Die Geschichte mit dem Akku - Modellfluggruppe Westamt

Modellfluggruppe Westamt Uetendorf
MG-WU
Die Geschichte mit
dem Akkumulator
(Akku)
Ein Versuch, das Gewirr in den
Bedienungsanleitungen verschiedener
Ladegeräte für wieder aufladbare Modellflugbatterien zu entwirren und eine allgemein
verbindliche Zusammenfassung zu schreiben.
Eine Volkstümliche Zusammenfassung eines Juniors anlässlich des
Dolomiten-Segelfluglagers 2011. Diese Geschichte wurde als Theorie-Block
im Lager präsentiert und diskutiert.
Author:
HB-WU33
Datum:18. Juli 2011
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Theorie
Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku)
Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku)
Damit auch Nicht-Ingenieure selber einen Akku laden können und nicht immer unter dem latenten
Druck „chunnts äch guet“ stehen, habe ich versucht, die oberkomplizierten und in sich nicht
konsistenten Bedienungsanleitungen oder besser CTG (Chaotisches Techniker Gewirr) in einem Kübel
einzuweichen, das Wichtigste herauszupressen und in dieser Geschichte niederzuschreiben.
Inhaltsverzeichnis
Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku)
2
Inhaltsverzeichnis
2
Auf Tuchfühlung
3
Akku-Wissen kompakt
5
Tips für Eilige
5
Gängige Akku-Typen beim Modellflug
5
Die Werte, die ich verstehen muss.
6
Allgemeine Akku Werte in Abhängigkeit des Akku-Typ
6
Laden eines LiPo-Akkus mit dem Ladegerät Graupner ULTRAMAT 14 plus
7
Akku ausbauen
7
Welche Werte woher nehmen
7
Jetzt stelle ich das Ladegerät ein.
7
Geräte und Quellenangaben
8
Graupner ULTRAMAT 14 plus
8
Schulze nextGeneration II
8
Internet
8
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Theorie
Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku)
Auf Tuchfühlung
Mein Modellflugzeug, ein Motorsegler aus ELAPOR speziell geeignet für Junioren die noch nicht
fliegen können, braucht einen Akku, der Sender auch.
Bild 1, Motorsegler
Damit der Elektromotor dreht und der Empfänger empfängt, braucht es doch zwei Akkumulatoren?
Mein Flugzeug hat aber nur Einen!
Da hat es noch so ein viereckiges kleines Zeugs mit dicken und dünnen Drähten dran?
Zwei Dicke gehen zum Akku, zwei Dicke gehen zum Motor, drei Dünne führen zum Sender an einen
Servo Anschluss und am Akku hat es noch einen kurzen Kabelstumpen mit einem mehrpoligen
Stecker dran!
Meine Kumpels erklären mir, dass das kleine Zeugs ein „BEC“ sei. Der sei eine Art Stromverteiler und
Strom Servo. Der „BEC“ ermögliche die Motordrehzahl zu steuern und schaue, dass der Motor nicht
allen Strom für sich braucht, damit das Flugzeug noch für die Landung gesteuert werden kann, bevor
der Akku leer ist. Das scheint ein schlaues Teil zu sein. Mehr wollte ich im Moment nicht wissen, weil
der „BEC“ für das Laden nicht gebraucht wird.
Nun wollte ich meinen Akku mit meinem neu erstandenen Ladegerät laden. Da hat es Knöpfe, einen
kleinen Bildschirm und verschiedene Buchsen dran. Das Handbuch verstand ich gar nicht. Die
Einstellmöglichkeiten waren spannend, es hatte viele „chinesische“ Texte wie PROGR, INC, DEC usw.
Wie man die Einstellungen schlussendlich vornehmen würde, vorausgesetzt ich wüsste was rein
kommen sollte, war mir so klar wie eine frisch gekochte Mehlsuppe.
