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Akkuparameter Akkuparameter

Akkuparameter

 
Eingetragen von DerMitDenZweiLinkenHänden, 19.12.2012 22:11 Uhr

Letzte ßberarbeitung von DerMitDenZweiLinkenHänden, 14.02.2013 06:43 Uhr
Hier sind die meisten Akkuparameter in zusammengefasster Form erläutert und auch in wiefern diese Parameter beim Laden des Akkus Berücksichtigung finden. Die Zahlenwerte sind Beispiele und müssen nicht unbedignt realen Werten entsprechen. Der Spannungswerte der Einzelzellen gelten für Lithium-Polymer Akkumulatoren.

Die Spannung U [gemessen in Volt ?? V]
Die Spannung ist eine Einhei,t die man sich schwierig vorstellen kann, nützlich ist sie vor allem weil man damit gut rechnen kann. Zur Spannung wird auch Potential gesagt, was um es sich vorzustellen ein besserer Begriff ist.
Bildlich gesprochen könnte man vllt. sagen, dass die Spannung angibt, wie viel Kraft die Elektronen aufbringen können. Am liebsten hätten wir, dass unsere Akkupacks eine immer konstante Spannung liefern, doch das wäre dann ein Perpetuum Mobile. Im Verlaufe der Nutzung sinkt die Spannung unseres Akkus kontinuierlich, da er entladen wird. Die Entladeschlussspannung sollte möglichst nicht erreicht werden, sie liegt bei LiPos bei 3V / Zelle. Wird sie erreicht bzw. unterschritten, laufen im Inneren des Akkus chemische Prozesse ab, die den Akku zerstören.

Laden
Die Zahl der (in Serie geschalteten) ZELLEN eines Akkus bestimmt seine Spannung. Eine LiPo-Zelle hat eine Nennspannung von 3,7V. Das ist die Spannung, die auch unter Belastung bei geladener Zelle gehalten wird. Die Ladeschlussspannung ist 4,2V je Zelle. Zum Aufladen muss das Ladegerät also in der Lage sein Anzahl der Zellen * 4,2 V am Ausgang zu liefern. Dies ist zwingend notwendig, sonst kann man das Ladegerät nicht verwenden.

Der Strom I [gemessen in Ampere ?? A]
Der Strom, endlich kann man sich etwas unter einer Einheit vorstellen. Strom ist die Menge der Elektronen pro Zeit (Ladung pro Zeit), also letztenendes, wie viele Elektronen durch das Kabel fließen. Ein Strom bildet sich nie von allein, sondern immer nur in einem geschlossenen Stromkreis (anders als bei der Spannung, die ist immer da.)

Wenn wir unseren Heli betreiben, müssen also entsprechend viele Elektronen aus dem Akku raus in den Motor. Muss der Motor viel arbeiten (Hohes Moment aufbringen, sich schnell drehen) werden mehr Elektronen gebraucht um den Motor zu versorgen, der Strom steigt. Alternativ könnte man auch eine höhere Spannung nutzen um den Motor mit mehr Energie zu versorgen, doch die Spannung ist für uns leider konstant, da sie von der Anzahl der Zellen abhängt. Wir bestimmen, wie viel Strom wir aus dem Akku fließen lassen. Da der Akku jedoch leider irgendwann leer ist beginnt er die Spannung zu senken, denn am entnommenen Strom kann er nichts ändern, das kontrollieren wir bzw. der Regler.

Hohe Ströme werden kritisch in der Handhabung, Kabelquerschnitte müssen größer sein, die Elektronik ist schwieriger zu bauen und muss mehr gekühlt werden, etc. Deshalb haben größere Hubschrauber mehr Zellen, um den Strom zu senken und trotzdem mehr Leistung abgeben zu können (P=U*I ?? Leistung ist Spannung mal Strom).

Laden (2)
Im Ladegerät wird eingestellt wie hoch der Strom ist den wir in den Akku schicken, damit er die Elektronen aufnimmt. Es gibt dabei keine untere Grenze (außer natürlich 0). Es ist egal wie viel Ampere ein Ladegerät liefern kann. Bringt es die entsprechende Spannung auf (s.o.) kann man den Akku auf jeden Fall laden. Es dauert nur länger.

Im Normalfall sollte man mit der Kapazität des Akkus laden. Hat der Akku also 2100mAh sollte man nicht mit mehr als 2100mA = 2,1A laden. Weniger ist immer erlaubt, es dauert nur länger, ist im Zweifel aber schonender für den Akku. Wenn es MAL schnell gehen soll sind auch 1,5 ?? 2 * Kapazität (im Bsp. Also bis zu 4,2A) erlaubt. Es muss allerdings dann auch besonders aufgepasst werden. Der Akku darf sich beim Laden nicht erwärmen! Außerdem wird er wahrscheinlich an Zyklen verlieren wenn man mit höheren Strömen lädt.

Die Kapazität [mAh / Ah]
Die Kapazität des Akkus gibt an ??wie viele Elektronen er aufnehmen kann??. 2100mAh bedeutet das der Akku eine Stunde lang 2100mA bzw. 2,1 A abgeben kann bis er leer ist. Wir entnehmen in aller Regel allerdings wesentlich höhere Ströme z.B. 21A, da der Strom 10x so hoch ist wie die mAh Angabe, können wir auch nur noch 1/10 von einer Std. Strom entnehmen (=fliegen); sind also 6min.

Laden (3)
Das Ladegerät schickt so lange Elektronen in den Akku, bis er seine Leerlaufspannung erreicht. Es ??zählt dabei die Elektronen?? und zeigt uns an, wie viele es waren. Wir sollten nur so lange fliegen, bis diese Angabe ca. 20% unter den Nennkapazität des Akkus liegt (bei 2100mAh sollten also 1600mAh=80% nachgeladen werden). Die nachgeladene Kapazität ist die einzige zuverlässige Prüfgröße die wir haben! Nur sie zeigt uns wirklich zuverlässig, ob wir zu lange geflogen sind oder ob es noch etwas mehr sein darf. Und man kann es im Normalfall erst beim Laden herausfinden. Man muss sich also herantasten (immer beim Laden schauen wie viel nachgeladen wurde).

C-Rating
Das Capacity Rating ist keine genau definierte Sache. Unterschiedliche Hersteller werden hier unterschiedliche Testweisen haben. Für die Praxis kommt für uns in etwa das folgende heraus: Das C-Rating gibt an, wie hoch der maximale Strom, der aus dem Akku entnommen wird, sein darf, ohne dass er sich stark aufheizt und dadurch Schaden nimmt. Bei einem Akku mit 20C darf max. 20* die Kapazität an Strom entnommen werden. Bei einer Kapazität von 2100mAh=2,1Ah also ein max. Strom von 42A. Höhere C-Ratings als beim letzten Akku darf man immer verwenden, sind aber nicht nötig wenn der aktuelle Akku sich nicht zu sehr erwärmt.

Die Akkukonfiguration
Die Akkukonfig gibt an, wie viele und wie die Akkus verschaltet sind. Eine einzelne Zelle hat eine Nennspannung von 3,7 V, schaltet man sie in Serie (=Reihe, auch "S") erhöht sich die Spannung. 3S heißt also 3*3,7V=11,1V. Schaltet man sie Parallel (="P") erhöht sich die Kapazität, wodurch auch die Strombelastbarkeit steigt (C-Rating ist von der Kapazität abhängig, der max. entnehmbare Strom wird also auch größer).

Die Anzahl der Einzelzellen ergibt sich aus der Multiplikation von S und P. 6S3P heißt also 18 Zellen.

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