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Anleitung Auswahlhilfe für ein Akkuladegerät

BAXL

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Die Auswahl eines neuen Ladegerätes kann manchmal schwierig sein. In diesem Bericht werden wichtige Anhaltspunkte gegeben, um das passende Gerät schnell zu finden.


Als Elektromodellflieger, oder auch als Car-Fahrer oder Bootsfreund, wird früher oder später der Zeitpunkt kommen, an dem die Anschaffung eines Akkuladegerätes ansteht. Besitzt man ein so genanntes RTF-Paket, ist ein Ladegerät für den (Flug)akku in irgendeiner Form bereits enthalten. Irgendwann wird dann doch der Wunsch nach einem neuen Lader aufkeimen, spätestens wenn man mehrere Akkus besitzt und die Ladezeit sehr lang ist; 1,5-2 Stunden sind bei Ladegeräten aus den RTF-Paketen keine Seltenheit. Baut man sein Modell aus Einzelkomponenten selbst auf, ist man gezwungen sofort ein Ladegerät zu kaufen.

Die Auswahl eines Ladegerätes gestaltet sich ähnlich schwierig wie die des Flug-, oder eines anderen RC-Modells. Es gibt eine Vielzahl Produkte auf dem Markt, aus denen es gilt, das Passende für sich selbst herauszufinden. Ich möchte eine Hilfe geben, um sich in dem Wust der Möglichkeiten einigermaßen zurecht zu finden. Auch beim Ladegerät gilt:

"Die ideale, allgemeingültige Lösung gibt es nicht, man muß sich an den eigenen Gegebenheiten und Bedürfnissen orientieren".

Ich werde auch nicht die Technik jeder Gerätevariante bis ins i-Tüpfelchen auseinandernehmen, sondern nur Anhaltspunkte und brauchbare Schätzungen an die Hand geben. Zum Schluß entscheidet bei Vielen noch der Preis über die tatsächliche Auswahl eines Herstellerproduktes.

Die grundsätzlichen, technischen Anforderungen:

Akkutypen:


Mittlerweile werden unterschiedliche Akkutypen in den Modellen und den Sendern eingesetzt.

Die wichtigsten und am häufigsten vorkommenden Akkutypen sind einmal die Lithium-Polymer-Akkus (kurz LiPo genannt) und die, in ihrer Bauform den Batterien ähnelnden NiMH-Akkus (Nickel-Metallhydrid).

Weiteres zum Thema Lipoakkus und ein paar technische Details zu Ladeverfahren, findet sich in diesem Bericht.

Der Lader sollte vorzugsweise mindestens Lipos und NiMH laden können. Für Lipos ist eine Balancerelektronik unerlässlich. Mit Aufkommen dieses Akkutyps wurden vorhandene, konventionelle Ladegeräte mit einer extern, zugeschalteten Balancerelektronik lipotauglich gemacht, das funktioniert auch heute noch, allerdings ist ein Ladegerät, in das bereits alle Ladeelektroniken integriert sind, vorzuziehen.


Leistungsfähigkeit des Ladegerätes:

Dieser Punkt ist etwas aufwändiger zu erklären, aber immens wichtig, sonst wundert man sich nach dem Kauf darüber, dass es u.U. Stunden dauert, bis der Akku geladen ist. Die meisten Besitzer eines Ladergrätes aus einem RTF-Paket kennen das Problem.

Das Ladegerät sollte also zu den verwendeten Akkus passen. Angaben wie: Geeignet bis 6s, maximaler Strom 5A, können leicht in die Irre führen, wenn das Ladegerät bei den genannten Daten gerade mal 50W Leistung zur Verfügung hat.

Den tatsächlichen Leistungsbedarf kann man aber grob schätzen. Ich vernachlässige dabei die Verluste des Ladegerätes aus Gründen der Übersichtlichkeit. Die Leistung ist deshalb in der Auswahl etwas großzügiger zu bemessen.

Als Beispiel nehme ich einen 5s Akku (Lipo) mit eine Kapazität von 5000mAh.

