RC Modellbau LiPo Akku

Aufbau LiPo Akku

Wie der Name schon sagt, besteht ein Lilithium Polymer Akku, kurz LiPo Akku, überwiegend aus Polymerfolien.

Die festen oder gelartigen, gefalteten Polymerfolien, welche als Elektrolyten dienen, sind elektrisch leitend und bewirken den Ladungstransport der Ionen.

Auch die negative Elektrode aus Graphit und die positive Elektrode aus Lithium-Metalloxid sind ebenfalls Folien und befinden sich an den Außenseiten des gefalteten Polymerfolienpakets.

Geschützt werden die leicht verletzlichen Schichten nur durch eine Kunststofffolie und / oder Alufolie. Deshalb sind LiPo Akkus sehr empfindlich gegen mechanische Belastung.

Gute LiPo Akku Packs sind deshalb zusätzlich noch durch robuste Kunststoff-Gehäuse geschützt.

Ein ganzes Folienpaket bildet eine Akkuzelle und üblicherweise beträgt im RC Modellbau die Spannung einer LiPo Zelle 3,7 V.

Als Besonderheit zu anderen Akkus haben LiPo Akku Packs noch ein zusätzliches Kabel, mit diesem Kabel werden die Spannungen der einzelnen Zellen beim Laden und / oder Entladen angeglichen.

Schaltungsaufbau eines Lipo Akku Pack

Es gibt viele Möglichkeiten die einzelnen Zellen eines LiPo Akku Packs intern in Serie (Reihe) oder Parallel zu schalten (verbinden).

Die Schaltung (Verkabelung) eines LiPo Akku Pack wird in Zahlen und Buchstaben angegeben und ist entscheidend für die Spannung (Volt) und Kapazität (mAh) eines LiPo Akku Packs.

2s, 3s, … LiPo Akku

Ihr habt sicher schon mal die Angabe von 2s oder 3s LiPo Akku Packs oder von 2s1p oder 3s2p LiPo Akku Packs gesehen, oder davon gehört.

Der Buchstabe „s“ hinter der Zahl gibt an, wie viele Zellen eines LiPo Akku Packs in Serie (Reihe) und das „p“ wie viele Zellen parallel geschaltet sind.

Werden die Zellen in Serie bzw. Reihe geschaltet, hat ein LiPo Akku Pack mehr Volt (V) und wenn die Zellen parallel geschaltet werden, hat der Akku Pack mehr Kapazität (mAh).

Natürlich können bei 6 Zellen eines LiPo Akku Packs, 3 in Serie und die zwei 3er-Packs parallel geschaltet werden.

Das ist übrigens der momentan so beliebte und sehr leistungsstarke 3s LiPo Akku Pack mit 11,1 V.

Zudem wird dieser auch zweimal verbaut, um eine Spannung von 22,2 V (2x 11,1 V) mit extremer Leistung zu erzielen.

2s1p –> 2 Zellen in Serie geschaltet. Dieser LiPo Akku Pack hat insgesamt 2 Zellen. Da jede LiPo Zelle 3,7 V hat, leistet dieser Akku Pack 7,4 V.

3s2p –> 3 Zellen in Serie mit je 2 in Zellen parallel geschaltet. Dieser LiPo Akku Pack hat insgesamt 6 Zellen. Da jede LiPo Zelle 3,7 V hat, leistet dieser Akku Pack 11,1 V.

20 C, 30 C … LiPo Akku

Die Angabe des C-Werts bei Akkus, gibt das Verhältnis zwischen der Kapazität und Belastbarkeit des LiPo Akku an.

So kann der maximale Entladestrom, sprich die maximale Belastbarkeit des Lipo Akku errechnet werden.

Dies ist wichtig um einen geeigneten, sprich richtigen Akku für einen bestimmten Motor auswählen zu können.

Denn ein Akku muss auch den Strom (Entladestrom) liefern können, welcher in Ampere (A) angegeben wird, den der Motor maximal verbraucht (zieht).

