Akkuführer / Akkus / Batterien Modellbau

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Akkuführer
Im Modellsport (und im Modellflug im Besonderen) werden seit je her unterschiedlichste Akkus verwendet, welche je nach Einsatzgebiet eingesetzt werden. Die richtige Anwendung, bzw. Auswahl des richtigen Typs für eine bestimmte Verwendung bereitet manchen Modellfliegern Schwierigkeiten. Diese kurze Abhandlung soll helfen, den richtigen Akku für den richtigen Zweck zu finden.
Als ersten Akkutyp, den ich auch nur vollständigkeitshalber anspreche, behandeln wir den
 
Blei- Akku (Pb)
Dieser spielt im Modellsport nur noch eine Nebenrolle, da er für unsere Ansprüche zu schwer und daher vom Gewicht-/Leistungsverhältnis uninteressant ist. Er fand (oder findet) bestenfalls als Startakku für Glühzünder oder als Stromquelle für Antriebe im Modellboot Anwendung. Als einzige Domäne des Blei- Akkus verbleibt die Versorgung von Segler- Hochstartwinden. Der Blei- Akku hat pro Zelle eine Nennspannung von 2 Volt und besitzt als Elektrolyt entweder verdünnte Schwefelsäure oder Gel. Gel- Akkus sind unempfindlicher gegen ungünstige Lage oder tiefere Entladung, wobei wir gleich beim größten Nachteil des Blei- Akkus sind. Er möchte eigentlich gar nicht entladen werden und quittiert längere Standzeit im (teil-)entladenen Zustand mit kürzerer Lebensdauer. Daher Blei- Akkus immer schön volladen. Das gilt besonders für Autobatterien. Blei- Akkus werden „dauergeladen“, das heißt, sie werden ohne eine Abschaltung geladen und nehmen im vollen Zustand einfach kaum noch Ladestrom auf.
Wir kommen damit zum Arbeitspferd aller Stromspeicher; zum
 
Nickel- Cadmium- Akku (NiCd)
Diesen gibt es auch schon seit über dreißig Jahren und er ist noch heute in Sachen Robustheit und Temperatur- Unempfindlichkeit das Maß aller Dinge. Seine Nennspannung beträgt 1,2 Volt. Moderne Hochstromzellen vertragen extreme Ladeströme und lassen sich auch entsprechend heftig wieder entladen. Beim Entladen sollte aber eine Spannung von 0,8 Volt (pro Zelle) nicht unterschritten werden, da die Akkuzelle sonst langfristig Schaden nehmen kann. Ein weiterer Nachteil des NiCd- Akkus ist sein weltberühmter „Memory- Effekt“. Dieser besagt nichts anderes, als dass der Akku seine Kapazität teilweise verliert, wenn er ständig nur zum Teil entladen wird. Er erinnert (engl. memory) sich dann daran, dass er nur zum Teil gebraucht wird und stellt auch nur entsprechend wenig seiner Füllung zur Verfügung. Also immer ganz entladen (bis max. auf besagte 0,8V) und der NiCd ist dein Freund. Geladen wird er mit der sog. Delta- Peak- Abschaltung (Abschaltung bei Spannungs- Abfall durch vollen Akku) oder mittels Temperatur- Abschaltung (Abschaltung aufgrund steigender Akkutemperatur durch angebrachten Sensor). Der NiCd wird seit einigen Jahren kaum noch weiterentwickelt, da er das giftige Schwermetall Cadmium beherbergt und soll igendwann von der Europäischen Union verboten werden. Aber sein Nachfolger hat seine Arbeit bereits begonnen, daher jetzt zum
 
