Batterie Guide: Was bedeutet die C-Bewertung von LiPo batterien stehen für?

In diesem Artikel erklären wir Ihnen, worum es beim C-Rating von LiPos geht. Sie erfahren, was das C-Rating für Batterien bedeutet und auf welche Dinge Sie achten sollten.

Hinweis: Der folgende Artikel ist eine Übersetzung unseres deutschen Batterieführers. Die Originalversion finden Sie hier.

Überblick – Die wesentliche LiPo-Terminologie

Zunächst sollten wir eine gemeinsame Verständnisgrundlage schaffen und gemeinsam eine Reihe von Begriffen definieren, bevor wir das C-Rating konkret angehen. Die Leistung eines Lithium-Ionen-Flugakkus wird von mehreren Faktoren bestimmt.

Anfänger im FPV * und Drohnenfliegen finden es oft schwierig, zwischen den verschiedenen Begriffen und Bedeutungen zu unterscheiden, wenn sie in Foren und auf Websites diskutiert werden. Hier ist ein kurzer Überblick, damit Sie wissen, worum es geht.

Wenn Sie sich generell für die verschiedenen Arten von Lithium-Ionen-Batterien interessieren, werfen Sie einen Blick auf unsere Lithium-Ionen-Batterieübersicht.

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Nennspannung einer LiPo-Batterie

Die Nennspannung einer LiPo-Batterie ist die Nennspannung einer einzelnen Lithium-Batteriezelle multipliziert mit der Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen in einer Batterie. Die Nennspannung eines LiPo-Akkus beträgt in der Regel 3,7 V.

Beispiel: Sie haben einen Akku mit vier Zellen in Serie, die Nennspannung des Akkus beträgt dann 3,7 V x 4 Zellen = 14,8 V.

Kapazität eines LiPo-Akkus

Die Kapazität eines Akkus wird im Drohnenbereich in mAh (Milliamperestunden) angegeben. Das Gerät darf nicht mit dem Strom verwechselt werden, den eine Batterie liefern kann (dazu später mehr). Die Kapazität gibt an, wie lange ein LiPo-Akku einen bestimmten Strom liefern kann, bis die Zellspannung zu niedrig abfällt (= der Akku leer ist).

EINE typische kapazität für eine FPV drone anwendung ist 1500 mAh (entspricht 1,5 Ah). Diese Information sagt uns nichts anderes, als dass unsere Beispielbatterie fast genau 1 Stunde lang einen Strom von 1,5 A liefern kann.

Natürlich können die beiden LiPo-Akkus auch mit höheren Strömen geladen werden. Wenn zum Beispiel 15 A fließen, ist die Batterie in 6 Minuten leer, wenn wir den Strom auf 750 mA reduzieren, reicht die Kapazität für 2 Stunden Konstantstrom.

Batteriekonfigurationstypen

Ein Flugakku besteht immer aus mehreren LiPo-Einzelzellen. Je nachdem, wie die einzelnen Zellen verbunden sind, ergeben sich unterschiedliche Eigenschaften des LiPo. Wenn die Zellen in Reihe geschaltet sind, erhöht sich die Nennspannung der Batterie.

Wie oben beschrieben summiert sich die Spannung aller in Reihe geschalteten Einzelzellen. Ein Standard-Flugakku für FPV-Racer* wird oft als 4S-LiPo bezeichnet. Dies bedeutet einfach, dass die Batterie aus vier einzelnen Zellen besteht, die in Reihe geschaltet sind.

Die verfügbare Kapazität der Batterie entspricht der Kapazität der einzelnen Zellen. D.h. mit vier Einzelzellen mit jeweils 1000 mAh Kapazität in Serie hat der gesamte Flugakku ebenfalls 1000 mAh Kapazität.

Natürlich können die einzelnen LiPo-Zellen auch parallel geschaltet werden. In diesem Fall bleibt die Nennspannung der Zellen gleich, aber ihre Kapazität summiert sich.

