Wie man den Innenwiderstand einer LiPo-Batterie misst

Wenn Sie sich für Hochleistungs-Hobbys wie RC-Autos oder FPV-Drohnen interessieren, haben Sie wahrscheinlich schon von dem „IR“ eines Akkus gehört, aber was bedeutet das eigentlich? Der Innenwiderstand eines LiPo Akkus ist einer der wichtigsten – und meist übersehenen – Indikatoren für seinen Zustand. Man kann ihn sich als den internen Engpass des Akkus vorstellen. Er misst, wie sehr der Akku selbst den Fluss seiner eigenen Leistung hemmt. Eine niedrige IR-Zahl ist gut; eine hohe IR-Zahl ist schlecht. Das Verständnis dieser einfachen Zahl kann Ihnen viel über den Zustand Ihres Akkus und seine Leistungsfähigkeit verraten.

Wenn Sie bereits verstehen, warum der Innenwiderstand das Gefühl des Akkus beeinflusst und ihn jetzt selbst überprüfen möchten, erklärt diese Seite die praktische Messung. Für den umfassenderen Rahmen beginnen Sie mit dem LiPo C-Rating und Akku-Leistungsleitfaden und Wie der Innenwiderstand die LiPo-Leistung beeinflusst.

Zur Klarstellung bezieht sich die Diskussion hier hauptsächlich auf Multi-Zellen-LiPo-Packs, die in RC-Modellen verwendet werden, insbesondere 2S und höher.

Warum sollten Sie den Innenwiderstand überhaupt messen?

Warum sollten Sie sich also für diese Zahl interessieren? Es mag wie ein technisches Detail für Ingenieure erscheinen, aber die Messung des Innenwiderstands eines LiPo Akkus ist wie das Messen seines Pulses. Es gibt Ihnen einen klaren und ehrlichen Einblick in seinen Zustand, wie er mit hoher Belastung umgeht und wie viel Lebensdauer er wirklich noch hat.

Ein Akku mit einem niedrigen Innenwiderstand (IR) kann schnell viel Leistung abgeben, ohne ins Schwitzen zu geraten. In der Praxis bedeutet das mehr „Power“ beim Start Ihres RC-Autos oder weniger Spannungseinbruch während eines Steigflugs mit Vollgas bei Ihrer Drohne. Andererseits wird ein Akku mit hohem IR Schwierigkeiten haben, diese Leistung zu liefern. Das zeigt sich in einem spürbaren Leistungsverlust, einem Akku, der während des Gebrauchs ungewöhnlich heiß wird, und kürzeren Laufzeiten. Die Überwachung des IR über die Lebensdauer eines Packs ist der beste Weg, um zu erkennen, wann es müde wird und aus Sicherheitsgründen ausgemustert werden sollte.

Wenn Ihre Hauptfrage ist, warum sich ein Pack offensichtlich flacher anfühlt als ein anderes, obwohl die gedruckten Spezifikationen ähnlich aussehen, lesen Sie weiter unter Warum sich einige LiPo Akkus trotz ähnlicher Spezifikationen schwach anfühlen.

Wenn das Symptom, das Sie am meisten bemerken, eher frühes Nachlassen der Leistung unter Gas ist als die IR-Zahl selbst, ist die nächste nützliche Messung Was ist Spannungseinbruch? Ursachen, Auswirkungen und wie man ihn reduziert.

Welche Ausrüstung benötigen Sie zur Messung?

Die gute Nachricht ist, dass Sie keine teure Laborausrüstung benötigen, um den IR zu messen. Die meisten modernen Ladegeräte für den Hobbybereich haben diese Funktion bereits integriert, was die Messung sehr einfach macht.

Das brauchen Sie:

• Ein intelligentes Ladegerät oder Akku-Analyzer mit IR-Funktion: Dies ist das wichtigste Gerät. Wenn Sie ein Ladegerät kaufen, achten Sie darauf, dass es speziell „Innenwiderstandsmessung“ oder „IR-Check“ als Funktion auflistet. Viele bekannte Marken bieten dies bei ihren Mittel- bis High-End-Modellen an.
• Die richtigen Anschlüsse: Sie benötigen Ihre Hauptstromkabel (wie einen XT60- oder Deans-Stecker) und ebenso wichtig das Balancer-Kabel. Die genauesten IR-Messungen werden über den Balancer-Stecker durchgeführt, da das Ladegerät so jede einzelne Zelle im Akku individuell messen kann.