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Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku)
Zum Glück hat man Kumpels, die man fragen kann. Alle waren sehr hilfsbereit, einige wussten nicht
genau wie es geht, andere wussten genau wie es geht. Jeder der es genau wusste, wusste es aber
nicht genau gleich. Zu meinem erworbenen Halbwissen aus dem Handbuch und meinen Spielereien
am Ladegerät kamen nun noch verschiedene Varianten der Insider hinzu. Langsam strebte ich gegen
ein Akku-Lade-Trauma. Hätte ich nicht ein Ingenieurstudium hinter mir, wäre es mir wahrscheinlich
egal. Uns hat man leider beigebracht, zu grübeln, bis alle Klarheiten beseitigt sind.
Einer wusste extrem viel Theoretisches über Akkus, wusste aber auch nicht genau wie die modernen
Geräte zu bedienen sind. Ich nannte ihn Akku-Crack. Einen ganzen stürmischen Regentag haben wir
(der Batterie-Crack und ich) zusammen diskutiert, die Handbücher der verschiedenen Ladegeräte xmal gelesen, verglichen, ausprobiert, gemessen und getüftelt, bis wir glaubten, eine einigermassen
brauchbare Zusammenfassung der wesentlichen Sachen über das Laden von Akkus beisammen zu
haben.
Anschliessend an den Forschungsnachmittag habe ich „Die Geschichte mit dem Akkumulator“ den
Kumpels präsentiert, um herauszufinden, ob das was ich aufgeschrieben habe, passt und für
Praktiker brauchbar ist.
Vertretbare Vereinfachungen, Korrekturen und Ergänzungen aus der laufenden Diskussion arbeite
ich nach Möglichkeit ein.
An dieser Stelle besten Dank den Dolomiten-Kumpels 2011 der Modellfluggruppe MG-WU
Chlöisu, Didi, Fredi, Hans, Harry Potter, Köbu, Manuel, Paul, Pavian, Pesche 1, Pesche 2 und Toni
für die aktive und sehr offene Art, die Geschichte zu kommentieren. Einen besonderen Dank geht an
den Akku-Crack, für seine Geduld, meine Fragen anzuhören, einen ganzen Tag mit mir technische
Diskussionen zu führen und das Manuskript gegen zu lesen.
In der vorliegenden Zusammenfassung habe ich auf Exkursionen in den Bereich der Spazial- und
Sonderfälle verzichtet und die empfohlenen Werte so gewählt, dass Batterien nicht in den Himmel
befördert werden. Das hat zur Folge, dass Batterien nicht immer mit der maximal möglichen
Geschwindigkeit geladen werden. Auf die Themen der Entladung, Zellauffrischung und MemoryEffekt habe ich weitgehend verzichtet, weil die verschiedenen Meinungen weit auseinander gehen
und die Bedingungen durch Fortschritte beim Batteriebau laufend ändern. Wer darüber trotzdem
mehr erfahren will, darf das gerne tun. Fachliteratur, Bedienungsanleitungen und Kommentare dazu
sind im Internet in ahnsehnlicher Fülle zu finden. Am Schluss dieses Berichts, finden Sie eine
Quellenangabe. Viel Spass beim Forschen.
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Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku)
Akku-Wissen kompakt
Tips für Eilige
1. Zuerst das Ladegerät einstellen, dann den Balancer anschliessen und dann den Akku
anschliessen
2. Einstellungen am Ladegerät
a. Batterietyp einstellen
b. Ladeprogramm auswählen
c. Ladegerät, Batterietyp- und Programmabhängige Werte einstellen wie:
i. Akku Kapazität (Fassungsvermögen)
ii. Max. Lade-Stromstärke
iii. Max. Entlade-Stromstärke
iv. usw. (siehe Tabelle weiter unten).
3. Akku nie über die Ladeschlussspannung laden (überladen), sonst kann der Akku sehr heiss
werden und dadurch explodieren. Wenn der Akku beim laden handwarm wird, ist das
normal.
4. Nie einen vollen oder fast vollen Akku laden, auch nicht automatisch. *
5. Akku nie unter die Entladeschlussspannung entladen (tiefentladen), sonst kann man ihn nicht
mehr laden. D. h. wenn der Sender piepst, sofort landen und laden.
