Lithium-Polymer-Batterien für Drohnen verstehen und warten: Ein umfassender Leitfaden
Lithium-Polymer-Batterien dienen Drohnen als Energiequelle und liefern die für den Flug benötigte Energie. Das Verständnis dieser Batterien, die richtige Anwendung und die ordnungsgemäße Wartung können die Flugsicherheit erhöhen und die Batterielebensdauer verlängern. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Erklärung zur Batterienutzung und -verwaltung.
Bedeutung von Hochleistungs-Lithium-Polymer-Batterien
Die in Drohnen verwendeten Akkus sind sogenannte Hochleistungs-Lithium-Polymer-Akkus und gehören zur Kategorie der Lithiumbatterien. Sie werden in der Drohnenindustrie aufgrund ihrer hohen Energiedichte, gleichmäßig hohen Ausgangsspannung, hohen Leistungsabgabe und Schnellladefähigkeit häufig eingesetzt.
Wichtige nominale Indikatoren
Nennspannung: Die Nennspannung einer Lithium-Polymer-Batteriezelle beträgt 3,7 V.
Spannung nach dem Laden: Nach dem vollständigen Laden liegt die Spannung einer Lithium-Polymer-Batteriezelle zwischen 4,2 V und 4,25 V.
Nennkapazität: Wird in mAh gemessen und gibt die Speicherkapazität der Batterie an.
Dauerentladestrom (C-Rating): Gibt den maximalen Dauerentladestrom des Akkus an. Für Agrardrohnen werden üblicherweise Akkus mit einem Dauerentladestrom von 15C verwendet.
Nennwert für Burst-Entladung: Gibt den maximalen momentanen (innerhalb von 10 Sekunden) Entladestrom der Batterie an, normalerweise das Doppelte des Nennwerts für kontinuierliche Entladung.
Gängige Lithium-Polymer-Batterien für Multirotor-Flugzeuge
6S 10000mAh-Akku: Wird in großen Multirotor-Flugzeugen wie dem S1000 und S800 EVO verwendet.
3S 5000 mAh-Akku: Wird häufig in mittelgroßen Multirotor-Flugzeugen wie dem Flame Wheel F550 verwendet.
3S 2200 mAh-Akku: Wird in kleinen Multirotor-Flugzeugen wie dem Phantom 1 und dem Flame Wheel F450 verwendet.
3S 5200 mAh Akku: Geeignet für Quadcopter wie Phantom 2, Vision und Vision+.
Erklärung der Parameter von Lithium-Polymer-Batterien
C-Rating: Gibt die Entladefähigkeit der Batterie an. Es wird berechnet, indem das C-Rating mit der Kapazität multipliziert wird. Dies ergibt den maximalen Entladestrom der Batterie.
S-Nummer: Gibt die Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen an, die die Spannung der Batterie beeinflussen.
P-Nummer: Gibt die Anzahl der parallel geschalteten Zellen an, die sich auf die Stromkapazität der Batterie auswirken.
Beispiel für Batterieparameter
Ein Beispiel für eine Batteriespezifikation ist: 16000 mAh 15C 6S 22,2 V, was einer Kapazität von 16.000 mAh, einer Entladeleistung von 15 C, 6 in Reihe geschalteten Zellen und einer Nennspannung von 22,2 V entspricht.
Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung und Wartung der Batterie
Vermeiden Sie die Zerlegung durch Laien: Die Zerlegung von Batteriezellen durch Laien kann zu internen Kurzschlüssen, Schwellungen, Entzündungen und anderen Gefahren führen.
Gehen Sie bei Leckagen sicher vor: Obwohl Lithium-Polymer-Batterien theoretisch keine fließenden Elektrolyte haben, waschen Sie im Falle einer Leckage die betroffene Stelle sofort mit Wasser und suchen Sie einen Arzt auf.
Verbrennen verboten: Verbrennen Sie Batterien niemals und setzen Sie sie keinem Feuer aus, da dies eine erhebliche Entzündungsgefahr darstellt und strengstens verboten sein sollte.
Vermeiden Sie das Eintauchen in Flüssigkeiten: Halten Sie Batterien von Flüssigkeiten wie Süßwasser, Meerwasser und Getränken fern, um Schäden zu vermeiden.
Vorsichtig handhaben: Vermeiden Sie das Fallenlassen oder Aufprallen der Batterien, um Unfälle zu vermeiden.
Vorsichtsmaßnahmen beim Laden
Laden Sie Akkus in einem Temperaturbereich von 0 °C bis +45 °C.
Der Ladestrom sollte den maximal angegebenen Strom nicht überschreiten, normalerweise nicht mehr als 2C.
Laden Sie keine Akkus auf, die aufgebläht, verformt oder ausgelaufen sind oder deren Spannung unter 2,6 V liegt.
Die obere Ladegrenzspannung sollte 4,22 V nicht überschreiten und die Temperatur nach dem Laden sollte 45 °C nicht überschreiten.
Vorsichtsmaßnahmen bei der Entladung
Entladen Sie Batterien in einem Temperaturbereich von -20 °C bis +60 °C.
Der Entladestrom sollte den maximal angegebenen Strom nicht überschreiten.
Entladen Sie keine Batterien, die aufgebläht, verformt oder ausgelaufen sind oder einen Spannungsunterschied von ≥100 mV aufweisen.
Die untere Entladegrenzspannung sollte nicht unter 2,6 V liegen und die Oberflächentemperatur sollte nach einer Hochstromentladung 80 °C nicht überschreiten.
Vorsichtsmaßnahmen beim Laden und Entladen
Halten Sie die Batteriespannung während des Lade- und Entladevorgangs im normalen Bereich von 2,8 V bis 4,20 V.
Überprüfen Sie regelmäßig die Spannung jeder Zelle vor dem Laden und Entladen.
Die Langzeitlagerung von Batterien sollte in einem Temperaturbereich von -10 °C bis 45 °C erfolgen.
Laden Sie die Akkus vor längerer Lagerung auf eine Spannung von 3,6 V bis 3,9 V oder idealerweise 3,85 V auf, um einen irreversiblen Kapazitätsverlust zu vermeiden.
Feuerlöschmethoden für Brände von Lithium-Polymer-Batterien
Schalten Sie den Ladeschalter aus und verwenden Sie Asbesthandschuhe und -decken, um die brennende Batterie anzufassen und abzudecken.
Decken Sie die Asbestdecke mit Feuersand ab, um die Flammen zu ersticken.
Vorsichtsmaßnahmen zum Löschen von Batteriebränden
Verwenden Sie bei Bränden von Lithiumbatterien Trockenpulverlöscher. Beachten Sie jedoch, dass diese die Ausrüstung korrodieren und den Bereich verunreinigen können.
Kohlendioxid-Feuerlöscher können Flammen vorübergehend unterdrücken, das Feuer jedoch nicht vollständig löschen.
Andere Feuerlöschertypen sind gegen Brände von Lithiumbatterien unwirksam.
Abschluss
Das Verständnis der Parameter und der richtige Umgang mit Lithium-Polymer-Batterien ist für Drohnenbetreiber unerlässlich, um die Sicherheit zu gewährleisten und die Batterieleistung zu maximieren. Die Einhaltung von Vorsichtsmaßnahmen bei Gebrauch, Laden und Lagerung kann Unfälle verhindern und die Lebensdauer der Batterien verlängern, was zu einem sichereren und effizienteren Drohnenbetrieb beiträgt.