Nickel- Metall- Hydrid- Akku (NiMH)
Dieser gehört, wie der Name schon sagt, auch zur „Nickel- Familie“, gilt aber aufgrund der Verwendung von Wasserstoff als ungiftig. Nennspannung und Benehmen des NiMH sind ähnlich dem NiCd, wobei der Memory- Effekt nicht ganz so ausgeprägt ist. Von der Belastbarkeit sind einige Zellen ihren NiCd- Brüdern bereits überlegen. Das gilt allerdings nicht fürs Laden. Während NiCd- Akkus meistens „bis zum Anschlag“ geladen werden können,  ist bei den NiMHs schon vorher Schluß. Als Faustregel gilt dabei, dass die Akku- Kapazität (mAh) mit 1,5 multipliziert grob  den empfohlenen Ladestrom ergibt.
Beispiel: Akku mit 2000 mAh  x 1,5 (C) = 3 A Ladestrom (3000 mA)
Eine weitere Besonderheit des NiMH ist sein Temperaturverhalten. Er mag keine niedrigen Temperaturen. Weder beim Laden, noch beim Entladen. Er gibt auch seine maximale Leistung erst dann, wenn man sich beim Anfassen fast die Finger verbrennt (> 60° C). Deswegen soll man Antriebsakkus unmittelbar nach dem Laden in den Flieger stecken und so schnell wie möglich starten.
Bei niedrigen Temperaturen, z.B. im Winter verweigern NiMHs schon mal schneller den Dienst als NiCds , weshalb man sie im Auge behalten muss, wenn sie als Empfängerakku dienen. Alle Zellen in einem Pack driften nach einigen Ladungen schon mal spannungsmäßig etwas auseinander. Das gilt natürlich auch für NiCds. Man sollte daher nach ca. zwanzig Flügen den Akku mal an ein Dauerladegerät hängen mit einem Zehntel der Akku- Kapazität einen Tag lang laden. Dann sind alle Zellen wieder auf einer Höhe und können richtig loslegen. Diesen Vorgang nennt man übrigens „formieren“.
Kommen wir nun zum neuen Star am Akku- Himmel, dem
 Lithium- Akku (LithiumIonen, LithiumPolymer, LithiumMangan)
Der Lithium- Akku hat komplett andere Eigenschaften als die bisher beschriebenen.
-Er hat eine Nennspannung von 3,7 Volt (LiIo, LiPo), bzw. 3 Volt (LiMn).
-Er hat so gut wie keine Selbstentladung.
-Er hat keinen Memory- Effekt.
-Er stellt alle anderen Akkus vom Gewichts-/Kapazitätsverhältnis in den Schatten.
Aber:
-Er ist sehr empfindlich.
-Bei falscher Behandlung reagiert er stocksauer bis gefährlich.
-Sein Innenleben ist giftiger als das aller anderen Akkus zusammen.
 Der Betrieb von Lithium- Akkus erfordert also etwas mehr Sorgfalt als die anderen Typen.
Beginnen wir mit dem Laden. Der Ladestrom der momentan zu kaufenden Lithium- Typen liegt bei 1 C. Das heißt nichts anderes, als dass man die Kapazität (engl. Capacity, abgekürzt C) mit dem Ladestrom gleichsetzen sollte.

Beispiel:           KOKAM 360 (mAh)= 360 mA Ladestrom
oder
FLIGHT POWER 3300 (mAh) = 3,3 A Ladestrom

Höhere Ladeströme schaden den meisten Akkus auf Dauer. Lithium- Akkus werden weder dauergeladen, noch nach Delta- Peak-/ oder Temperatur- Abschaltung. Das Ladeverfahren läuft einzig und allein über eine vom Ladegerät definierte Abschaltspannung. Die liegt z.B. bei LiPos bei ca. 4,2 Volt, bei LiIos etwas darunter. Eine Überschreitung dieser Ladespannung findet der Akku unlustig und merkt sich das. Genauso sieht die Sache bei der Entladung aus. Ein Lithium- Akku sollte nicht unter 2,5 Volt entladen werden, da sonst seine innere Zellstruktur Schaden nimmt. Es könnte dann sein, dass er sich zunächst nichts anmerken lässt, aber beim nächsten Ladevorgang im Inneren aber sehr viel Gas produziert und „dicke Backen macht“. Wenn diese zu dick werden und die Außenhaut reißt (LiPo), verbindet sich das Gas mit dem Sauerstoff der Luft und entzündet sich schlagartig, was sich dann negativ auf seine Umgebung auswirken kann (es brennt).
Nicht umsonst laden die meisten Wettbewerbspiloten ihre Akkus im  Römertopf (kein Witz) oder bauen sich einen mit Fliesen ausgekleideten Ladekoffer. Den gibt’s seit kurzem auch bei Graupner.
Um all diese Gefahren zu umgehen, müssen wir dafür sorgen, dass sich jede einzelne Zelle immer im grünen Bereich befindet, das heißt nie über- oder unterladen wird. Beim Laden steckt man daher einen so genannten Balancer (oder Equalizer) an den Akkupack, der darauf achtet, dass alle Zellen immer die gleiche Spannung haben. Beim Entladen achtet der Regler durch eine Spannungsüberwachung darauf, dass der Akku nicht zu tief entladen wird. Den Akku beim Laden am besten auf einen nicht brennbaren Untergrund legen und im Auge behalten.
 LiPos erkennt man an ihrer flachen Form und den beiden Blechableitern. Sie sind von außen nur mit einer silbrigen Folie umschlossen und daher empfindlich auf mechanische Belastung.
LiIos besitzen einen Metallbecher und sind den herkömmlichen Nickel- Akkus ähnlich, sind also erheblich robuster aber auch schwerer als LiPos.
LiMns besitzen ebenfalls einen Metallbecher, werden aber kaum noch hergestellt und spielen eigentlich keine Rolle mehr.
 
Alle Lithium- Akkus mögen wie erwähnt keine Kälte und geben ihren Energie am liebsten erst über 35°C ab. Als Empfänger- Akku im Winter absolut ungeeignet und garantierte Absturzursache.
 
Fazit:  
 
Verwendung:                als Empfängerakku                              als Antriebsakku
 
NiCd:                                               was sonst                                                      jawoll
 
NiMH:                                                geht so                                                         aber hallo
 
Lithium:                                        nur in Marokko                                               und wie
 
 
Das war’s im Groben. Ich hoffe, dieser Akkuführer hat einige Fragen beantwortet und hilft bei zukünftigen Entscheidungen.

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