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Parrot HD Power Batterie -- Ladekennlinie

Verfasst: 5. Nov 2013 10:49
von Firefly
Der Beitrag richtet sich an alle, die ihre Parrot AR.Drone2.0 mit der Original Parrot HD Batterie (1.500 mAh) betreiben und als Ladegerät den Parrot Originallader verwenden. Ich habe mich dazu entschieden, als Antriebspower vier dieser HD-Batterien und zwei Originalladegeräte zu verwenden. Die Produkte habe ich alle neu erworben: Zwei Akkus und ein Lader waren ja schon mit in der Verkaufspackung (Power Edition) und die anderen beiden Akkus und den Lader habe ich nachgekauft. Schnell stellten sich für mich die Fragen: Bei welchem Ladefüllgrad bzw. welcher Ladespannung kann ich die Batterien über einen längeren Zeiraum (z. B. Winter) einlagern, ohne dass sie Schaden nehmen und wie hoch ist die Ladezeit, um einen bestimmten Füllgrad zu erreichen? Dazu habe ich mehrere Testreihen gemacht, deren Gesamtresultat ich hier vorstellen möchte.
Randbedingungen für die Tests:
1.) Der Ladefüllgrad wurde gemessen mit den FlightApps, die unten in der Signatur genannt sind. Beide zeigen wie erwartet den gleichen Füllgrad (%) an, wenn man den zu messenden Akku in die ARD2 einsetzt und sofort den Füllgrad ermittelt.
2.) Die Ladespannung wurde mit einem handelsüblichen Voltmeter gemessen.
3.) Geladen wurden je zwei Akkus gleichzeitig:
Zwei Ladegeräte in Doppelsteckdose, diese an einen Timer angeschlossen und der an einer 220V-Steckdose.
4.) Festlegung der Ladezustände LEER und VOLL:
LEER: Im Indoor-Betrieb wurde solange geflogen bis die Drone selbständig gelandet ist. Die FlugApp zeigt dann
Füllgrad = 0%
VOLL: Die Batterien wurden so lange geladen bis am Lader die Kontrolllampe von Rot auf Grün wechselt. Bei leerer Batterie war dazu eine Ladezeit von 98 min nötig.

Und nun die Herangehensweise zur Beantwortung o.g. Fragen:
Die beiden neuen direkt aus der Verkaufspackung entnommenen Batterien habe ich vor dem Ersteinsatz direkt vermessen: Der Füllgrad betrug in beiden Fällen 45% und die Ladespannung 11,48 V und 11,49 V, also ca. 11,5 Volt. Da die Batterien in dem Zustand im Versand sind, denke ich, dass dies auch der Füllgrad bzw. die Ladespannung ist, bei der man die Batterien länger lagern kann. Damit ist meine 1. Frage schon beantwortet. Bleibt noch zu klären, wie lange muss ich eine leere Batterie laden, um einen Ladegrad von 45 % zu erreichen?
Zur Klärung dieser Frage wurden wiederholte Messreihen mit allen 4 Akkus durchgeführt, wobei die leeren Akkus mit dem Timer und einer definiert einstellten Ladezeit aufgeladen und anschließend Füllgrad und Ladespannung nachgemessen wurden. Alle erhaltenen Messwerte waren gut reproduzierbar. Das Gesamtergebnis habe ich in einer Excel-Grafik als Ladekennlinie zusammengestellt. Danach muss man die leeren Batterien exakt 50 min laden, um einen Füllgrad von 45 % (11,5 V) zu erreichen. Ich habe versucht, die Grafik hier im Forum einzustellen, aber das ist optisch schlecht zu erkennen. Daher im Folgenden die Messdaten, womit ihr die Grafik (geschwungene Ladekennline) selbst erstellen könnt.

Ladezeit (min) / Füllgrad (%) / Ladespannung (V)
0 / 0 / 10,12 - 10,45
10 / 24 / 11,06
20 / 33
30 / 37
40 / 39
50 / 45 / 11,48 - 11,50
60 / 57
70 / 68 / 11,90
80 / 81 / 12,13
90 / 93
100 / 100 / 12,52

Alle meine 4 Akkus zeigen bei 100% Füllgrad eine Ladespannung von 12,52 Volt.

Ich hoffe, mit meinem Beitrag dem einen oder anderen etwas mehr Sicherheit bei der Ladung der HD-Batterien mit dem Originallader zu geben. Ich kann natürlich nicht garantieren, dass das für alle HD-Batterien von Parrot gilt, aber für meine vier, die ich im Zeitraum September / Oktober 2013 gekauft habe, habe ich die oben genannten Werte reproduzierbar erhalten.