Wie misst man den Innenwiderstand tatsächlich? Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung

Die Messung des IR ist ein einfacher Vorgang, aber wenn Sie nützliche, konsistente Ergebnisse erhalten möchten, die Sie über die Zeit verfolgen können, sollten Sie versuchen, es jedes Mal auf die gleiche Weise zu machen.

Schritt 1: Akku vorbereiten

Für die zuverlässigsten und konsistentesten Messwerte ist es am besten, Ihre Akkus jedes Mal unter den gleichen Bedingungen zu messen. Eine gute Gewohnheit ist es, sie zu messen, wenn sie vollständig geladen sind (4,2 V pro Zelle) und auf Raumtemperatur abgekühlt sind. Ein heißer Akku direkt vom Ladegerät oder ein teilweise entladener Akku liefert eine andere Messung, daher ist Konsistenz entscheidend.

Schritt 2: Anschließen an das Ladegerät

Stecken Sie sowohl das Hauptstromkabel als auch das Balancer-Kabel Ihres LiPo-Akkus sicher in die richtigen Anschlüsse Ihres Ladegeräts. Das Ladegerät benötigt beide Verbindungen, um den Test durchzuführen und Ihnen eine Messung für jede einzelne Zelle zu geben.

Schritt 3: Starten Sie den IR-Test

Navigieren Sie im Menü Ihres Ladegeräts zur Funktion für den Innenwiderstand. Diese könnte als „Akku-Widerstand“, „IR“ oder ähnlich bezeichnet sein. Sobald Sie sie gefunden haben, wählen Sie diese Option aus und lassen das Ladegerät seine Arbeit machen. Der Vorgang ist normalerweise sehr schnell und dauert nur wenige Sekunden.

Schritt 4: Ergebnisse ablesen und notieren

Das Ladegerät zeigt dann den IR-Wert für jede Zelle in Ihrem Akkupack sowie einen Gesamtwert für den gesamten Akku an. Die Zahlen werden in Milliohm (mΩ) angezeigt. Es ist eine großartige Idee, diese Zahlen aufzuschreiben, vielleicht auf einem kleinen Aufkleber, den Sie auf den Akku kleben, oder in einem Logbuch. So können Sie leicht sehen, wie sich der IR mit zunehmendem Alter des Akkus verändert.

Was kann Ihre Innenwiderstandsmessungen beeinflussen?

Wenn Sie denselben Akku an zwei verschiedenen Tagen messen und leicht unterschiedliche Werte erhalten, keine Panik. Der IR-Wert ist keine feste Zahl; er kann von mehreren Faktoren beeinflusst werden. Deshalb ist es so wichtig, Ihre Messungen immer unter den gleichen Bedingungen durchzuführen, um Daten zu erhalten, die Sie tatsächlich vergleichen können.

• Ladezustand: Der IR eines Akkus ist leicht unterschiedlich, wenn er vollgeladen ist im Vergleich zum Lagerungsspannungszustand. Deshalb ist es am besten, immer auf dem gleichen Ladezustand zu messen, vorzugsweise wenn er voll ist.
• Temperatur: Das ist ein großer Faktor. Ein warmer Akku zeigt immer einen niedrigeren IR als ein kalter Akku. Lassen Sie Ihre Akkus immer auf Raumtemperatur abkühlen, bevor Sie messen, um eine echte, vergleichbare Messung zu erhalten.
• Akku-Alter und Nutzung: Das ist es, was wir verfolgen wollen! Wenn ein Akku älter wird und mehr Lade-/Entladezyklen durchläuft, steigt sein IR natürlich langsam an.
• Akku-Größe und Kapazität: Das ist ebenfalls sehr wichtig. Ein großer, hochkapazitiver Akku, der für Hochstromanwendungen ausgelegt ist, hat natürlich einen viel niedrigeren Innenwiderstand als ein kleiner, niedrigkapazitiver Akku. Sie können den IR eines 5000mAh-Akkus nicht direkt mit dem eines 1500mAh-Akkus vergleichen und erwarten, dass sie gleich sind.

Wenn Sie die Temperaturseite ausführlicher erklärt haben möchten, lesen Sie weiter unter LiPo-Akkus bei kaltem Wetter: Leistungsverlust, Spannungseinbruch und was zu tun ist.

Was ist ein „guter“ Innenwiderstand für einen LiPo?

