Für Einsteiger ist es immer ein Problem :
Welche Akkus "soll" ich für mein Modell nutzen ?
So allgemein gestellt lässt sich diese Frage allerdings gar nicht beantworten. Denn jeder Nutzer und jedes Modell hat andere Anforderungen. Ich möchte hier (im Rahmen meiner Möglichkeiten) mal versuchen eine Hilfestellung zu geben. Hierbei wird es NICHT zu einer wissenschaftlichen Abhandlung kommen, es geht einzig um eine Entscheidungshilfe. Tiefer gehende Informationen zu einzelnen Akkus und deren Verwendung werde ich im weiteren Text verlinken.
Als erstes muss mal festgestellt werden um welches Modell es sich handelt. Denn die Anforderungen des jeweiligen Modells bestimmen maßgeblich welche Akkus einsetzbar sein werden.
So ein großer Schlepper oder eine stämmige Barkasse mit genügend Platz und Zuladung kann man im Prinzip mit jeder beliebigen Akku-Technologie ausrüsten. Bleiakkus sind genauso möglich wie NIMH-, LiFePO4- oder LiPo-Akkus. Meiner Meinung nach ist eine Ausrüstung mit LiPo Akkus hier unnötig da genug andere (und für diesen Verwendungszweck bessere) Alternativen zur Verfügung stehen.
Dieses mit nur 575 Gramm recht kleine, aber relativ leistungsstarke Polizeiboot wäre das andere Extrem. Hier kommt eigentlich nur noch ein LiPo Akku in Frage. Für andere Akkutypen wäre weder die Zuladung ausreichend noch würde eine vernünftige Fahrzeit erreicht.
Im folgenden möchte ich daher mal versuchen die Vor- und Nachteile der einzelnen Akku-Typen zu erläutern.
Gleich vorab ein wichtiger Hinweis : moderne Modellbau-Akkus sind unglaublich leistungsfähig. Speziell LiPo und LiFePO4 Akkus können kurzzeitig wahnsinnig höhe Ströme liefern. Bitte arbeitet IMMER konzentriert und sorgfältig ! Berühren sich die beim anlöten der Stecker am Akku die beiden Kabel verschweißen die sich meist sofort miteinander und fangen auch sofort an zu glühen. Das ist im wahrsten Sinne des Wortes brandgefährlich ! Auch für eure Finger ! Wenn ihr Akkustecker anlötet gehört immer der Teil des Steckers an den Akku der KEINE freiliegenden Kontakte hat !
Benutzt möglichst verpolungssichere Steckersysteme wie XT30, XT60, XT90 oder T-Plug und wählt das System passend zur Belastung. Über die verschiedenen Steckersysteme könnt ihr euch hier informieren.
Wenn ihr Akkustecker ändern wollt beachtet bitte das an den Akku IMMER der Teil des Steckers gehört der KEINE offenen Kontakte hat ! Und beim abschneiden des alten Steckers NIEMALS beide Adern gleichzeitig kappen. Die Energie im Akku ist durchaus in der Lage den Seitenschneider zum glühen zu bringen. Wenn ihr unsicher seit lasst diese Arbeit eher von Leuten ausführen die sich auskennen.
Die Bleiakkus
Ladung : </= 1/10 C
Typ-Spannung pro Zelle : 2V
Ladeschluss-Spannung pro Zelle : 2,3 - 2,46V*
Entladeschluss unter Last pro Zelle : 1,75V
* je nach Akku-Typ
Für unser Hobby spielen eigentlich nur noch s.g. Blei-Gel Akkus eine Rolle. Sie sind hermetisch dicht verschlossen und können in jeder Lage eingesetzt werden.
Der scheinbar größte Vorteil dieser Akkus ist der niedrige Preis. Warum schreibe ich "scheinbar" ? Nun, die sehr niedrige Zyklenzahl die so ein Akku schafft relativiert das schnell wieder. Denn das größte Problem dieser Akkus ist das sie heute nur noch für eine bestimmte Anwendung hergestellt werden : USV- und Alarmanlagen. Dabei hängen die Dinger das ganze Jahr am Strom und werden werden im günstigsten Fall nur ein paar Mal in 5 Jahren wirklich benutzt. Nach 5 Jahren aber wandern sie aus Versicherungs-Gründen auf den Müll. Wenn man die Akkus so benutzt wie wir es machen kommt man im günstigsten Fall auf 100 bis 150 Zyklen. Unter sehr geringer Belastung unter optimalen Bedingungen geben die Hersteller eine Haltbarkeit von 400 Zyklen an. Dann ist die Kapazität so stark abgesunken das man sie freiwillig abgibt. Ein weiteres Problem ist das diese Akkus weder schnell geladen noch hoch belastet werden können. Beim schnellladen gehen sie kaputt. Und unter hoher Belastung bricht die Spannung stark ein.
