Akkuladegerät für Drohnen: Worauf Du achten solltest(In nur 7 Minuten gelesen)

Dein Akkuladegerät bestimmt nicht nur, wie lange du zum Laden eines Flugakkus benötigst, es sorgt auch dafür, dass deine Lithium-Akkus sicher aufgeladen werden. In diesem Artikel nennen wir dir, die wichtigsten Punkte, auf die du beim Kauf eines RC-Akkuladegerätes achten musst.

Das Aufladen von Lithium-Akkus erfordert spezielle Ladeprogramme, die ein Überladen und ein potenzielles Feuerfangen der Zellen verhindern. Das gilt vor allem für Lithium-Polymere-Akkus, in gewissen Maße aber genau so für Lithium-Ionen-Rundzellen. Mehr zu den verschiedenen Akkutypen, haben wir in diesem Guide für dich zusammengefasst.

Das Angebot* an Akkuladegeräten* für den Modellbau und Drohnenbereich ist dabei beinahe unüberschaubar groß. Wir wollen dir in diesem Artikel daher einige wichtige Kriterien an die Hand geben, die jedes gute Ladegerät erfüllen muss.

Theorie: Wie werden Lithium-Akkus aufgeladen?

Nahezu alle modernen Drohnen nutzen für ihren Antrieb Energie aus Lithium-Ionen-Akkus. Als besondere Bauform kommt vor allem der Lithium-Polymere-Akkumulator (LiPo) besonders häufig zum Einsatz.

Im Gegensatz zu anderen Akkutypen, haben Lithium-Ionen-Akkus den großen Vorteil, sehr viel Leistung (= hohe Ströme) bei vergleichsweise kleiner Nennkapazität abgeben zu können.

Wenn es um das Aufladen von LiPos geht, muss jedoch einiges beachtet werden, damit es nicht zu einem Unfall kommt. So können LiPos bei Überladung Feuer fangen oder gar explodieren. Die häufigste Unfallursache in Umfang mit Lithium-Polymere-Akkus dürfte wohl ein nicht geeignetes Ladegerät oder aber ein falsches Ladeprogramm sein.

Im Vergleich zu NiMh-Akkus*, die im Konstantstromverfahen geladen werden, müssen LiPos in jedem Fall mit einem CC/CV-Programm aufgeladen werden. CC steht dabei für Constant Current (Konstantstrom) und CV für Constant Voltage (Konstantspannung).

Dieses Verfahren sorgt dafür, dass die maximal erlaubte Zellenspannung (Ladeendspannung) von in der Regel 4,2 bis 4,35 V nicht überschritten wird. Das Ladegerät lädt also zunächst mit einem konstanten Ladestrom von beispielsweise 2 A (CC-Phase). Sobald die Zelle eine Spannung von 4,2 V erreicht, regelt das Akkuladegerät den Strom so herunter, dass die Spannung nicht weiter ansteigt, sondern bei maximal 4,2 V gehalten wird (CV-Phase).

Dymond LC-3200 Lipo 1C Ladung Diagramm
Eine typische CC/CV-Ladekurve. Sobald die Spannung den maximalen Wert erreicht, fällt er Strom (grün) ab.

Da ein Flugakku in der Regel aus mehreren LiPo-Zellen in Serienschaltung besteht, müssen die einzelnen Zellen untereinander in ihrer Spannung angeglichen werden. Dafür sorgt ein sogenannte Balancer, der alle Einzelzellenspannungen überwacht.

Die 6 wichtigsten Kriterien eines LiPo-Ladegerätes

Was sind nun also die wichtigsten Kriterien auf die du bei der Auswahl* eines neuen Akkuladegerätes für deine Flugmodelle achten solltest? Hier sind unsere Top 6!

Automatische Ladeprogramme

Das aller wichtigste bei der Auswahl eines passenden Akkuladegerätes ist daher also ein LiPo-Ladeprogramm, dass das CC/CV-Verfahren unterstützt. Das sollte bei jedem modernen Computerladegerät der Fall sein.

Tipp: Viele Ladegeräte haben verschiedene Ladeprogramme für LiPo, HV-LiPo Li-Ion und LiFePo. Alle diese Ladeprogramme folgen dem CC/CV-Verfahren. Da sich die maximale Ladespannung pro Zelle dieser Akkutypen jedoch unterscheidet, muss trotzdem in jedem Fall das richtige Ladeprogramm ausgewählt werden. Ansonsten kann es trotzdem zu einer Überladung kommen!

