raftvolle Elektroantriebe brauchen eine Menge Energie. Sie strömt inzwischen auch in reichlichen Mengen aus den Lithium-Akkus. Doch wie kommt sie dort rasch genug wieder hinein? Anders gesagt: Die Ladetechnik muss mithalten können. Wie das heute aussehen kann, sollen zwei Powerladegeräte zeigen, die noch unterhalb der 300,– Euro-Grenze über den Ladentisch wandern. Praktischerweise stellen wir sie zusammen mit je einem leistungsfähigen Netzteil vor. So können ambitionierte Kunden je nach örtlicher Gegebenheit entscheiden, ob aus dem 230-Volt-Netz oder aus einem mobilen Stromspeicher geladen wird.
Als Kriterien für das Attribut „ambitioniert“ wurden einfach mal definiert: Es sollen alle handelsübliche Antriebsakku-Konfigurationen „am Stück“ geladen werden können. Das sind im Moment Antriebe bis 14s-LiPos oder -LiFes. Dabei liegt die maximale Ladeendspannung bei nahezu 60 Volt (V). Für diese Spannungsgrenze, die sich eben so noch im legalen Bereich der Kleinspannungsverordnung bewegt, sind beispielsweise noch bezahlbare Drehzahlregler in Serientechnik verfügbar.
Was den Ladestrom angeht, so liegt die Messlatte inzwischen hoch. 20 Ampere (A) sollten es schon sein. Damit lassen sich noch 5.000-Milliamperestunden-Akkus mit bis zu 4 C „aufpumpen“.
Leistung ist nicht alles
Bei der Leistung sind dann zwangsläufig gewisse Kompromisse nötig: Ein Gerät, das die oben genannten Eckwerte gleichzeitig liefern könnte, müsste dann 1.200 Watt (W) abdrücken können. Da geben wir uns mal mit einem Bruchteil davon zufrieden. Damit reduziert sich der Ladestrom bei hoher Zellenzahl eben im Rahmen der Maximalleistung. So bleibt auch der Netzteilaufwand noch tragbar. Dabei kann auch nicht unerwähnt bleiben, dass die 12-V-Versorgungstechnik hier langsam an Grenzen stößt. Die Spannungsverluste am Zuleitungskabel, das ja praktischer Weise doch eine gewisse Mindestlänge aufweisen sollte, nehmen bei Strömen über 20 A doch allmählich pathologische Formen an. Daher weist der Trend beim Oberklasse-Leistungs-Lader auch schon in Richtung eines breiteren Eingansspannungsspektrums von beispielsweise 11 bis 28 V. Damit lassen sich die Geräte nach wie vor an einer normal Kfz-Starterbatterie betreiben, erreichen aber ihre Spitzenleistung nur mit „Super plus“, also bei höherer Versorgungsspannung, die beispielsweise aus einem entsprechenden Netzgerät oder zwei in Reihe geschalteten 12-V-Batterien bestehen könnte.
Selbstverständlich sind Ladegeräte heute dem fortgeschrittenen Stand der Technik einiges schuldig. Dies gilt auch für beide nachfolgend vorgestellte Geräte der Premiumklasse. Dass sie beidseitig kurzschluss- und verpolgeschützt daherkommen, versteht sich wohl von selbst. Und neben einer Menge Power verlangt der zahlungsbereite Kunde noch einige Zugaben. So sollte das Gerät auf Wunsch auch nicht-lithiumbasierte Akkus laden können. In diesem Fall Zellen aus Nickel-Cadmium (NiCd) beziehungsweise Nickel-Metallhydrid (NiMH). Erwartet wird in diesen Fällen auch die Möglichkeit, die Delta-Peak-Abschaltempfindlichkeit ganz individuell einstellen zu können. Auch die Möglichkeit einer temperaturgesteuerten Abschaltung spielt hier eine Rolle. Für die benötigten Temperaturfühler sollten wenigstens Steckplätze vorgesehen sein. Die Fühler selbst werden heute meist (der gesunkenen Nachfrage wegen) nur noch als Zubehör angeboten. Weil aber nickelbasierte Akkus nach längeren Arbeitspausen zuweilen unmotiviert wirken, sind auch Zyklenprogramme heute selbst bei einfacheren Lademaschinen State of Art.
Mindestens genau so wichtig ist in dieser Geräteklasse die zusätzliche Fähigkeit, auch Bleibatterien laden zu können. Dies ist besonders bei Netzladung interessant, denn nun lässt sich beispielsweise die hochkapazitive 12-V-Vorratsbatterie für den Mobilladebetrieb über Nacht wieder volladen.
