Parallel Charging – Moderne Computerladegeräte aus dem Modellbaubereich können mit Leichtigkeit DC-Leistungen von 1000 Watt bereitstellen. Um diesen Leistung sinnvoll zu nutzen, müssen entweder Akkus mit sehr vielen Zellen geladen werden, um den Strom zu begrenzen oder aber man lädt viele Akkus gleichzeitig auf.
Parallel Charging Boards erlauben genau dies: Mehrere gleiche Lipos zeitgleich an einem Ausgang laden und somit Zeit sparen.
Wie das funktioniert, welche technischen Grundlagen man dazu in jedem Fall kennen sollte und wie man Akkus zum parallelen Aufladen verbinden muss, erfahrt ihr im folgenden Artikel.
Inhalt
Überblick
Im Folgenden werden wir uns mit Parallel Charging Board – gerne auch Parallel Charge Adapter* oder Adapter zum parallelen Laden* bezeichnet – beschäftigen. Zunächst wollen wir kurz auf einige Basics beim Laden von LiPo-Akkus eingehen. Zunächst ist der grundlegende Zusammenhang zwischen Gleichspannung und Strom zu verstehen: Das Produkt aus Spannung und Strom ergibt die Leistung, welche in Watt angegeben wird. Dies ist der Wert mit dem viele Ladegeräte beworben werden.
Das folgende Beispiel geht davon aus, dass wir ein idealisiertes Ladegerät* verwenden, welches keine Verluste hat und einen Ladestrom bis 40 A bereitstellen kann.
Ein Ladegerät* was also maximal 6 LiPo-Zellen laden kann und eine maximale Ladeleistung von 600 Watt bereitstellt, wird seine maximale Ladeleistung also im Normalfall beim Laden eines 6S-LiPos erreichen. Ein solcher Akku hat eine Ladeschlussspannung von (6x 4,2 V=) 25,2 V. Bei einer maximalen Leistung von 600 Watt ergibt sich also ein Ladestrom von (600 W / 25,2 V=) 23,8 A, um die Leistung voll auszureizen. Bei größeren LiPo-Akkus ist das kein Problem (bei einem 10.000 mAh Akku sind das ein wenig mehr als 2C Laderate). Was genau das C-Rating ist, liest du hier.
Wer nun aber eher 4S-Akkus laden möchte und trotzdem die Leistung seines Ladegerätes* nutzen will, dem steht ein höherer Strom zur Verfügung. Schnell nachgerechnet ergeben sich 600 W / 16,8 V = 35,8A. Das ist für einzelne 1300 mAh oder 1500 mAh Akkus, wie sie zumeist im FPV Racing Einsatz verwendet werden, zu viel. Die knapp 36 A entsprechend bei 1500 mAh einer Laderate von knapp 24C !!! Das endet fast sicher mit einem Feuer. Hier sind immer die maximal zulässigen Laderaten des verwendeten LiPos zu beachten!
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Doch lieber parallel?
Wie also dann die Leistung des Ladegerätes nutzen? Ganz einfach: Mehrere Akkus parallel laden. Dazu werden Akkus gleicher Kapazität und Spannung (und am besten identischen Typs) mit demselben Ausgang des Ladegerätes verbunden. Dazu werden nicht nur die beiden Hauptpole der Akkus verbunden*, auch die Balancer-Kabel müssen parallel geschaltet werden. Im Endeffekt wird also die Zelle 1 von Akku 1 mit der Zelle 1 von Akku 2 und Zelle 1 von Akkus, etc. parallel geschaltet. Das gleiche gilt für alle übrigen Zellen der zu ladenden Akkus.
WICHITG: Es ist immer die Anleitung des Ladegerätes und des Parallelladeadapter* zu beachten! Außerdem sollten die einzelnen Akkupannungen möglichst identisch sein! Niemals einen leeren und einen vollen LiPo mit einem Parallel Charging Board verbinden, die fließenden Ausgleichsströmen sind extrem groß und führen potenziell zu Schaden und Verletzungen!