Anbei sei erwähnt, dass der Fahrtenregler ebenfalls den maximalen Strom des Motors verkraften können muss. Sonst kann dieser durchbrennen und somit kaputt gehen!

Die Formel zur Errechnung lautet, Kapazität (mAh) des Akkus mal den C-Wert des Akkus geteilt durch 1000. So erhält man den maximalen Strom (Entladestrom) in Ampere (A).

20 C –> Bei einem LiPo Akku 3000 mAh mit 20 C, beträgt der max. Entladestrom 60 A.

30 C –> Bei einem LiPo Akku 4600 mAh mit 35 C, beträgt der max. Entladestrom 161 A.

Laden und Entladen LiPo Akku

LiPo Akkus können nicht mit einem normalen Ladegerät geladen werden! Würde man dies machen, können sich LiPo Akkus aufblähen, entzünden oder sogar explodieren.

Auch gerade deshalb sollten LiPos niemals mit einem geeignetem Ladegerät unbeaufsichtigt geladen werden.

Um die vorher genannten Gefahren zu vermeiden und einen LiPo richtig laden zu können, muss ein LiPo Ladegerät einen Balancer haben oder wenn es keinen hat, muss ein externer Balancer zwischen Ladegerät und Akku geschaltet werden.

Ein Balancer gleicht durch entladen die unterschiedlichen Zellspannungen der einzelnen Akkuzellen an und am zusätzlichen Kabel des LiPo Akku Packs wird der Balancer angeschlossen.

Beim Laden mit einem Balancer wird der LiPo Akku Pack wie gesagt erst entladen. Sind die Zellen auf die gleiche Spannung entladen, lädt das Ladegerät nun den LiPo Akku Pack.

Da die bekannte Delta Peak Abschaltung aber bei bei LiPo Akkus nicht funktioniert, werden die Zellen bis zu einer Spannung von 4,2 V geladen.

Damit nun aber nicht überladen wird, wird der Ladestrom in der Nähe der Ladeschlussspannung sukzessive reduziert. Darum dauert das Laden von LiPos etwas länger.

Geladen werden können LiPo Akkus mit 1 C oder 2 C, aber auch hier ist weniger mehr und schont den Akku.

Zudem gibt es noch Equalizer die schon beim Laden die Spannung der einzelnen Zellen angleichen. So muss ein Balancer nicht erst die Zellen entladen und auf ein gleiches Spannungsniveau bringen.

Wie auch andere Akkus, sollten LiPos erst vor dem Laden abgekühlt sein, sofern sich diese bei Gebrauch überhaupt erhitzt haben.

Vorteile und Nachteile LiPo Akku

Natürlich hat der LiPo Akku Vorteile aber auch Nachteile. Denn nicht umsonst gibt es immer noch die guten altbewährten NiMH Akku im RC Modellbau.

Vorteile

• Der LiPo Akku ist ein Leichtgewicht, im Gegensatz zum leistungsgleichen NiMh Akku um ca. 30 – 45 % leichter.
• Ein LiPo Akku kann höhere Ströme (hochstromfähig) als andere Akkutypen abgeben.
• Durch den Schichtbau der Folien kann ein LiPo Akku in jeder beliebigen Form gebaut werden.
• Die Lebensdauer von LiPo Akkus ist bei richtiger Handhabung doppelt so lang, als bei anderen gängigen Akkus.
• Es kann bei LiPo Akkus keinen Memoryeffekt geben.

Nachteile

• Der Schichtbau der Folien von LiPo Akkus bringt leider eine große Verletzbarkeit mit sich.
• Lipo Akkus sind nicht so günstig wie andere Akkus in der Anschaffung.
• Um einen LiPo Akku zu laden / entladen, ist dringend ein Balancer oder Equalizer erforderlich.
• LiPo Akkus reagieren empfindlich bei Kurzschluss, Überladung und Tiefentladung. Im schlimmsten Fall können LiPo Akkus sich entzünden oder sogar explodieren!