6. Um dem Memory-Effekt vorzubeugen, sollte der Akku nicht aus halbvollem Zustand
nachgeladen, sondern entladen und anschliessend geladen werden. Den Akku ausschliesslich
mit einem Ladegerät entladen, falls das Lädegerät so was kann. Graupner ULTRAMAT 14 plus
kann es nicht. In diesem Fall vergiss das Thema Entladen gleich wieder. Andere Methoden
würden den Akku tiefentladen und den Akku zerstören.
*
Damit keine Frühabschaltung eintritt, ist die Abschaltautomatik im Ladegerät bei Ladebeginn in der Regel für ca. 5 bis
10 Minuten ausgeschalte. Das heisst, ein voller Akku kann auch in der automatischen Betriebsart des Ladegeräts
überladen werden.
Gängige Akku-Typen beim Modellflug
Obergruppe
Nickel
Lithium
Blei
Untergruppe
Nickel-Cadmium
Nickel-Metall-Hydrid
Lithium-Ferro
Lithium-Ionen
Lithium-Polymer
Blei (Plumbum)
Abkürzung
NiCd
NiMH
LiFe
LiIo
LiPo
Pb
Bemerkung
Verwendung sinkend
Oft im Sender
Oft im Flugzeug
Im Flugzeug nicht geeignet
Akkus beim Modellflug bestehend meistens aus mehreren in Serie geschalteten Zellen.
Die Nennspannung ist die Zellenspannung mal Anzahl Zellen.
z. B. 3 LiPo Zellen ergeben eine Nennspannung von 3 x 3.7 V = 11.1 V
Die Gesamtkapazität entspricht der Zellkapazität und ändert nicht, wenn mehrere Zellen in Serie
geschaltet werden.
z. B. 3 LiPo Zellen mit einer Zellenkapazität von 2000 mAh ergeben auch in Serieschaltung eine
Nennkapazität von 2000 mAh.
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Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku)
Die Werte, die ich verstehen muss.
Zeichnung 1, Der Akku und die wichtigsten Werte
Allgemeine Akku Werte in Abhängigkeit des Akku-Typ
Tabelle mit Werten für das Laden und Entladen für Akkus mit einer Zelle.
Wichtig! Die Herstellerangaben auf dem Akku haben Vorrang und müssen beachtet werden.
Parameter
Wert in Abhängigkeit vom Akku-Typ
Akku-Typ
NiCd
NiMH
LiFe
LiIo
LiPo
Pb
Kapazität (Fassungsvermögen) in [mAh]
steht auf der Zelle
Nennspannung in Volt [V]
1.2
1.2
3.3
3.6
3.7
2
(Zellenspannung x Anzahl Zellen)
Entladeschlussspannung in Volt [V]
0.85
1.0
2.0
2.5
3.0
1.7 V
Ladeschlussspannung in Volt [V]
1.5 V
1.5 V
3.65 V 4.1 V
4.2 V
2.3 V
Max. Ladestrom in C 1 (max. 2 A)
2 C1
1.6 C
2C
0.7 C
0.7 C
0.15 C
Max. Entladestrom in C 1 (max. 2 A)
2C
1.6 C
1C
1C
1C
0.2 C
Balancer
Wenn ein Balanceranschluss vorhanden ist, sollte die
Balancerfunktion auf jeden Fall verwendet werden.
Tabelle 1: Allgemeine Akku-Daten
1 C = Akku-Nennkapazität.
Beispiel: Ein NiCd-Akku mit einer Nennkapazität von 2‘000 mAh sollte mit 2 C = 4 A geladen
werden. Schulze meint auf Seite 7 es dürfe nicht weniger als 2 C sein. Das sehe ich nicht so, weil
z.B. die Automatik mit weniger Strom lädt. Zu beachten ist auch, dass verwendete Kabel und
Kontakte in der Regel für max. 2 Ampere gebaut sind, darum empfehle ich 2 A nicht zu
überschreiten.