Beim parallelen Ladebetrieb bleibt die Spannung aller zusammengeschlossenen Akkus* identisch: 6x 4S LiPos mit 1500 mAh haben also immer noch eine maximale Ladeschlussspannung von 16,8 V.
Die Kapazität der Akkus addiert sich in dieser Konfiguration allerdings. Dies bedeutet, dass sechs parallel geschaltete 1500 mAh eine Gesamtkapazität von 9000 mAh aufweisen. Nehmen wir erneut unsere obige Beispielrechnung zur Hilfe: 600 W / 16,8 V ergeben am Ende der CC-Ladephase des Lithiumladeprogramms einen Strom von maximal 35,8 A. Bis zum Erreichen dieser Spannung kann dieser Strom höher liegen (da die Akkuspannung geringer ist).
Nehmen wir die knapp 36 A einmal als den Zielwert des Ladestroms an, so reizen wir unser Ladegerät gut aus. Der Strom verteilt sich nun (gleichmäßig) auf die sechs LiPo Akkus. Das ergibt also: 36 A / 6 Akkus = 6A. Bei einem 1500-mAh-Pack sind dies also genau 4C. Das ist für viele moderne Hochleistungszellen* durchaus machbar (Immer die Daten eurer Akkus beachten!).
Die Vorteile des Parallel Chargings
Was haben wir erreicht? Anstatt sechs Akkus mit 4C (d.h. eine Ladedauer von knapp 15 Minuten pro Akku) in insgesamt 1,5 h zu laden, haben wir alle sechs Akkus in knapp 15 Minuten geladen!
Paralleles Laden* bringt also eine enorme Zeitersparnis mit sich und nutzt die hohen Leistungen und Ströme, die moderne Ladegeräte* zur Verfügung stellen können wunderbar aus. Perfekt für das schnelle Nachladen auf dem Flugfeld oder das spontane Fliegen nach Feierabend. Es ermöglicht außerdem, Akkus immer bei Lagerspannung zu lagern und erst kurz vor dem Gebrauch mit Energie zu füllen.
Weiterführende Gedanken zum Parallelladen
Wer sich für das parallele Laden von LiPos entscheidet, hat neben den üblichen Sicherheitsmaßnahmen (feuerfeste Umgebung, kein unbeaufsichtigtes Laden) noch einige andere Vorkehrungen zu treffen. So ist es vor jeder Ladung unerlässlich, die Zellspannung aller Akkus zu messen und bei zu großen Differenzen anzugleichen, bevor diese verbunden werden dürfen. Es ist zudem darauf zu achten, Akkus mit identischer Kapazität zu laden, um die Ströme gleichmäßig auf alle Akkus zu verteilen.
Zur Kontrolle der einzelnen Ladeströme pro Akku eignet sich ein Zangen-Strommessgerät*. Des Weiteren muss das eingesetzte Parallel Charging Board* / der Parallelladeadapter für die hohen Ströme eingangsseitig vorgesehen sein! Auch eine Absicherung der einzelnen Ladeausgänge mit einer Schmelzsicherung ist sinnvoll und kann bei starker Ungleichverteilung der Ströme auf die einzelnen Akkus im Fehlerfall Schlimmeres verhindern.
Beachtet, dass sich der Strom beim parallelen Aufladen in der Regel mit der Anzahl der Akkus multipliziert. Ihr arbeitet hier also mit Strömen, die bei falscher Handhabung extrem gefährlich sind!
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Schlusswort
Wir hoffen, dir hat dieser Artikel dabei geholfen, zu verstehen, wie das parallele Aufladen von LiPo-Akkus funktioniert und in welchen Fällen diese Methode sinnvoll sein kann.
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 einer neuen Drohne einen unserer Partnerlinks verwendest (mit * gekennzeichnet), so erhalten wir eine kleine Provision.
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Hallo,
beim Suchen im Web nach Ausführungen zum Thema “ LiPo Akkus laden“
traf ich auf Ihren Überblick:“LiPo Akkus parallel mit einem Ladegerät aufladen“.
Sehr aufschlussreich und auch für Laien wie mich, verständlich geschrieben.