Um bei Verwendung verschiedenartiger Batterien nicht bei jedem Ladespiel alle Akkuparameter komplett neu eingeben zu müssen, sind programmierbare Speicherplätze beliebt, die dann (alpha)numerisch einem bestimmten Akku zugeordnet werden und aufgerufen werden können.
| Name: |
Pelikan Raytronic C60 |
| Betriebsspannung: |
11 bis 28 V, maximal 400 W |
| Ausgang 1 und 2 je: |
|
| Zellenzahl: |
1 bis 18 NiMH- / NiCd-Zellen, 1 bis 7 LiPo- / Lilo- / LiMn- / LiFe-Zellen, 1 bis 12 Pb-Zellen |
| Ladestrom Ausgang: |
0,1 bis 20 A (maximal 200 / 360 W) |
| Balanceranschluss |
2s- bis 7s-LiPo- / Lilo- / LiFe-Zellen |
| Entladestrom Ausgang 1: |
zirka 0,1 bis 10 A (max. 50 W) |
| Abmessungen: |
zirka 180 x 170 x 60 mm |
| Vertrieb: |
Hepf |
| Preis: |
275,- Euro |
| Name: |
Graupner Ultra Duo Plus 45 |
| Betriebsspannung: |
11 bis 15 V, maximal 250 W |
| Ausgang 1: |
|
| Zellenzahl: |
1 bis 30 NiMH- / NiCd-Zellen, 1 bis 14 LiPo- / Lilo- / LiMn- / LiFe-Zellen, 1 bis 6 Pb-Zellen |
| Ladestrom: |
0,1 bis 20 A (maximal 250 W) |
| Balanceranschluss |
2x 2s- bis 7s-LiPo- / Lilo- / LiFe-Zellen |
| Entladestrom: |
zirka 0,1 bis 10 A (max. 80 W) |
| Ausgang 2: |
|
| Zellenzahl: |
1 bis 10 NiMH- / NiCd-Zellen, 1 bis 4 LiPo- / Lilo- / LiMn- / LiFe-Zellen |
| Ladestrom: |
1x 0,1 A bis 5 A (max. 50 W) |
| Balanceranschluss |
2s- bis 4s-LiPo- / Lilo- / LiFe-Zellen |
| Abmessungen: |
zirka 180 x 155 x 62 mm |
| Vertrieb: |
Fachhandel |
| Preis: |
271,50 Euro |
Zellengenossen
Was die Ladung von Lithium-Batterien angeht, so hat es sich herumgesprochen, dass das Vergnügen ohne Zuwendung zu den Einzelzellen nur ein kurzes wäre. Also enthalten die Lader eingebaute Balancer. Unabhängige Anbieter legen dann freundlicherweise gleich noch eine Anzahl von Steckboards für die leider immer noch unterschiedlichen Balancer- Anschlussnormen bei. Im Allgemeinen arbeiten die Balancer rein passiv, das heißt, sie entladen jene Zellen, die in der Endphase der Ladung den (Spannungs-)Kopf etwas zu weit in die Höhe recken, mit bis zu 300 Milliampere (mA). Auf diese Weise wird erreicht, dass die Zellen möglichst alle an die Spannungsschwelle 4,2 V herangeführt, aber gleichwohl nicht überladen werden. Dieses Ausbalancieren der Ladeschlussspannung schmeckt übrigens auch den LiFe-Zellen, auch wenn ihnen damit das derzeit entscheidende Kaufargument abhanden kommt. Sinnvoll sind Balancer auch beim Entladen, selbst wenn es zur Pflege von Li-Akkus (im Gegensatz zu Ni-Akkus) eigentlich keiner künstlichen Entladung durch das Ladegerät bedarf. Soll ein LiPo aber dennoch aus diagnostischen Gründen mal am Ladegerät entleert werden (Kapazitätstest), so erkennt die Elektronik über den Balanceranschluss, wann die schwächste der Zellen sich der kritischen Tiefentladungsgrenze nähert, um den Aderlass rechtzeitig zu beenden.
Der Sicherheit dienlich sein können letztlich auch vorwählbare Zeit- und / oder Kapazitätslimits als zusätzliche Ladeabbruchkriterien. Von geringer Sinnhaftigkeit ist es hingegen, einen Akku auch im Ruhezustand ausbalancieren zu wollen. Solche Features sind ganz und gar verzichtbar. Eingeführt haben sich auch so genannte Storage-Ladeprogramme. Sie sorgen dafür, dass der Akku nur halbvoll geladen (beziehungsweise halbleer entladen) wird. So ist die Lithiumzelle ohne Schaden für die Zellenchemie länger lagerfähig.
