LiPo

Einführung

In Modellbau-Bereich werden meistens LiPo Batterien verwendet. Dabei redet man von Batterien bestehend aus 3,7 Volt Zellen. Bezeichnung 1S, 2S, 3S usw deutet auf die Anzahl der Zellen in der Reihe.

Bei der Bezeichnung von Batterie in Modellbau wird zum Beispiel 3S bedeuten 3 * 3,7 Volt = 11,1 Volt. Höher als 6S (22,2 Volt) sind sehr selten zu treffen und im öffentlichen Modellbau nicht verwendet.

Seltener gibt es Batterien mit parallelen Zellenketten. Bezeichnung 3S2P bedeutet, zum Beispiel, dass es zwei parallel angeschlossenen Ketten bestehend je aus 3 Zellen gibt. Solche Batterie kann man durch zwei 3S Batterien ersetzen, welche parallel verbunden werden um mehr Leistung bei dem gleichen Strom zu bekommen.

Vorsicht

Von parallelen aber auch von seriellen Schalten von LiPo Batterien wird es dringend abgeraten. LiPo Batterien sind sehr empfindlich und bei parallel/seriellen Schaltung muss man sehr genau auf Batterietyp, Leistung und auch auf Zustand jeder einzelnen Batterie achten. Lieber gleich eine Batterie mit passender Anzahl der Zellen und passender Leistung besorgen.

Auf dem Bild dargestellte Batterie hat folgende, wichtig zu betrachtende, Angaben:

1. LiPo – es handelt sich dabei also um eine Batterie von Typ LiPo.
2. 3S1P – Es gibt 3 Zellen (darauf kommt die Angabe von 11,1 Volt) in nur eine Kette. Oft wird Bezeichnung 1P weggelassen.
3. 45C – Diese Batterie darf auf Dauer mit maximal 45 Ampere belastet werden.
4. 1400 – Kapazität 1,4 Ampere/Stunden. Angabe von Watt/Stunde ergibt sich aus Kapazität und Spannung (1400 mAh bei 11,1 Volt). Kapazität bei LiPo Batterien wird nicht für gesamte Voltbereich angegeben sondern nur von LiPo-voll=3,7V bis LiPo-leer=3,0V, da LiPo Batterien unter 3,0 Volt nicht betrieben werden dürfen.

LiPo Zelle in Voll-Zustand entspricht laut Spezifikationen 3,7 Volt. Sie können (und dürfen) bis auf 4,2 Volt pro Zelle aufweisen.

LiPo Zelle in Leer-Zustand entspricht 3,0 Volt. Diese Wert darf nie erreicht werden weil bei exakt 3,0 Volt pro Zelle endet das Lebenszyklus einer LiPo Batterie. Solche Batterie darf nie wieder geladen und nie wieder verwendet werden – es besteht ernsthafter Brandgefahr. Bis auf 3,0 Volt entladene Batterie muss komplett entladen werden (bis auf 0,0 Volt) und entsorgt.

Bei manchen Batterien wird auch, sogenannte, „kurzzeitige Spitzenleistung“ angegeben. Solche Batterie darf für „kurze Zeit“ auf die angegeben Spitzenleistung belastet werden. Zum Beispiel ein Flugzeug benötigt für „normalen“ Flug max 20A, aber für sportliche Steigerungen, welche nur wenige Sekunden dauern dürfen, bis auf 40A. Dabei kann eine ESC mit 40A Leistung an eine 20A Batterie angeschlossen werden welche 40A „kurzzeitige Spitzen“ unterstützt.

Von Batterien mit „kurzzeitige Spitzenleistung“ würde ich abraten. Es ist nirgendwo fest definiert was ist dabei „kurzfristig“.

Preisfaktor

Meist wirtschaftliche Batterien sind 3S (erster Platz) und 4S (zweiter Platz). Diese Batterien, mit ihren 11,1 Volt bzw. 14,8 Volt, liefern genug Strom um meisten Motoren kraftvoll laufen zu lassen. Gleichzeitig der Preis pro Zelle ist bei solchen Batterien am günstigsten.

Auf dem Bild dargestellte Batterie ist beschädigt (Flugzeug Absturz). Solche Batterien dürfen nicht mehr verwendet werden. Bei solchen sichtbaren Schäden muss Batterie entladen und entsorgt werden. Entsorgung einer nicht entladene LiPo Batterie ist verboten – Brandgefahr.

Das zweite Bild zeigt wie LiPo Batterie entladen werden muss. Entladen wird mit einem Last, welche gleich oder kleiner sein muss als Kapazität der Batterie. Bei 1400 mAh darf sie mit max. 1,4 Ampere Last entladen. Bei physikalisch Beschädigten Batterien muss diese Last nich geringer sein.

LiPo Vorteile

1. LiPo Batterien werden schnell geladen.
2. Eine voll geladen LiPo Batterie kann nach sehr lange „nicht Benutzung“ problemfrei eingesetzt werden und dabei volle Leistung erzeugen. Im Modellbau muss man LiPo Batterie nicht vor jedem Modellstart neu laden. Eine Batterie welche monatelang gelagert wurde darf gleich ins Modell eingebaut und betrieben werden.
3. LiPo Batterie erzeug viel Leitung in kurzer Zeit (was auch gleich zu den Nachteilen zählt). Zum Beispiel, eine 3000 mAh 4S LiPo Batterie mit nur 320 Gramm Gewicht kann ein Flugzeugmodell mit 2,5 KG Gesamtgewicht 12 Minuten unter 20A Last betreiben. Eine vergleichbare NiMH Batterie wird solche Leistungen bei fast dreifachem Eigengewicht erzeugen können – dabei muss es am Gewicht der Konstruktion von Flugzeugmodell kräftig gespart werden.

LiPo Nachteile

1. Zellen dürfen nicht unter 3,0 Volt entladen werden. Wenn man von einer voll entladener LiPo Batterie spricht – meint man dass es pro Zelle 3,0 Volt oder weniger gibt. Wird LiPo Batterie weniger als 3,0 Volt pro Zelle aufweisen – darf sie unter keinen Umständen wieder verwendet werden (nur entladen und entsorgen).
2. LiPo Batterien sind komplizierter beim Laden – während Ladevorgangs müssen einzelne Zellen beobachtet werden.
3. LiPo Batterien dürfen unter keinen Umständen unter 3,0 Volt entladen werden. In einem, mit LiPo Batterie betriebenem Gerät, muss ein Bauteil den Zustand der Akku beobachten und, bei erreichen einer kritischen Marke, das Gerät ausschalten.
4. LiPo Batterien sind etwas teuerer als Batterien anderer Typen.
5. LiPo Batterien sind aufwendig beim Entsorgen. Auf dem Gerät müssen entsprechende Hinweise angebracht werden. Eventuell kann eine Genehmigung zum Vermarktung solcher Geräten besondere Aufwände mit sich bringen.