Will man diesen Akku mit 1C laden (Ladezeit ca. 1 Stunde), muß das Ladegerät 5000 mA, sprich 5A liefern können. Als erforderliche Ladespannung nehme ich die Ladeschlußspannung des Akkus an. Das wären bei einem 5s LiPo-Akku 5 * 4,2V = 21V. Also 5 Einzelzellen multipliziert mit der Ladeschlußspannung, das ist die Spannung des vollgeladenen LiPo-Akkus.

Die benötigte Ladeleistung ergibt sich dann aus der Formel P = U * I.

P ist die Leistung in Watt, U die Spannung in Volt und I der Strom in Amperé.

In meinem Beispiel sind das 21V * 5A = 105W.

Mein Ladegerät sollte also eine Leistung haben, die mindestens oder größer als 105W ist, um in einer Stunde den Akku laden zu können. Ein 50W Ladegerät könnte bei gleicher Ladeschlußspannung (21V) nur den Strom von

I = P / U

50W / 21V = 2,38A liefern;
der Akku wäre rein rechnerisch erst in ca. 2 Stunden geladen.

Bei kleineren Akkukapazitäten mit geringerer Spannung mag dieses Ladegerät möglicherweise ausreichend sein.

Beispiel:

3s Lipo mit 2200 mAh

Benötigte Leistung: 3 * 4,2V * 2,2A = 27W

Angaben auf Ladegeräten aus RTF-Paketen:

Die angegebenen Maximalströme sind zum Teil nur für die kleinere Ladespannung und deshalb mit Vorsicht zu genießen. Eine Angabe der tatsächlichen Ladeleistung würde eher Aufschluß darüber geben, wie lange man bis zum nächsten Flug warten muß.



Die Anschlußspannung:

Für den, der einen Toaster, Kaffeemaschine oder Fernsehapparat kauft ist klar, dass das Gerät einen direkten Anschluss für das 230V Haushaltsnetz besitzt. Bei Ladegeräten für den Modellbau kann das anders sein.

Da bekommt man Ladegeräte, die als Versorgungsspannung 12-15V Gleichspannung benötigen.

D.h., die Anschaffung dieses Produktes ist nur die halbe Wahrheit. Es wird eine zusätzliches "Netzteil" benötigt, dass aus den 230V Wechselspannung des Haushaltsnetzes ca. 12-15V Gleichspannung machen muß. Auch hier lauert erneut die Leistungsfalle. Wenn das Ladegerät eine Leistung von 150W besitzt, darf ich kein Steckernetzteil mit 12V und 500 mA (also 6W) nehmen. Das Netzteil sollte merklich mehr als 150W liefern können, ein Wert von ca. 200W erscheint mir angemessen.

Viele Hersteller haben deshalb auch Ladegeräte mit einem bereits eingebauten Netzteil im Angebot, die tragen manchmal Namen wie BiPower o.ä.. Trotzdem sollte man sich die technischen Daten des Gerätes genau ansehen oder den Händler fragen.
 
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BAXL

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Die Anschlüsse (Stecker):

Das Beste in der Kategorie "Grundsätzliches" zum Schluß. Bis hier hin kommt man noch recht schnell,

spannend ist der Anschluß des Akkus an das Ladegerät. Wenn man Glück hat, liegen dem Ladegerät bereits eine Vielzahl der gängigsten Anschlußtecker als Adapter bei. Das gilt sowohl für den Hauptanschlußstecker des Akkus als auch für die kleinen Balanceranschlüße um die Einzelzellen eines Lipos gleichmäßig laden zu können.

Man mag sich über den Umstand, das jeder Hersteller andere Stecker verwendet, aufregen können, leider bringt das nichts, weil jeder Hersteller auf dem Weg Einfluß auf den Absatz der eigenen Produkte nehmen möchte. Als Kunde sollte man deshalb genau aufpassen, damit das Ladegerät oder der Akku keinen Schaden durch eine falsche Anschlußbelegungen nimmt.