Und natürlich darf beim Stichwort Akkupflege auch die Möglichkeit einer Nachbetrachtung der Lade- beziehungsweise Entladevorgänge am Rechnerbildschirm nicht fehlen. Deshalb liegen modernen Ladegeräten meist noch USB-Schnittstellenkabel bei, mit deren Hilfe es möglich ist, den Flugtag mit einer erquicklichen LogView-Show am heimischen PC harmonisch ausklingen zu lassen.
Die Graupner-Kompaktlösung
Graupner bietet für das beschriebene Problem eine nicht nur optisch gut aufgeräumte Lösung an. Es heißt Ladegerät Ultra Duo Plus 45 (Bestell-Nummer 6475) zusammen mit dem Unterbau-Schaltnetzteil 12 V / 25 A (Bestellnummer 6460). Beide sind in ihrer Gehäusegröße exakt aufeinander abgestimmt. Die 12-V-Aus- und -Eingänge liegen am Gehäusedeckel des Netzgeräts und am Gehäuseboden des Laders jeweils deckungsgleich und polrichtig übereinander, sodass das Ganze eine steckbare Einheit bildet. Sogar das Zuleitungskabel (siehe oben) wird in diesem Fall überflüssig. Wird der Lader als Mobilgerät genutzt, so ist die speisende Spannung (12 V) über 4-mm-Buchsen anschließbar. Somit bleibt seine tatsächliche Länge des Zuleitungskabels ganz dem Anwender überlassen. Eine pfiffige und nicht ganz „unschlitzohrige“ Lösung, darf man konstatieren. Batteriebetrieb ist selbstverständlich auch mit angekoppeltem Netzteil möglich.
Das Graupner Ultra Duo Plus 45 hat zwei Ausgänge, die unsymmetrisch bestückt sind. Ausgang I (links) stellt die große Power zur Verfügung. Ladbar sind dort nach dem üblichen Konstantstrom- / Konstantspannungsverfahren (CC / CV) bis zu 14 Li-Zellen (LiPo, LiIon oder LiFe). Passende 2 × 7s-Balancersteckfelder finden sich direkt daneben auf der linken Gehäuseseite. Bei NiCd-/NiMH-Akkus dürfen bis zu 30 Zellen in Reihe liegen. Abgeschaltet wird nach dem Delta-Peak-Prinzip mit vorwählbarer Abschaltempfindlichkeit oder bei gestecktem Fühler nach dem Temperaturprinzip. Bei Blei-Batterien (PB) gilt pragmatisch: 1 bis 6 Zellen oder dann gleich 12 Zellen (also zwei 12 V-Akkus in Serie). Der Ladestrom ist wie üblich in Schritten von 100 mA bis maximal 20 A wählbar. Entladen werden kann mit 0,1 bis 10 A im Rahmen von 80 W Gesamtleistung. Dabei bleibt auch der Innenwiderstand der Zellen (bei gestecktem Balanceranschluss zellenweise) nicht im Dunkeln.
Auf der linken Seite bietet der kleinere Bruder namens Ausgang II seine begleitenden Dienste an: 1s- bis 4s-Li-Zellen, 1s- bis 10s-NiCd oder -NiMH. Der Ladestrom geht auf Wunsch in 100 mA-Schritten bis auf 5 A. Entladen geht auf der rechten Gehäuseseite nicht.
Watt für eine Leistung
Die Ladeleistung wird mit 250 W angegeben. Dies setzt allerdings eine Eingangsspannung von mindestens 13,5 V voraus. Darunter wird sie aus Sicherheitsgründen klammheimlich zurückgefahren. Bei 12,3 V stehen aber noch 220 W zur Verfügung, wenn beispielsweise das erwähnte Stecknetzteil die Versorgung übernimmt. In diesem Falle wird der Maximalstrom des Schaltnetzteils, von 25 A bei einem Lader-Wirkungsgrad von 88 Prozent voll ausgenutzt.
Der eher für ladetechnische Feinheiten zuständige Ausgang II begnügt sich von vorneherein mit maximal 40 W. Wenn’s leistungsmäßig sehr eng wird, kann man ihn im Menü Einstellungen noch weiter – bis hinab zu 2 W – zugunsten des großen Anverwandten linker Hand beschneiden (einstellbare Leistungsverteilung) zwischen den Ausgängen I und II. Wenn das nicht wahre Bruderliebe ist! 45 verschiedene Akkus können übrigens im Speicher abgelegt und bei Bedarf schnell wieder aufgerufen werden. Die Bedienung über ein Wählrad mit Klickfunktion und drei Tasten weicht etwas vom Üblichen ab, ist aber logisch und wäre sicher blitzschnell im Kopf des Nutzers, wenn die Macher der Betriebsanleitung sich wenigstens mit etwas weniger Grafik und stattdessen mehr Logik in die geistigen Niederungen eines Neukunden begeben würden.