Außerdem spielt beim Schiff ein weiterer Faktor eine Rolle. Die nutzbare Kapazität ist, verglichen mit dem Gewicht des Akkus, sehr gering. Und wenn der Akku möglichst lang halten soll muss man ihn sorgsam behandeln. Das heißt möglichst nur bis zu 70% entladen, niemals entladen lagern und ihn im Winter gut pflegen.
Moment ... "im Winter gut pflegen" ?
Ja, das ist tatsächlich notwendig. Denn Bleiakkus haben eine relativ hohe Selbstentladung von (je nach Bauart) bis zu 30% pro Monat ! Man sollte also um einer Tiefentladung vorzubeugen den Akku alle 2 Monate aufladen !
Andererseits kann das Gewicht des Akkus auch ein Vorteil sein wenn man an Schiffe denkt die sehr viel Gewicht brauchen um auf Wasserlinie zu kommen.
Die LiFePO4 Akkus
Ladung : </= 4C (oder Hersteller-Grenzwert)
Typ-Spannung pro Zelle : 3,3V
Ladeschluss-Spannung pro Zelle : 3,6V
Entladeschluss unter Last pro Zelle : 2V (besser 2,5V !)
Lagerspannung pro Zelle : 3,3V
Links ein Block aus 30650 China Zellen mit in 2S2P Konfiguration (also mit 6,6V 12Ah), Gewicht 712 Gramm
Rechts ein Block aus 40152 Headway Zellen in 2S Konfiguration (also mit 6,6V 15Ah), Gewicht 996 Gramm
Deutlich leichter und wesentlich leistungsfähiger als die Bleiakkus sind die LiFePO4 Akkus. Sie können wesentlich höhere Ströme abgeben und sie können sehr schnell geladen werden. Wenn sie nicht misshandelt werden garantieren die Hersteller heute eine Haltbarkeit von ca. 2000 Zyklen, damit sind das für unser Hobby die Akkus mit der längsten Verwendungsdauer. Nur eines mögen diese Akkus gar nicht : sie dürfen auf keinen Fall tiefentladen werden ! Selbst eine einzige Tiefentladung tötet den Akku sofort !
Bei LiFePO4 Akkus ist die Selbstentladung mit 3 bis 5% pro Monat so gering das man den Akku ruhig den ganzen Winter über ohne Pflege im Schrank liegen lassen kann.
Es gibt diese Akkus in mehreren Bauformen. Zum einen die zylindrischen Bauformen wie ich sie verwende. Die gibt es mit normalen Batteriepolen*, Schraubkontakten und auch mit Lötfahnen.
*Achtung : das verlöten von Zellen mit normalen Batteriepolen kann ich nicht empfehlen, durch zu viel Hitze wird die Zelle schnell zerstört. Solche Zellen müssten punktgeschweißt werden was die meisten Nutzer überfordern dürfte.
Beim konfektionieren der Akkus sollte man ein Ballancer-Kabel mit einbauen und dieses auch benutzen. Die Zellen neigen zwar nur gering zum driften, trotzdem ist das Laden mit Ballancer deutlich besser. In Ausnahmefällen kann der Akku aber durchaus auch mal mit einem Bleiakku-Lader geladen werden. Man sollte das nur nicht zu oft machen.
Die meisten Modellbauladegeräte können heute auch mit LiFePO4 Akkus umgehen, mein ältestes Ladegerät (ein 1999 gekauftes Imax B6AC) ist bereits dafür eingerichtet. Meistens muss man dafür den LiPo Modus auf 3,3V Zellenspannung umstellen.
Die NIMH-Akkus
Ladung : </= 1-2C (oder Hersteller-Grenzwert)
Typ-Spannung pro Zelle : 1,2V
Ladeschluss-Spannung pro Zelle : 1,5V
Entladeschluss unter Last pro Zelle : 0,85V
Ebenfalls leichter und leistungsfähiger als Bleiakkus sind die NIMH-Akkus. Die größte Rolle spielen diese Akkus mittlerweile als Senderakkus. Als Antriebsakkus werden sie immer mehr verdrängt was die Preise für größere Akkupacks derzeit leider stark steigen lässt.
Wenn man eine möglichst hohe Leistung erzielen will sollte man normale NIMH Akkus erst kurz vor dem Einsatz nochmal voll laden. Denn sie verlieren in den ersten 24 Stunden bis zu 10% an Energie. Danach stabilisiert sich die Selbstentladung auf ca. 1% pro Tag bei Raumtemperatur ! Auch diese Akkus sollten also bei längerer Winterruhe alle 2 Monate wieder aufgeladen werden.
Etwas anderes ist bei den s.g. LSD-Akkus (den meisten z.B. unter der Marke Eneloop bekannt) der Fall. Die haben eine Selbstentladung von ca. 15% pro Jahr und brauchen wenig Pflege.
Mit guten Marken-Akkus sind 500 bis 1000 Zyklen erreichbar.