Re: Parrot HD Power Batterie -- Ladekennlinie

Verfasst: 5. Nov 2013 13:21
von borg
Super, danke für die Mühe und den nachvollziehbaren, reproduzierbaren Versuchsvorgang!

Re: Parrot HD Power Batterie -- Ladekennlinie

Verfasst: 6. Nov 2013 08:43
von ckbaxter
Von mir Ihr auch einen großen Dank. Hab mich gestern gleich ran gesetzt und die Akkus für den Winter fertig gemacht.

Re: Parrot HD Power Batterie -- Ladekennlinie

Verfasst: 10. Nov 2013 14:59
von rm53
danke für den tollen Artikel. (OT: das waren noch Zeiten, als c't-Artikel bei Tests so gründlich und korrekt waren wie dein Beitrag hier...)

eine Frage noch: warum vermutest du, dass für eine Lagerzeit von ein paar Monaten 45% besser sind als vollgeladen?
Ich hebe meine Batterien eigentlich lieber voll auf, ich weiß ja vorher nicht wann (wenn) es mich überkommt und ich fliegen will... da kommt plötzlich die Sonne raus und der Wind ist weg, also Drohne auf den Rucksack und aufs Feld geradelt, da mag ich doch nicht erst aufladen gehen... :D

Re: Parrot HD Power Batterie -- Ladekennlinie

Verfasst: 10. Nov 2013 16:30
von borg
Bei LiPos gibt es einene Art Gummibandeffekt. Obwohl die Ladung erhalten bleibt, kann sie nicht mehr abgegeben werden.
Ähnlich einem gespannt gelagerten Gummi der mit der Zeit die Spannung nicht mehr erhält obwohl er unverändert gespannt ist Daher der Name. Detailierteres einfach mal über LiPos nachgoogeln. Leer Lagern ist auch nichts,denn dann werden einzelne Zellen tiefentladen, ebenso Gift für die Dinger.

Re: Parrot HD Power Batterie -- Ladekennlinie

Verfasst: 11. Nov 2013 23:10
von Firefly
rm53 hat geschrieben:......
eine Frage noch: warum vermutest du, dass für eine Lagerzeit von ein paar Monaten 45% besser sind als vollgeladen?
Ich hebe meine Batterien eigentlich lieber voll auf, ich weiß ja vorher nicht wann (wenn) es mich überkommt und ich fliegen will... da kommt plötzlich die Sonne raus und der Wind ist weg, also Drohne auf den Rucksack und aufs Feld geradelt, da mag ich doch nicht erst aufladen gehen... :D
Es gibt von Ulrich Passern das Fachbuch "Das große LiPo-Buch", erschienen im VTH-Verlag. Darin beschreibt der Autor ausführlich Aufbau, Funktionsweise und Handhabung der verschiedenen LiPo-Zellen. Unter anderem nimmt er auch zur Lagerung und Alterung der LiPos Stellung. Auf S. 47 findet man darin die folgende Tabelle:

Die Alterung eines LiPos hängt von der Lagertemperatur und vom Füllgrad ab
(Quelle: http://www.buchmann.ca/Article9-page3.asp)

....Lagertemperatur.................Füllgrad 40%....................................Füllgrad 100%
...............................(empfohlener Füllgrad für Lagerung)......(typischer vom Nutzer angewandter Füllgrad)
....................................RESTKAPAZITÄT NACH 1 JAHR....................RESTKAPAZITÄT NACH 1 JAHR
..............0°C.............................98%......................................................94%
.............25°C.............................96%......................................................80%
.............40°C.............................85%......................................................65%
.............60°C.............................75%......................................................60% nach 3 Monaten!

Die obige Tabelle zeigt deutlich, dass derjenige, der seine Akkus auf 100 % aufläd und 1 Jahr bei 25°C lagert, 20 % seiner Akku-Kapazität verliert, aber derjenige, der seine Akkus auf 40% aufläd und unter gleichen Lagerbedingungen einlagert nur 4 % Akku-Kapazität verliert.

Ich lade meine Parrot HD-Batterien immer auf 45% auf, weil der Hersteller sie mit diesem Füllgrad an den Kunden liefert und ich denke, der Hersteller weiß genau, warum er dies tut. Sollte mal unverhofft schönes Flugwetter auftauchen, habe ich zumindest 2 Akkus durch 50 min Laden wieder bei 100 % Füllgrad und kann loslegen.