Unterstützte Zellenanzahl

Zudem muss das Ladegerät einen integrierten Balancer besitzen, der die einzelnen Zellen eines Flugakkus während des Ladevorgangs angleicht und einen Zellspannungsdrift verhindert.

Balancer sind immer für eine maximale Anzahl an Zellen ausgelegt. Du musst dir also ein Ladegerät suchen, dass den Akku mit der größten Zellenanzahl in deiner Akkusammlung laden kann. Wir empfehlen, mindestens ein Ladegerät mit einem 6S-Balancer zu kaufen.

Maximale Ladeleistung

Die maximale Ladeleistung ist ein weiteres wichtiges Kriterium. Während viele Anfänger nur auf den maximalen Ladestrom des Ladegerätes achten, ist die Ladeleistung im praktischen Betrieb deutlich entscheidender.

Das folgende Beispiel soll das verdeutlichen. Gehen wir davon aus, wir haben zwei Ladegerät zur Auswahl. Das eine Ladegerät kann einen Ladestrom von maximal 20 A bereitstellen und hat 200 W Ladeleistung. Das zweite Ladegerät kann nur 12 A liefern, hat aber eine Ladeleistung von 600 Watt. Pauschal gibt es hier kein besser oder schlechter.

Paralleles Laden von Lipos am iCharger 406B
Eine hohe Ladeleistung ist vor allem zum parallelen Aufladen mehrere Akkus notwendig. Das spart Zeit.

Es kommt nun auf die Zellenanzahl deiner LiPo-Akkus an. Wollen wir einen 4S-Lipo (14,8 V) laden, so erreichen wir beim ersten Ladegerät maximal einen Strom von 13,5 A (200 W / 14,8 V = 13,5 A). Beim zweiten Ladegerät sind wir trotz der höheren Leistung auf 12A Ladestrom begrenzt.

Anders sieht das Beispiel mit einem 6S-Akku (22,2 V)* aus. Hier kann uns das erste Ladegerät nur (200 W / 22,2 V=) 9A Ladestrom zur Verfügung stellen. Unser zweites Ladegerät bringt hingegen immer noch 12 A trotz der erhöhten Akkuspannung. Denn 12 A * 22,2 V = 266,4 W < 600 W maximale Leistung.

Faustformel: Je höher die Spannung deiner Akkus, desto höher muss auch die Ladeleistung sein, um deine Akkus mit hohen Strömen aufladen zu können. Außerdem brauchst du eine höher Ladeleistung, wenn du mehrere Akkus parallel aufladen willst.

Hinweis: Das Beispiel oben ist vereinfacht. Die Tatsache, dass der Ladestrom beim Anstieg der Ladespannung über die Akkunennspannung bei Erreichen der maximalen Ladeleistung weiter abnimmt, wurde hier außer Acht gelassen. Wir haben die Nennspannung als Vereinfachung angenommen.

Betriebsspannung

In diesem Zusammenhang ist die Betriebsspannung des Ladegeräts (oft auch Eingangsspannung oder Input Vortage) von besonderem Interesse. Vorteilhaft ist ein möglichst breiter Eingangsspannungsbereich von 10 V bis 30V+ Gleichspannung.

In der Regel benötigen alle Hochleistungsladegerät* eine Gleichspannungsquelle. Ladegerät mit eingebautem Netzteil, die sich direkt an die Steckdose anstecken lassen, sind meist stark in ihrer Ladeleistung begrenzt.

Warum ist die Eingangsspannung nun also wichtig? Ganz einfach: Wenn die maximale Ladeleistung steigt, steigt damit auch der Eingangsstrom linear an. Es bietet sich bei hohen abgerufenen Ladeleistungen an, die Eingangsspannung zu erhöhen, um den Strom zu senken und damit die Effizienz des Ladesystems deutlich zu verbessern.

Das folgende Beispiel, soll dir dies veranschaulichen (noch mal zur Erinnerung: Wir sind gedanklich nun auf der Eingangsseite des Ladegerätes, nicht mehr auf der Ausgangsseite, wo der Akku angeschlossen ist.)

Du lädst mit einer Leistung von 600 Watt und einer Eingangsspannung von 12 V. Das bedeutet, dass im Schnitt ein Strom von 50 A von deinem Netzteil* zur Verfügung gestellt werden muss. Da werden die Kabel schon warm und entsprechende Netzteile teuer.

Lässt du das gleiche Setup mit 24 V Eingangsspannung laufen, so halbiert sich der Strom bei gleicher Leistung auf 25 A.

