Praxisbericht LiPo-Entlader ohne Energieverschwendung

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Um LiPos auf Lagerspannung zu bringen, bedienen sich viele Modellbaufreunde entweder ihres Ladegerätes mit Entladefunktion, oder einer selbstgebauten Lösung, bei der die "überschüssige" Energie mit Widerständen oder Lampen in Wärme umgewandelt wird. In jedem Fall ist die Energie, für die man vorher per Stromrechnung zahlen musste, komplett verloren. Es geht aber auch anders, wenn man einen LiPo-Enlader nimmt, der ohne diese Energieverschwendung arbeitet. Doch irgendwo muß die überschüssige Energie hin abgeleitet werden.

Diesem Thema möchte ich mich in diesem Bericht widmen. Dazu habe ich mir einige Gedanken zu Lösungsmöglichkeiten gemacht und einige interessante und hilfreiche Impulse von Mitgliedern des RCMP im Thema Effizientes LiPo-Entladegerät erhalten. Dort kann vorerst auch weiter diskutiert werden bis ich mit diesem Bericht hier fertig bin.


Was ist die Ausgangssituation?
Wir fahren mit vollgeladenen Akkus zum Fliegen, Fahren, oder um das Bötchen schwimmen zu lassen. Aus welchen Gründen auch immer (plötzliches Gewitter, keine Zeit, oder keine Lust mehr), bringen wir vom Ausflug noch vollgeladene Akkus mit nachhause. Und es gibt erneut mehrere Gründe, warum jemand nicht die vollgeladenen Akkus bis zum nächsten Ausflug liegenlassen will. Es besteht der Wunsch, die Akkus bis auf eine Lagerspannung zu entladen.

Was kann man tun?
Es gibt Möglichkeiten die Energie der Akkus für andere Zwecke sinnvoll zur Verfügung zu stellen, das kann im Grunde nur das Umschichten der Energie in andere Akkus sein. Spontan fallen mir Akkus in Smartphones, Tablets, mobile Leuchten usw. ein, im Grunde jedes Gerät, dass ebenfalls mit einem Akku betrieben wird. Am einfachsten wäre eine Schnittstelle, die an einem standardisierten Anschluß die Energie abgeben kann. Weit verbreitet sind USB-Anschlüsse zur Ladung von Akkugeräten, damit hätten wir so eine Schnittstelle und dort setzt mein Lösungsgedanke an.

Die Technik
Auf den einschlägigen Onlineplattformen werden unzählige Fertigmodule (DC/DC-Wandler) angeboten, die eine höhere, oder nierdrigere Spannung als 5V, auf das USB-Spannungsniveau transformieren und sogar eine USB-Buchse besitzen. Diese Module nennen sich Step Up Wandler (hochtransformieren), oder Step Down Wandler (heruntertransformieren). Damit wird eine fast beliebige Gleichspannung mit einer elektronischen Schaltung in eine 5V Gleichspannung umgewandelt. Diese kann man direkt an Geräte anschließen, die per USB-Port geladen werden. Damit spart man sich den Aufwand, einen "nackten" 5V DC/DC Wandler mit einer USB Buchse auszurüsten und diese Platinen bringen oft auch eine spezielle Ladeelektronik für USB-Geräte mit, die z.B. eine Schnelladefunktion besitzen.

 

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Quick and dirty

Für meinen ersten Versuch habe ich mir Step Down Wandler bestellt, weil ich diese direkt an der Hauptstromleitung eines Lipos ab 2s (7,4V bzw. max 8,2V) anschließen kann. Der Hersteller gibt als Eingangsspannung 6V bis 32V an, was bis zu einem vollgeladenem 7s Akku reichen würde.

Will man 1s LiPos über einen Wandler entladen, so müsste das ein Step Up Wandler sein.

Meine provisorische Verkabelung sieht so aus:

Das funktioniert bereits sehr gut. Die Stromentnahme ist mit einem einzigen Wandler noch sehr moderat. Zwei weitere Wandler liegen bereit, um diese allesamt parallel am Akku anschließen zu können. Damit kann man zum einen mehrere Geräte gleichzeitig landen und die Stromentnahme würde steigen, wodurch der Entladevorgang noch etwas beschleunigt wird. Die Zellen werden aktuell nur überwacht, aber nicht aktiv balanciert.

Im Grunde ist es für den eigentlichen Zweck (Lagerspannung) nicht ganz so wichtig, ob die Zellen gleichmäßig entladen werden, weil der Akku beim nächsten Laden sowieso ausbalanciert würde. Solange nur ein paar Millivolt Unterschied herrschen ist das kein Beinbruch. Ich werde das trotzdem später aufgreifen, weil es mir in meinem Projekt nicht darum geht, den Aufwand auf ein Minimum zu reduzieren, oder die Sinnhaftigkeit einzelner Teillösungen bis aufs Molekül abzuwägen. Das ganze Projekt ist für mich Spaß an der Sache und wenn etwas Brauchbares dabei herauskommt freut es mich. Jeder darf sich der Erkenntnisse bedienen und eine eigene modifizierte Lösung für sich selbst daraus bauen.