An den Anschlußleitungen der Akkus, für den Arbeitsstrom, findet man z.B. Stecker von Multiplex (MPX-Stecker), Tamiya-Stecker, AMP-Stecker, Deans-Stecker, Traxxas-Stecker usw. oder einfache Goldkontaktstecker und -buchsen in unterschiedlichen Durchmessern. Selbst beim Einsatz von Goldkontaktsteckern verwenden die Hersteller zusätzliche Steckergehäuse als Verpolungsschutz z.B. EC3, EC5, XT60, HXT 4mm usw., die natürlich untereinander nicht kompatibel sind.

Welcher Anschluß der Beste ist, darüber scheiden sich die Geister. Als Selbstbauer hat man zumindest die Freiheit, sich für ein System zu entscheiden, welches einem die meisten Vorteile bietet. Das hängt zum Teil auch davon ab, welche Akkus man bezieht. Nimmt man Akkus vornehmlich von einem Lieferanten, bei dem bereits Stecker vorkonfektioniert sind, bietet sich dieses Stecksystem geradezu an. Man spart sich die zusätzlichen Kosten für die Steckkontakte und die Arbeit des An- bzw. Umlötens.

Außerdem ist so eher mal die Chance gegeben, dass man sich am Flugplatz gegenseitig mit Akkus aushelfen kann.
(Sofern die Kollegen von fertig konfektionierten Akkus nicht den mitgeliferten Stecker abschneiden und durch ein eigenes System ersetzen)


Bei den Balancersteckern ist die Situation ähnlich, wengleich nicht ganz so extrem gefächert. Die gängisten Anschlüsse sind XH(P), EH(R), PQ und TP Stecker. Den Ladegeräten liegen, je nach hersteller häufig schon Adapter für EH(R), XH(P) oder PQ bei. Ansonsten muß man sich noch den passenden Balanceradapter im Zubehör besorgen.

Intersanterweise liegen den preiswerten Produkten oft schon Adapterstecker und Anschlußkabel für unterschiedliche Arbeitsstromanschlüsse bei. Die Balanceradapter sind fast schon obligatorisch.

Auf jeden Fall ist es ratsam, sich rechtzeitig darum zu kümmern welche Anschlüsse man benötigt und ob diese (inkl. Anschlußkabel und Bananenstecker zum Ladegerät) auch tatsächlich im Lieferumfang des Laders enthalten sind. Das spart im Einzelfall Zeit und Ärger (über die eigene Schusseligkeit).

Bei den RTF-Ladegeräten ist der Balanceranschluß meist direkt im Gehäuse integriert.

Ein Adapter ist unnötig weil das RTF-Paket, den Passenden Akku bereits enthält.
Oberes Bild, Ladegeräte aus einem RTF-Paket, bei dem über den Balancerstecker geladen wird.
Das Robitronic (unteres Bild) wird mit Adapterplatinen geliefert.






Die Ausstattung / Komfort:

Der Ausstattung von Ladegeräten sind kaum Grenzen gesetzt. Oberflächlich betrachtet wird nur Strom in einer bestimmten Menge mit einer bestimmten Spannung in einen Akku geladen. Tatsächlich steckt zum Teil eine sehr ausgefeilte Elektronik und Ladeintelligenz dahinter. Die Basisfunktionen zur sicheren Akkuladung sollte jedes Ladegerät erfüllen, ein paar zusätzliche Einstellmöglichkeiten und Zusatzfunktionen können aber ganz nützlich und bequem sein.

Es stellt sich dann die Frage was ist u.U. empfehlenswert und was ist für die Anwendung im Einzelfall überflüssig. Wobei die Betrachtung nicht zu kurzsichtig sein sollte. Manchmal ist eine Funktion, die aktuell nicht genutzt wird bzw. werden kann, in absehbarer Zeit wichtig oder zumindest sehr nützlich.