Mein Anliegen ist eher eine Frage als einen Kommentar zu schreiben.
Ich habe vor, mir eine Dji Mini 2 Drohne anzuschaffen, bin allerdings von dem,
zur Ausstattung gehörenden Ladegerät, der 3 Akkus nacheinander lädt, nicht
sehr begeistert.
Im Web fand ich nur ein Ladegerät für die Mini 2 das mehrere Akkus parallel,
also auf einmal, lädt: (Link zum Produkt auf Amazon)*
Müßte ich bei diesem 6+1 Ladegerät außer der üblichen Sicherheitsmaßnahmen auch die zusätzliche Vorkehrungen, die Sie im Absatz: „Weiterführende Gedanken zum Parallelladen“ treffen?
Oder handelt sich hierbei um ein völlig anderes System und ich müßte nicht z.B. die Zellspannung aller Akkus vor jeder Ladung messen?
Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie mir kurze Antwort zukommen ließen.
Bleiben Sie gesund.
Mit freundlichem Grüßen
B. Ledényi
Hallo,
vielen Dank für Ihren Kommentar und das nette Feedback!
Zu dem verlinkten Produkt kann ich leider keine direkten Erfahrungen mitteilen, da wir es noch nicht selbst getestet haben. Welche Qualität man für den Preis bekommt, lassen wir an dieser Stelle also einmal unberücksichtigt.
Wenn ich die technischen Daten aber richtig deute, handelt es sich dabei ja um ein eigenständiges Ladegerät. Auf dem Gerät ist ein Output von 8,8 V bei 8 A (insgesamt) und ein Output von 8,8 V bei 2 A pro „Branch“ (=Ladeausgang) gelistet. Das deutet also daraufhin, dass jeder Akku parallel geladen wird.
Das Angleichen der Spannung dürfte dabei aus meiner Sicht nicht durch den Anwender notwendig sein (zumindest findet sich dazu kein Hinweis). Letztendlich scheint das von Ihnen verlinkte Produkt einfach vier „unabhängige“ Ladegerät in einem Gehäuse mit einer gemeinsamen Steuerung zu vereinen. Das Batteriemanagementsystem (kurz BMS), das die einzelnen Zellspannungen im Inneren der Akkus regelt, steckt bei DJI meines Wissens nach auch direkt im Akku und nicht im Ladegerät.
Ich hoffe, diese subjektive Einschätzung hilft Ihnen ebenfalls weiter. :)
Viele Grüße,
Nils
Anmerkung: Unser System hat Ihren Link zu Amazon.de in einen Partnerlink (gekennzeichnet durch „*“) umgewandelt, der verlinkte Inhalt ist aber derselbe.
Hey Nils,
Super Erklärung! Ich hab noch eine Frage:
Was passiert in den Zellen genau, wenn man zwei Akkus parallel schaltet? Wenn nur VCC verbunden ist, gleichen sich die einzelnen Zellen trotzdem an? Oder wird der Strom irgendwie gleichmäßig auf die einzelnen Zellen verteilt und die Drift zwischen Zelle 1a und 1b bleibt solange, bis man das Balancer Kabel parallel schaltet?
Vielen Dank,
LG Imme
Hi Imme,
wenn du zwei Akkus parallel über VCC (=Hauptkabel) schaltest, hat das erstmal keinen Einfluss auf eine eventuell vorhanden Imbalance innerhalb eines Packs. Da gleichen sich die Zellen erst an, wenn die Balancer-Kabel beider Packs parallel geschaltet sind. Daher ist es auch wichtig, dass beide Packs an sich eine möglichst kleine Spannungsdifferenz zwischen den einzelnen Zellen haben.
Je nach Spannungsunterschied zwischen den Packs fließt natürlich ein Strom zwischen den beiden Packs. Das kann dafür sorgen, dass sich der Drift innerhalb eines Packs leicht verändert (in beide Richtungen). Ein Ausgleich zwischen den einzelnen Zellen beider Packs findet aber erst statt, wenn der Balancer verbunden ist.
Hilft dir das?
Viele Grüße,
Nils