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Laden eines LiPo-Akkus mit dem Ladegerät Graupner ULTRAMAT 14 plus
Akku ausbauen
Zuerst baue ich den Akku aus dem Flugzeug aus und lege ihn auf eine nicht brennbare Unterlage,
damit ich den Akku besser unter Kontrolle haben kann und den Schaden begrenze, falls der Akku
heiss und dick wird und explodieren will. Es wäre schade, wenn ich den Akku inklusive Flugzeug in die
Luft sprengen würde, der Akku allein ist schon schlimm genug.
Bild 2, LiPo Akkumulator
MULTIPLEX, Li-BATT eco, 3/1-2000 12 C, Lithium-Polimer Battery 11.1V/2000mAh, # 15 7231,
Standard MPX Type Balancer Connector, Max. Charge / Discharge Current: 2A / 24A continous.
Welche Werte woher nehmen
Auf dem Akku-Aufdruck finde ich:
Typ:
Lithium-Polimer
LiPo
Max. Lade-Strom
Max. Charge Current 2A continous
2A
Kapazität
2‘000 mAh
Balancer
JA
In der Tabelle 1, Allgemeine Akku-Daten finde ich:
Ladeschlussspannung:
in Spalte LiPo
4.2 V
Weitere Werte brauche ich nicht, um mit meinem Ladegerät eine LiPo Batterie zu laden.
Jetzt stelle ich das Ladegerät ein.
Bild 3, Ladegerät mit angeschlossenem Akku.
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Schritt Aufgabe
1.
Akku-Typ auf LiPo stellen
2.
3.
Ladeschlussspannung einer Zelle
einstellen.
Max. Lade-Strom einstellen
4.
Kapazität einstellen
5.
6.
Balancer anschliessen
Akku anschliessen
7.
8.
9.
Ladevorgang starten
Ladevorgang laufen lassen.
Wenn der Ladevorgang abgeschlossen
ist, Werte ablesen und notieren.
Ladevorgang abmelden.
Akku abhängen.
Balancer abhängen.
10.
11.
12.
Theorie
Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku)
Vorgehen
1.
So oft 2 Sekunden lang auf PROG/MODE
drücken, bisLiFe, LiLo oder LiPo erscheint.
2.
PROG/MODE antippen.
3.
So oft INC antippen bis LiPo erscheint.
4.
ENTER/START antippen.
5.
DEC oder INC drücken bis 4.20 V/C steht.
6.
PROG/MODE antippen.
7.
DEC oder INC drücken bis C:2.0 A steht.
8.
ENTER/START antippen.
9.
DEC oder INC drücken bis 2000 mAh steht.
10.
Balancer Kabel einstecken.
11.
Ladekabel Kabel am Ladegerät
anschliessen, anschliessend Akku an das
Ladekabel anschliessen.
12.
ENTER/START antippen.
13.
warten
14.
Geladene Ladung vom Display
aufschreiben.
15.
ENTER/START antippen.
16.
17.
Geräte und Quellenangaben
Graupner ULTRAMAT 14 plus
•
Mikroprozessorgesteuertes Hochleistungs-Schnellladegerät für NiCd- / NiMH-, LiPo-/LiIo/LiMn-/LiFe- und Pb-Akkus, Ladestrom bis 5 A, Eingebauter Balancer für Li-Akkus und
MiMH/NiCd-Akkus.
Graupner, Bedienungsanleitung ULTRAMAT 14 plus, Best.-Nr. 6464
Hersteller: Graupner GmbH & Co. KG, D-73230 Kirchheim/Teck, Deutschland
Schulze, nextGeneration II
Schulze nextGeneration II
•
Mikroprozessorgesteuertes Schnellladegerät, Entladegerät, Kapazitätsmessgerät, AkkuFormierungsgerät für Ni-Cd-Sinterzellen, Ni-MH-, Blei- und Lithium-Akkus (Li-FePO4, Li-Ion,
Li-Po)
Schulze, Bedienungsanleitung nextGeneration II 2x7-280, 14-280, 14-350 ab Firmwareversion
V 1.00, Stand 03.10
Hersteller: Schulze Elektronik GmbH, Prenzlauer Weg 6, D-64331 Weiterstadt, Deutschland.
Informationsquellen:
Internet
•
Wikipedia
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