Hier eine grobe Auflistung einiger Zusatzfunktionen:

  • Anzeige verschiedener Parameter beim Ladevorgang wie z.B. Verpolung, geladene Kapazität, aktuelle Ladespannung des gesamten Akkus und Spannungen der Einzelzellen, Innenwiderstand der Einzelzellen, Ladezeit, Erreichung von 80% des maximalen Ladezustandes, Ende des Ladevorganges.
  • Abruf der vorgenannten Messwerte mittels Kabel auf einen PC.
  • Speicherplätze für die einfache Voreinstellung unterschiedlicher Akkus auf Knopfdruck.
  • Messfühler für die Überwachung der Akkutemperatur beim Laden
  • Speicherchips an den Akkus, die vom Ladegerät ausgelesen werden können wodurch automatisch die Ladeparameter eingestellt werden.
  • Programme für gezieltes Entladen von Akkus, z.B. zur Akkupflege
  • Programme für unterschiedlich "starkes" Aufladen der Akkus

Die Liste ließe sich beliebig fortführen. Je nach Art der zusätzlichen Ausstattung hat das natürlich Einfluß auf den Preis oder generiert sogar Folgekosten (Identifikations-Chip). Ob der Mehrpreis für eine Zusatzfunktion gerechtfertigt ist, entscheidet der Käufer mit seinen Ansprüchen.

Einige Anzeigen des Simprop Intelli Bi-Power Pro:






Einige Anzeigen des Robitronic LD18Z:







Gleichzeitige Lademöglichkeit mehrerer Akkus:

Nach einem Flugtag bringt man meist mehrere Akkus zum Laden mit nach Hause. Selbst bei sehr leistungsfähigen Akkus (Auflademöglichkeit mit dem mehrfachen Nennstrom) und einem entsprechend fähigem Ladegerät, ist die Ladezeit trotzdem nicht unendlich kurz und es kann im Normalfall auch immer nur ein Akku geladen werden. Um am nächsten Tag mit allen Akkus, im aufgeladenen Zustand, erneut aufs Feld ziehen zu können, könnten mehrere Ladegeräte oder eben ein Ladegerät mit mehreren überwachten Ausgängen nützlich sein.


Bekannte Hersteller bzw. Anbieter von Ladegeräten sind:

- Graupner
- Robbe
- Simprop
- Multiplex
- Ansmann
- Hitec
- uvm.

Die Preise bewegen sich von ca. 50€-60€ für einfachere Ladegeräte, die bereits ein eingebautes 230V Netzteil besitzen und Lipos bis 6s und NiMH-Akkus laden können. z.B. "I-Peak 6 LiPo Ladegerät 12V / 230V" (und baugleiche)

Ladegeräte mit eingebautem Netzteil und ein paar Zusatzfunktionen, sowie Speicherplätze für Ladeparameter und einer PC-Schnittstelle, sind ab ca. 130€ verfügbar. z.B. "Simprop Intelli BiPower Pro"

Danach bewegt man sich in Regionen von Gerätetypen, die bereits mehrere Ladeports besitzen, sowie höhere Ströme liefern können und ein zusätzliches Netzteil benötigen. Preise ab 160€-180€ für den nackten Lader ohne Netzteil sind da keine Seltenheit. z.B. "robbe DC Power Peak Triple EQ-BID" mit sogar 3 Ladeports.

Einen klare Preisstaffelung bei Ladegeräten ist schwierig zu erstellen, weil die Kombinationsmöglichkeiten von Ausstattung, Lieferumfang, Leistung und Anzahl der Ports enorm groß sind.

Wer jedoch lange genug sucht findet sicher irgendwo einen Anbieter, der für noch weniger Geld noch mehr Leistung und noch mehr Ausstattung bietet. Doch Vorsicht, man sollte nicht nur oberflächlich auf den Preis und die schiere Ladeleistung achten!

Für den Einsteiger mag bei erster Betrachtung ein Gerät für 50€ ausreichend erscheinen, wobei ich das "Ausreichend" wie eine Schulnote werte; als "Gut" im Sinne von zukunftsorientierter Anschaffung, würde ich Ladegeräte in der Kategorie um die 130€ einstufen.
 
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