Die Batterie – Kernelement des sicheren Fliegens

Batterien
  • Lufthansa Technik AG (Sonja Brüggemann)

Für einen sicheren Betrieb Ihrer Drohnen sind viele Aspekte zu berücksichtigen. Wie auch in der unserer kostenlosen SafeDrone Online-Schulung beschrieben, stellen die Akkumulatoren (Akkus) dabei einen der offensichtlichsten und zugleich auch wichtigsten Teilaspekte dar. Denn auch vor dem Betrieb bzw. zwischen zwei Flügen gibt es einiges zu beachten:

Heutzutage werden für den Betrieb von Drohnen überwiegend Lithium-Polymer-Akkus (LiPo) verwendet. Ähnlich wie bei Lithium-Ionen-Akkus bestehen auch hierbei die Kathoden aus Graphit und die Anoden aus Lithium-Metalloxid. Allerdings wird bei einem LiPo-Akku kein flüssiger, sondern ein gelartiger bis fester, auf Polymer basierender Elektrolyt verwendet. Da LiPo-Akkus aus Verbundfolien hergestellt werden können, um die technische Struktur eines Akkus sicherzustellen, ist ein festes Gehäuse nicht mehr zwangsläufig notwendig. Dadurch sind LiPo-Akkus relativ leicht und sie können in verschiedenen Formen hergestellt werden. Daher finden sie im Drohnen- oder Modellbau auch häufig Verwendung.

Auch und gerade dann, wenn die LiPo-Akkus mal nicht als Energiequelle für Ihre Drohne benötigt werden, gibt es einiges zu beachten – so zum Beispiel beim Laden und Lagern.

Laden

Der generelle Vorteil der LiPo-Akkus besteht darin, dass sie immer wieder aufgeladen werden können. Das reduziert langfristig die Kosten und schont bei langjähriger Nutzung Umweltressourcen. Da LiPo-Akkus aufgrund ihrer weiten Verbreitung inzwischen sehr preiswert sind, lohnt sich ihr Einsatz und auch das regelmäßige Aufladen.

Ein „normales“ Ladegerät oder Netzteil ist allerdings nicht geeignet, um einen LiPo-Akku aufzuladen, da sie sich bei Überladung aufblähen oder gar entzünden können. Dementsprechend sollte ein spezielles Ladegerät mit Balancer verwendet werden. Vielen Drohnenherstellern, insbesondere Herstellern von Hobby- und Freizeitdrohnen, ist diese Eigenschaft beim Laden bekannt. Daher verbauen sie von vornherein Gesamtmodule, bei denen sich Akku und Balancer zusammen in einem Gehäuse befinden. Doch auch in einem solchen Fall sollte der Ladevorgang grundsätzlich nie unbeaufsichtigt und niemals auf brennbarem Material stattfinden. Und bei Drohnen der Marke Eigenbau empfiehlt es sich zudem, den Akku in einem sogenannten LiPo-Sack zu laden, der im Falle einer Entzündung Schlimmeres zu verhindern hilft.

Lagern

Es kann im Betrieb passieren, dass sich Ihr LiPo-Akku nahezu vollständig entlädt. Diese sogenannte Tiefenentladung sollten Sie jedoch grundsätzlich vermeiden, da sich die Lebensdauer des Akkus bei einem solchen Vorgang extrem verkürzt. Daher schalten sich mittlerweile viele LiPo-Akkus und damit die Geräte selbständig ab, um so die Tiefenentladung zu vermeiden.

Doch auch ohne Anschluss an ein elektrisches Gerät neigen LiPo-Akkus dazu, sich zu entladen. Daher empfiehlt es sich, die Akkus bei längeren Lagerzeiten (ab ca. zwei Wochen) mit einer Kapazität von etwa 30 – 50 Prozent einzulagern. Wird der Akku entladen eingelagert, droht ebenfalls eine Tiefentladung und der Akku kann unbrauchbar werden. Die Selbstentladung kann weiter verringert werden, wenn der Akku kühl gelagert wird.

Wie zuletzt einige Negativbeispiele bei Notebooks und Smartphones zeigten, können aber auch Herstellungs- bzw. Konstruktionsfehler als Ursache für Akkubrände nicht gänzlich ausgeschlossen werden. Um etwaige Haftungsansprüche geltend machen zu können, sollten Sie daher immer auch die Herstellerangaben lesen und befolgen.

SafeDrone Piloten achten auf den Zustand Ihrer Akkus – vor, während und nach jedem Flug.

Fakten-Check

Die typische Bezeichnung eines LiPo-Akkus:

11,1V * 3S/1P * 2200mAh * 20C (*4C Charge)

Was das bedeutet:

    • 11,1V: Jede LiPo-Akkuzelle hat eine Nennspannung von 3,7V
    • 3S: gibt an wie viele Zellen seriell geschaltet sind
    • 1P: gibt an wie viele Zellen parallel geschaltet sind
    • 2200mAh: Beschreibt die Kapazität des LiPos
    • 20C: gibt den maximalen Entladestrom an: (2200mAh/1000) x 20C = 44 Ampere
  • Weitere Beschreibungen:
    • DisC-Ratio: beschreibt das Entladeverhalten zur Temperatur (z.B. bei 10°C erreicht ein LiPo nur noch 50% der Leistung)
    • 4C Charge: Also könnte der Beispielakku max. wie folgt geladen werden: (2200mAh/1000) x4C Charge = max. 8,8 Ampere
  • Spannungen pro Zelle:
    • Kritischer Leerlauf ab 3,60 V pro Zelle (niemals <3,35 V, da sonst schon Schäden am Akku entstehen)
    • Ideale Lagerspannung, bei 3,72 V (max. 3,75, min 3,70 pro Zelle bei 19°C-22°C)
    • Maximale Ladespannung 4,15 V/ pro Zelle