Das ist die entscheidende Frage, die jeder stellt, und die ehrliche Antwort lautet: „Es kommt darauf an.“ Es gibt jedoch einige wirklich gute allgemeine Richtlinien, denen Sie folgen können, um den Zustand Ihrer Akkus zu beurteilen. Die unten genannten Zahlen beziehen sich auf den Innenwiderstand pro einzelner Zelle.

Brandneuer, hochwertiger Akku

Ein frischer, erstklassiger LiPo sollte einen IR von unter 10mΩ pro Zelle haben, wobei viele Hochleistungsakkus bei brandneu nur 2-5mΩ pro Zelle aufweisen. Die Zellen sollten auch sehr gut aufeinander abgestimmt sein, idealerweise innerhalb von 1-2mΩ voneinander.

Ein gesunder, gebrauchter Pack

Mit der Nutzung eines Akkus steigt der Innenwiderstand langsam an. Ein Pack mit einem Innenwiderstand zwischen 10-20mΩ pro Zelle ist noch in sehr gutem Zustand und sollte solide Leistung bieten.

Ein alterndes oder abgenutztes Pack

Sobald der Innenwiderstand über 20mΩ pro Zelle steigt, ist das ein Zeichen dafür, dass der Akku müde wird. Er wird wahrscheinlich einen spürbaren Leistungsverlust zeigen und kann sich bei Gebrauch wärmer anfühlen. Während er für weniger anspruchsvolle, stromschwache Anwendungen noch nutzbar sein könnte, nähert sich seine Lebensdauer als Hochleistungs-Pack dem Ende.

Ein potenziell gefährliches Pack

Wenn der Innenwiderstand einer Zelle dramatisch ansteigt oder wenn eine Zelle viel höher liegt als die anderen (zum Beispiel eine Zelle bei 40mΩ, während die anderen bei 15mΩ liegen), ist das ein großes Warnsignal, dass die Zelle ausfällt. Der Akku sollte aus Sicherheitsgründen sofort ausgemustert werden.

Denken Sie daran, ein Akku mit höherer Kapazität sollte im Allgemeinen einen niedrigeren Widerstand haben. Ein großes 6000mAh-Pack mit 15mΩ Widerstand ist in viel schlechterem Zustand als ein kleines 1300mAh-Pack mit demselben Wert. Der Kontext zählt!

Wie können Sie Ihren Innenwiderstand niedrig halten?

Sie können nicht verhindern, dass ein Akku altert, aber Sie können den Alterungsprozess definitiv verlangsamen und den Innenwiderstand Ihres LiPo-Akkus so lange wie möglich so niedrig wie möglich halten, indem Sie ihn gut pflegen.

• Entladen Sie nicht zu stark: Das ist der schnellste Weg, einen LiPo zu zerstören. Entladen Sie Ihren Akku niemals unter 3,0 V pro Zelle. Wenn Ihr Tiefentladeschutz anspringt, ist es Zeit aufzuhören.
• Lassen Sie sie nicht vollgeladen liegen: Einen LiPo über Tage hinweg vollgeladen liegen zu lassen, ist sehr belastend für ihn. Wenn Sie Ihre Akkus länger als ein oder zwei Tage nicht benutzen, bringen Sie sie auf eine Lagerladung (etwa 3,8 V pro Zelle).
• Hitze kontrollieren: Laden Sie einen Akku niemals, wenn er durch Gebrauch heiß ist. Lassen Sie ihn zuerst abkühlen. Und was auch immer Sie tun, lassen Sie Ihre Akkus niemals in einem heißen Auto liegen.

Fazit: Geben Sie Ihrem Akku eine schnelle Kontrolle

Die Überprüfung des Innenwiderstands eines LiPo-Akkus ist wie eine regelmäßige Gesundheitsuntersuchung. Es ist eine schnelle, einfache Methode, um seinen Zustand zu überwachen, zu wissen, welche Leistung man von ihm erwarten kann, und vor allem zu erkennen, wann es Zeit ist, ein altes Pack sicher auszumustern. Wenn Sie sich angewöhnen, Ihre Akkus regelmäßig zu überprüfen, können Sie sicherstellen, dass Sie aus jedem einzelnen die beste Leistung und die längstmögliche Lebensdauer herausholen. Es ist ein einfacher Schritt, den jeder ernsthafte Hobbyist in seine Routine aufnehmen sollte.