Die LiPo Akkus
Ladung : </= 1C (oder Hersteller-Grenzwert)
Typ-Spannung pro Zelle : 3,7V (LiPo HV : 3,8V)
Ladeschluss-Spannung pro Zelle : 4,2V (LiPo HV : 4,35V)
Entladeschluss unter Last pro Zelle : 3V (LiPo HV : 3,3V)
Lagerspannung pro Zelle : 3,8V (LiPo HV : 3,9V)
Gerade diese Akkus sorgen immer wieder für Verunsicherung. Es wird von großen Gefahren zum Beispiel durch Brände berichtet. Ja, so ein Akku KANN brennen. Aber das wird nicht passieren solang man umsichtig damit umgeht. Das Problem liegt eher zwischen den Ohren des Nutzers. Deshalb als erstes ein paar Sicherheits-Hinweise :
1.) Wenn ein Akku aufgebläht ist oder Risse in der Folie hat gehört er entladen und in den Sondermüll !
2.) Wenn ein Akku so tiefentladen wurde das das Ladegerät das laden des Akkus verweigert sollte man NICHT zu Tricks greifen um den Akku zu reanimieren. So etwas kann zwar theoretisch funktionieren, das Risiko eines Brandes steigt aber.
3.) Wenn man ein neues Ladegerät bekommt sollte man die Messwerte dieses Ladegerätes mit einem Multimeter überprüfen. Es gibt (selten) Fälle wo schlecht kalibrierte Ladegeräte ausgeliefert wurden.
4.) Ladet LiPo Akkus NIEMALS unbeaufsichtigt !
5.) Ladet möglichst nur im "Ballance"-Modus !
6.) Für den Fall das doch etwas passiert : ladet bitte in einer Umgebung wo ein Akku-Brand möglichst wenig Schaden anrichten kann. Ich lade z.B. in einer Munitionskiste der Bundeswehr und im Bad. Denn so kann ein Brand keinen Schaden anrichten.
Wer umfassende Infos sucht kann sich z.B. das LiPo-FAQ von Stefans Lipo-Shop genauer durchlesen. Dieser Shop wäre auch mein Tip für den Fall das ihr hochwertige Qualitätsakkus sucht. :-)
Werden diese Regeln beachtet kann man jahrelang mit diesen Akkus arbeiten ohne das etwas passiert.
Wenn man einen LiPo Akku gut behandelt, max. 80% seiner Kapazität entnimmt und auf Lagerspannung einlagert hat er eine Haltbarkeit von bis zu 300 Zyklen, unter hoher Beanspruchung 100 bis 150 Zyklen.
Will man einen LiPo besonders gut lagern empfiehlt es sich den Akku auf Lagerspannung zu bringen, ihn möglichst kalt zu lagern und alle 3 bis 4 Monate wieder aufzuladen. Die Selbstentladung während der Lagerung ist nämlich Temperatur-abhängig und kann durchaus höher als die Typ-bedingten 1 bis 2% ausfallen.
LiPo Akkus sind ausgesprochen leistungsfähig und dabei sehr leicht. Sie sind ideal für kleine oder auch für sehr leistungsfähige Modelle.
Batterien
Ganz so abwegig ist der Gedanke gar nicht. Wenn man sehr selten fährt und Boote mit geringer Stromaufnahme hat wäre eine Ausrüstung mit Batteriehaltern durchaus eine Maßnahme. Man braucht sich über die Lagerung und Pflege der Akkus keine Gedanken machen. Und auch die meisten modernen Sender können mit Batterien betrieben werden.
Fazit :
Genau so unterschiedlich wie unsere Modelle sind auch die Anforderungen die unsere Akkus erfüllen müssen. Die Kunst ist den Akku jeweils passend zum Modell auszuwählen. Ich versuche mit möglichst wenigen unterschiedlichen Akkutypen aus zu kommen.
Meine Modelle haben alle eine überdurchschnittliche See-Ausdauer. ein paar Beispiele :
Barkasse "Sleppco"
2x NIMH Akku je 7,2V 3500 mAh
Fahrzeit im gemischten Betrieb ca. 5 Stunden
Schlepper "Bugsier 33"
1x LiFePO4 2S2P Akku 6,6V 12Ah
Fahrzeit im gemischten Betrieb ca. 8 Stunden
Hochseeschlepper "Smit Rotterdam"
6x LiFePO4 2S2P Akku, zusammen 12V 36Ah
Fahrzeit im gemischten Betrieb ca. 16 Stunden
Fahrzeit im schweren Schleppbetrieb ca. 5 Stunden
Polizeiboot "Bremen 9"
1x LiPo 7,2V 850mAh
Fahrzeit im gemischten Betrieb ca. 1,5 Stunden
Segelboot Micro Magic "Tweety"
1x LiPo 7,2V 850mAh
Fahrzeit im normalen Betrieb ca. 2 bis 4 Stunden je nach Wind