Eine möglichst niedrige Betriebsspannung ist hingegen immer dann hilfreich, wenn du auf dem Flugplatz schnell einen Akku aufladen musst. Dann lässt sich das Ladegerät Notfalls auch mal mit einem anderen LiPo-Akku betreiben. Aber immer darauf achten, dass du den Quell-LiPo auf der Eingangsseite nicht tiefentlädst (LiPo-Warner ist dann Pflicht).

Entladefunktion / Entladeleistung

Immer praktisch ist außerdem eine Entladefunktion. Damit lassen sich nicht geflogene Akkus zu Hause auf Lagerspannung entladen, ohne dass du dafür deine Drohne verwenden musst.

Was für die Ladeleistung stimmt, gilt jedoch auch für die Entladeleistung: Lass dich nicht von hohen maximalen Entladeströmen blenden. Das einzige was zählt, ist die Entladeleistung (also das Produkt aus Akkuspannung und Entladestrom).

Und hier können die meisten Ladegeräte nur wenige Watt anbieten. Damit dauert das Entladen großer Akkus dann sehr, sehr lange.

Warum ist das so? Nun ja, die meisten Ladegerät sind sehr kompakt. Die einzige Möglichkeit die Energie aus dem Akku zu entnehmen, ist die Umwandlung in Wärme. Je kleiner das Ladegerät, desto weniger Wärme kann es an die Umgebung abgeben, ohne kritische Temperaturen zu erreichen. Die Leistung muss also stark begrenzt werden.

Logging & Auswertung

Wer eine größere Sammlung an Akkus besitzt, die er verwalten muss, profitiert außerdem von Logging-Funktionen eines Ladegerätes. So lassen sich Lade- und Entladevorgänge aufzeichnen und später am Computer auswerten.

Außerdem bieten solche Ladegeräte oft die Möglichkeit an, einzelne Ladeprofile pro Akku (oder Akkufamilie) anzulegen, die dann immer die richtigen Parameter für einen bestimmten Akku bereithalten. Das minimiert die Gefahr falscher Einstellungen ungemein.

Was ist mit Drohnen von DJI, Yuneec und co?

Nun haben wir uns ausführlich um Ladegeräte für Piloten gekümmert, die entweder im FPV-Bereich unterwegs sind oder ihre eigenen Drohnen bauen. Was ist nun aber mit Drohnen, die mit fertigen Flugakkus und Ladegeräten ausgeliefert werden?

DJI Mavic 2 AkkuladestationBildquelle: DJI
Ladeadapter für die sequenzielle Ladung von vier Mavic 2 Flugakkus von DJI.

Hier haben wir eine klare Meinung: Im Falle von DJI* und Yuneec Drohnen würden wir in jedem Fall bei den originalen Netzteilen und Ladegeräten bleiben. Wer sich eine fertige Drohne kauft, erwartet in gewisser Weise eine „Plug & Play“-Erfahrung. Damit diese gewährleistet bleibt (und mit ihr die Sicherheit des Ladesystems) sind die Original-Ladegerät für das passende System die beste Wahl.

Einziger Wermutstropfen: Die meisten Ladesysteme von DJI und Yuneec erlauben nur das automatische sequenzielle Laden von mehreren Akkus. Paralleles Aufladen ist nicht möglich. Das liegt an der deutlich beschränkten Ladeleistung dieser Ladegeräte*, sodass sich aus einer parallelen Ladung mehrerer Akkus keine zeitlichen Vorteile ergeben würden.

Schlusswort

Wir hoffen sehr, dass die unser kurzer Überblick zum Thema Ladegeräte im Modellbau und Drohnen-Segment weitergeholfen hat und du nun weißt, worauf du beim Kauf deines nächsten Ladegerätes achten solltest.

Sollte dies der Fall sein, freuen wir uns darüber, wenn du den Artikel teilst. Bei Fragen oder Anregungen hinterlasse gerne jederzeit einen Kommentar. Auch freuen wir uns darüber, wenn du für den Kauf eines Produktes einen unserer Partnerlinks verwendest (mit * gekennzeichnet), so erhalten wir eine kleine Provision.

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Bildquellen

  • DJI Mavic 2 Akkuladestation: DJI
Nils Waldmann

Nils Waldmann

Hi, ich bin Nils! Ich bin leidenschaftlicher Modellbauer, Hobby-Fotograf, Akku-Liebhaber und RC-Pilot. Ich berichte hier über die neusten Entwicklungen in der Drohnen-Branche und kümmere mich um detaillierte Anleitungen, Guides und Testberichte.

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