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 Leute über den „IR“ einer Batterie sprechen hören, aber was bedeutet das eigentlich? Der Innenwiderstand einer LiPo-Batterie ist einer der wichtigsten – und meist übersehenen – Indikatoren für ihren Zustand. Man kann ihn sich als den internen Engpass der Batterie vorstellen. Er misst, wie sehr die Batterie selbst den Fluss ihrer eigenen Energie hemmt. Eine niedrige IR-Zahl ist gut; eine hohe IR-Zahl ist schlecht. Das Verständnis dieser einfachen Zahl kann Ihnen viel über den Zustand Ihrer Batterie und ihre Leistungsfähigkeit verraten.

Warum sollten Sie den Innenwiderstand überhaupt messen?

Warum sollten Sie sich für diese Zahl interessieren? Es mag wie ein technisches Detail für Ingenieure erscheinen, aber die Messung des Innenwiderstands einer LiPo-Batterie ist wie das Messen ihres Pulses. Sie gibt Ihnen einen klaren und ehrlichen Einblick in ihren Zustand, wie sie mit hoher Belastung umgehen wird und wie viel Lebensdauer sie wirklich noch hat.

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

Welche Ausrüstung benötigen Sie, um ihn zu messen?

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

Das brauchen Sie:

• Ein intelligentes Ladegerät oder Batterietester 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 Hauptstromleitungen (wie einen XT60- oder Deans-Stecker) und ebenso wichtig den Balancer-Anschluss. Die genauesten IR-Messungen werden über den Balancer-Stecker durchgeführt, da das Ladegerät so jede einzelne Zelle in der Batterie individuell messen kann.

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

Die Messung des IR ist ein einfacher Prozess, 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 tun.

Schritt 1: Batterie vorbereiten

Für die zuverlässigsten und konsistentesten Messwerte ist es am besten, Ihre Batterien jedes Mal unter den gleichen Bedingungen zu messen. Eine gute Gewohnheit ist es, sie zu messen, wenn sie vollgeladen sind (4,2 V pro Zelle) und auf Raumtemperatur abgekühlt sind. Eine heiße Batterie direkt vom Ladegerät oder eine teilweise entladene Batterie liefert Ihnen einen anderen Messwert, daher ist Konsistenz entscheidend.

Schritt 2: Anschluss ans Ladegerät

Stecken Sie sowohl die Hauptstromleitung als auch den Balancer-Anschluss Ihrer LiPo-Batterie sicher in die richtigen Anschlüsse Ihres Ladegeräts. Das Ladegerät benötigt beide Verbindungen, um den Test durchzuführen und Ihnen für jede einzelne Zelle einen Messwert zu geben.

Schritt 3: IR-Test starten

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

Schritt 4: Ergebnisse ablesen und notieren

Das Ladegerät zeigt dann den IR-Wert für jede Zelle Ihres Batteriepacks sowie einen Gesamtwert für das gesamte Pack an. Die Zahlen werden in Milliohm (mΩ) angezeigt. Es ist eine hervorragende Idee, diese Werte aufzuschreiben, vielleicht auf einem kleinen Aufkleber, den Sie auf die Batterie kleben, oder in einem Logbuch. So können Sie leicht verfolgen, wie sich der IR mit zunehmendem Alter der Batterie verändert.

Was kann Ihre Innenwiderstandsmessungen beeinflussen?

Wenn Sie dieselbe Batterie 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 jedes Mal unter den gleichen Bedingungen durchzuführen, um vergleichbare Daten zu erhalten.

• Ladezustand: Der IR einer Batterie ist leicht unterschiedlich, wenn sie vollgeladen ist im Vergleich zum Lagerzustand. Deshalb ist es am besten, immer auf dem gleichen Ladezustand zu messen, vorzugsweise wenn sie voll ist.
• Temperatur: Das ist ein großer Faktor. Eine warme Batterie zeigt immer einen niedrigeren IR als eine kalte Batterie. Lassen Sie Ihre Batterien vor der Messung immer auf Raumtemperatur abkühlen, um einen echten, vergleichbaren Wert zu erhalten.
• Batteriealter und Nutzung: Das ist genau das, was wir verfolgen wollen! Mit zunehmendem Alter und mehr Lade-/Entladezyklen steigt der IR natürlich langsam an.
• Batteriegröße und Kapazität: Das ist ebenfalls sehr wichtig. Eine große, hochkapazitive Batterie, die für hohe Ströme ausgelegt ist, hat naturgemäß einen viel niedrigeren Innenwiderstand als eine kleine Batterie mit geringer Kapazität. Sie können den IR eines 5000mAh-Packs nicht direkt mit dem eines 1500mAh-Packs vergleichen und erwarten, dass sie gleich sind.

Was ist ein „guter“ Innenwiderstand für eine LiPo?

Das ist die goldene Frage, die jeder stellt, und die ehrliche Antwort lautet: „Es kommt darauf an.“ Es gibt jedoch einige sehr gute allgemeine Richtlinien, mit denen Sie den Zustand Ihrer Packs beurteilen können. Die unten genannten Zahlen beziehen sich auf den Innenwiderstand pro einzelne Zelle.

Brandneues, hochwertiges Pack

Eine frische, erstklassige LiPo sollte einen IR unter 10mΩ pro Zelle haben, viele Hochleistungs-Packs liegen sogar bei 2-5mΩ pro Zelle, wenn sie brandneu sind. Die Zellen sollten auch sehr gut aufeinander abgestimmt sein, idealerweise innerhalb von 1-2mΩ voneinander.

Ein gesunder, gebrauchter Pack

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

Ein alternder oder abgenutzter Pack

Sobald der IR über 20mΩ pro Zelle steigt, ist das ein Zeichen dafür, dass die Batterie müde wird. Sie zeigt wahrscheinlich einen spürbaren Leistungsverlust und wird bei Gebrauch wärmer. Obwohl sie für weniger anspruchsvolle, stromarme Anwendungen noch nutzbar sein kann, nähert sich ihre Lebensdauer als Hochleistungspack dem Ende.

Ein potenziell gefährlicher Pack

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

Denken Sie daran, eine Batterie mit höherer Kapazität sollte generell 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 ist entscheidend!

Wie können Sie Ihren Innenwiderstand niedrig halten?

Sie können das Altern einer Batterie nicht aufhalten, aber Sie können den Alterungsprozess definitiv verlangsamen und den Innenwiderstand Ihrer LiPo-Batterie so lange wie möglich so niedrig wie möglich halten, indem Sie gut auf sie achten.

• Nicht überentladen: Das ist der schnellste Weg, eine LiPo zu zerstören. Entladen Sie Ihre Batterie niemals unter 3,0 V pro Zelle. Wenn Ihr Tiefentladesignal ertönt, ist es Zeit aufzuhören.
• Nicht vollgeladen lagern: Eine LiPo tagelang vollgeladen liegen zu lassen, ist sehr belastend für sie. Wenn Sie Ihre Batterien länger als ein oder zwei Tage nicht benutzen, lagern Sie sie mit Lagerladung (etwa 3,8 V pro Zelle).
• Hitze managen: Laden Sie eine Batterie niemals, wenn sie heiß vom Gebrauch ist. Lassen Sie sie zuerst abkühlen. Und was auch immer Sie tun, lassen Sie Ihre Batterien niemals in einem heißen Auto liegen.

Fazit: Geben Sie Ihrer Batterie einen kurzen Check-up

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