar (abgesehen von der Grammatik) grundsätzlich richtig, wird aber so nicht auf einem Akku angegeben, weil es dort keinen Sinn macht, sondern dient als zusätzliche Kapazitätsangabe, also 7,4V x 4Ah = 29,6Wh (Wattstunden), offensichtlich für Leute, die nicht so gerne selbst rechnen.

    „Angabe: 30C
    Steht dieser Wert alleine, so kann aus dem Akku die bis 30fache Amperezahl für kurze Zeit gezogen werden. Die Amperewerte werden ja für einen Zeitraum über eine Stunde angegeben, jedoch können die Akkus kurzzeitig mehr Leistung für kürzere Zeit zur Verfügung stellen.
    Beispiel 4 Ampere x 30 = 120 A –> der Akku kann bis zu 120 A am Ausgang zur Verfügung stellen“

    Teilweise richtig (zumindest in der Schlussfolgerung): C steht für Capacity = Kapazität, d.h. dieser Akku kann mit dem 30fachen des Zahlenwerts der Kapazität entladen werden, also in dem Beispiel mit 120A, allerdings handelt es sich hier um die Dauerlast, wenn der Akku kurzzeitig (i.d.R. max für 5 Sekunden) höher belastet werden kann, ist das wie im darunter stehenden Absatz durch eine zweite C-Angabe gekennzeichnet.
    Bitte nicht A (Stromstärke) und Ah oder mAh (Kapazität = Stromstärke mal Zeit) vermischen.
    Es werden auch nicht „Amperewerte für einen Zeitraum über eine Stunde angegeben“, sondern die Kapazität ergibt sich aus der Multiplikation der gezogenen Stromstärke mit der Zeit, sonst müsste ja jeder Akku dauerhaft mit einer bestimmten Stromstärke belastet werden und wäre nach exakt einer Stunde leer 😉

    Entsprechend bei Maximum Charge Rate.

    ***Klugscheissmodus aus***

    Ansonsten recht gute Anleitung!

    Nebenbei: Hast du selbst die Rechte an den genutzten Bildern? Wenn nicht, solltest du wenigstens die Quellen angeben.

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