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Veröffentlichung im Modell-Flieger, Heft 4/10

Denkanstoß

Lipo-Akkus sind nicht ohne

in der Modellflug-Zeitschrift

Heft August/September 2010 , Seite 42

Titel:

So geht´s richtig
Der Ursprungstext zur Veröffentlichung entstand aufgrund einer ganzen Anzahl von Vorkommnissen, begonnen mit einem geplatzten Akku aus dem eigenen Bestand über ein verqualmtes Wohnzimmer eines Bekannten bis hin zu einem spektakulären Absturz eines Vereinskollegen mit einem Beinahe-Flächenbrand. Alle Vorkommnisse verdeutlichen, dass ein paar wachrüttelnde Zeilen sicherlich nicht schaden können.
Der letztendlich abgedruckte Text wurde in enger Absprache mit der Redaktion deutlich entschärft und gibt die eigentliche Intention des Autors nur abgeschwächt wieder.Hier daher die unzensierte Original-Version:

Lithium-Polymer Akkus (kurz "Lipos") sind nicht ohne!

Akkus des Typs Lithium-Polymer gehören mittlerweile ebenso zum Modellflug wie die 2,4-Ghz-Technik. Sie werden fast von jedermann für alle Modelltypen eingesetzt, die Risiken sind allerdings nur wenig bekannt oder werden geflissentlich ignoriert. Dabei kann ein Lipo gewaltigen Schaden anrichten. Das Geheimnis dieser elektrischen Kraftpakete liegt in ihrer hohen Energiedichte und der Tatsache, dass sie extrem hohe Ströme abgeben können, die sie sowohl technisch als auch real sofort zerstören. Lipos sind zwar hoch belastbar, aber auch extrem empfindlich gegen falsche Behandlung. Sie dürfen nicht überladen, tiefentladen und auch nicht überlastet werden.
Zum Schutz gegen Überladung dienen spezielle, für Lipo-Akkus geeignete Ladegeräte. Diese überwachen ständig die Akkuspannung und regeln den Ladestrom so, dass die kritische Akkuspannung von 4,2 Volt pro Zelle nicht überschritten wird. Bei in Reihe geschalteten Zellen ist das allerdings schwierig, denn ein Pack aus beispielsweise 5 Zellen besitzt eine Nennspannung von 18,5 Volt und eine absolute Spannungsobergrenze von 21 Volt. Solange alle Zellen fit sind, ergeben sich keine Probleme. Wandern die Spannungslevel der Zellen aber auseinander, können die schwächeren Zellen den Weg zur Überladung der stärkeren Zellen ebnen. Hier hilft das Zwischenschalten eines Balancers, der jede Zelle einzeln überwacht und so die noch intakten Zellen schützt. Die Verwendung von Balancern ist mittlerweile Standard.
Den Schutz gegen Tiefentladung übernehmen die modernen Regler im Modell. Allerdings besteht hier dasselbe Problem wie beim Laden, nur umgekehrt. Sackt aus einem Akkupack eine Zelle verfrüht ab, merkt die Spannungsüberwachung dies nicht, da durch die anderen, intakten Zellen das Spannungsniveau weiterhin über dem Schwellwert von 3,0 Volt pro Zelle liegt. Hier hilft eigentlich nur das Zwischenschalten einer Elektronik zur Einzelzellenüberwachung. Ihr Ansprechen kann aber je nach Typ überraschend erfolgen und in ungünstigen Situationen das Modell gefährden.

Einen Schutz gegen Überlastung kann kein System leisten, da die Leistungsgrenzen des Akkus dem Reglersystem nicht bekannt sind. Lipos können das 10-, 15-, 20- oder sogar 30-fache ihrer Nennkapazität in Ampere abgeben. Die möglichen Lastgrenzen sind als C-Werte auf den Akkus angegeben, stellen aber oft nur einen kurzzeitig möglichen Peakwert dar. Die Dauerbelastbarkeit liegt häufig deutlich darunter. Helfen können hier nur eine Strommessung des Antriebs unter Volllast und die Wahl eines Akkus passender Kapazität und Belastbarkeit.

Folgen von Fehlbehandlungen

Intakte Akkus quittieren eine grenzwertige Behandlung im Normalfall lediglich durch einen beschleunigten, aber dennoch schleichend zunehmenden Leistungsverlust. Nimmt der Schaden weiter zu, werden die Zellen älter oder liegt eine grobe Fehlbehandlung vor, kommt es häufig zum Aufblähen einzelner Zellen oder des gesamten Packs. Schwache Zellen verraten sich so und können leicht gefunden werden. Ein Austausch ist dringend ratsam, denn derart geschädigten Zellen können bei weiteren Ladevorgängen oder fortgesetzter Entladung zu heftigen Reaktionen neigen. Platzt eine leere Zelle, entsteht lediglich eine explosionsartige Druckwelle, die aber der Zellstruktur eines geschlossen Rumpfes durchaus massiven Schaden zufügen kann. Besteht noch ein Energiepotential, kann sich bei der Explosion auch eine Entzündung ergeben, die fatale Folgen nach sich zieht. Übrigens kann eine durch einen Absturz zerstörte Zelle ebenfalls explodieren. Dabei besteht ein hohes Risiko der Entzündung, denn das bestehende Energiepotential ist ja noch nicht verbraucht. Dabei muss die Reaktion des Akkus aber nicht sofort erfolgen. In bestimmten Situationen kann die heftige Reaktion deutlich verzögert eintreten, so dass bei mechanischen Beschädigungen von Zellen eine erhöhte Vorsicht bis zu einer Stunde ratsam erscheint.