Natürlich erfüllt das Graupner-Ladegerät Ultra Duo plus 45 alle im obigen Pflichtenheft aufgeführten Wünsche wie Storageladung, beschleunigte Ladung von Li-Akkus durch vorzeitiges Abbrechen der CV-Ladephase. Features, die mehr auf den RC-Car-Betrieb zielen wie Stufenladung, Motoreinlauffunktion oder Reifenheizung et cetera mögen den Modellflieger weniger interessieren. Erwähnenswert ist aber ein Nebenprodukt davon, nämlich die Netzteilfunktion. Hierbei liefert das Gerät eine geregelte Ausgangsgleichspannung von 0,1 bis 24 V, wobei der Strom auf Werte von 0,1 bis 20 A begrenzt werden kann. Clevere erkennen darin die Möglichkeit, jeden denkbaren Akku auf jede denkbare Weise laden zu können. Besonders gefällt die Graupner-Lösung durch ihre Kompaktheit – vor allem in Kombination mit dem genannten Schaltnetzteil 12 V / 25 A – und ihre Vielseitigkeit.
Raytronic C60 von Pelikan
Der tschechische Hersteller liefert ein Power-Ladegerät mit zwei unabhängigen, aber gleich leistungsfähigen Ausgängen. Ein dazu passendes Netzgerät wäre beispielsweise das Power X-40 mit den Eckwerten 13,8 V / 40 A. Das Netzgerät hat eine weiche Ausgangskennlinie. Es hält die angegebene Nennspannung bis 30 A konstant, um dann bis 40 A langsam auf 12 V abzufallen. Das sind nahezu 500 W und daher ein auch preislich günstiges Kombinationsangebot zu einem 2 × 200-Watt-Ladegerät, das einseitig belastet dann über 360 W (jeweils plus Zugabe) an die Ladebuchsen bringt. Im Startmenü lässt sich die Leistungsverteilung zwischen beiden Ausgängen im Bereich von 10 bis 90 Prozent verschieben. „Volle Dröhnung“ bei der Ladeleistung wird allerdings nur erreicht, wenn sich die Versorgungsspannung bei mindestens 14 V bewegt. Der weite Spannungsbereich von 11 bis 28 V lässt auch eine Speisung aus zwei in Reihe geschalteten Kfz-Batterien zu.
Ladbar sind auf beiden Seiten nach dem üblichen Konstantstrom-/Konstantspannungsverfahren bis zu je sieben Li-Zellen (LiPo, LiIon oder LiFe). Passende 7s- Balancersteckfelder finden sich beidseitig an der Gehäusefront direkt neben den Ladebuchsen. NiCd-/NiMH-Batterien dürfen bis zu 36 Reihenzellen haben. Abgeschaltet wird nach dem Delta-Peak-Prinzip mit vorwählbarer Abschaltempfindlichkeit bis hin zu Zero Peak (extreme Empfindlichkeit) und einstellbarer Verzögerungszeit. Oder eben mit optionalem Thermo-Fühler nach dem Temperaturprinzip. Natürlich werden bei Ni-Akkus auch Zyklenprogramme nicht vermisst. Bei Blei-Batterien geht alles von ein bis zwölf schweren Zellen. Der Ladestrom ist wie üblich in Schritten von 100 mA bis maximal 20 A wählbar. Entladen werden kann beidseitig mit 0,1 bis 10 A, aber trotz dreier an der Geräterückseite arbeitender Lüfter nur bis 50 W. Doch Entladen hat im Lithium-Zeitalter ja an Bedeutung verloren; der Innenwiderstand der Zellen wird beim Raytronic C60 schon beim Ladevorgang ermittelt. Wenn gewünscht, werden die Zellen für die bevorstehende Lagerung nur auf etwa 60 Prozent geladen.
Je Kanal stehen 20 Speicher für verschiedene Ladeprogramme zur Verfügung. Für den Anschluss an Netzgeräte oder Versorgungsbatterien, die vielleicht etwas schwächer auf der Brust sind und durch den Powerlader über Gebühr belastet werden könnten, lässt sich die Stromaufnahme vorsorglich begrenzen. Sie ist ab Werk auf vorsichtige 20 A eingestellt, was erst mal irritieren kann. Richtig entspannt funktioniert nach kurzer Einarbeitung auch die Bedienung des Doppelladegeräts über sechs Tasten, auch wenn die beiliegende Betriebsanleitung ruhig etwas ausführlicher sein dürfte.