Zwei parallel geschaltete LiPo-Zellen mit einer Kapazität von 1000 mAh haben ebenfalls eine gemeinsame Nennspannung von 3,7 V, jedoch eine Gesamtkapazität von 2000 mAh. Wird aus den parallel geschalteten Zellen ein Strom gezogen (z.B. 2 A), so wird jede der beiden Einzelzellen mit 1 A belastet. Ein LiPo-Akku, der vier parallele Zellen verwendet, wird daher auch als 4p-LiPo bezeichnet.

In der Regel erscheinen diese beiden Codes immer zusammen. Eine 4S-Batterie wird oft als 4S1P bezeichnet. Bei parallel geschalteten Batterien wird jedoch häufig 1S4P verwendet. Natürlich gibt es auch Flugakkus, die 12S2P sind. Hier sind zwei 12S LiPos parallel geschaltet.

Die Parallelschaltung von LiPos dient übrigens nicht nur zum Entladen der Batterien im Flugzeug. Nicht nur die einzelnen Zellen innerhalb einer Flugbatterie können kombiniert werden, auch ganze Batterien können parallel oder in Reihe betrieben werden.

Mit dem sogenannten „parallel Charging“ oder „parallel Charging“ wird dieses Prinzip genutzt, um mehrere Akkus gleichzeitig zu laden und somit Ladezeiten zu verkürzen. Hierzu wird eine parallele Ladeplatine* verwendet. Alle Details zum parallelen Laden finden Sie in unserem ausführlichen Wissensartikel zum Thema.

Hinweis: In den Beispielen gehen wir davon aus, dass alle einzelnen Zellen identische Eigenschaften haben.

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Es ist die Energie, die zählt

Wenn Sie aufgepasst haben, wissen Sie jetzt, dass Sie nicht nur nach Kapazität in mAh suchen können, um zwei Batterien mit unterschiedlichen Konfigurationen zu vergleichen.

Es wäre falsch zu sagen, dass ein 4S Akku* mit 1000 mAh einen FPV Racer hält (Was ist FPV Racing?) so lange in der Luft wie ein 3S Akku mit 1000 mAh. Obwohl beide Batterien die gleiche Kapazität haben, führen die unterschiedlichen Nennspannungen zu einer unterschiedlichen Energie der Batterien.

Energie ist das Produkt aus Nennspannung und Kapazität und wird in Wh (Wattstunden) gemessen. Um unsere beiden Batterien zu vergleichen, müssen wir die Energie beider Batterien berechnen:

• Batterie 1 (4 S): 4×3,7 V x 1 Ah = 14,8 Wh
• Batterie 2 (3 S) : 3x 3,7 V x 1 Ah = 11,1 Wh

Wenn Sie jedoch zwei Batterien mit der gleichen Nennspannung haben, kann die Kapazität leicht verglichen werden.

Macht – Warum Drohnen sich bewegen

Energie sollte nicht mit Macht verwechselt werden. Die Leistung wird in Watt gemessen und gibt an, welche Leistung jederzeit aus der Batterie entnommen werden kann. Die Energie hingegen beschreibt, wie lange eine bestimmte Leistung zugeführt werden kann, bis die Batterie leer ist.

Leistung ist das Produkt aus Spannung und Strom. Mit anderen Worten, wenn aus unserem 4S-Beispielakku* ein Strom von 10 A fließt, liefert der Akku eine Leistung von 148 Watt (14,8 V x 10 A = 148 W).

Der Stromverbrauch einer Drohne ist die Summe aller individuellen Anforderungen der Drohnenkomponenten wie Antriebssystem (Motoren und WSR*), Kamerasystem, Flugsteuerung usw.

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Die C-Bewertung: Wie viel strom kann die batterie liefern?

Kommen wir zur Sache: Wie viel Strom kann ein LiPo-Akku liefern? Das sogenannte C-Rating hilft uns dabei. C-Rating steht für Capacity-Racting und ist ein Hinweis auf die Fähigkeit eines LiPo, Strom in Bezug auf seine Kapazität zu liefern. Die Nennspannung der Batterie spielt bei diesem Parameter keine Rolle.

Unser Beispielakku (4S, 1000 mAh) hat eine C-Bewertung von 45C. Das bedeutet, dass er einen Strom von 45 mal seiner Kapazität liefern kann: Batteriestrom = C-Bewertung * Kapazität. Dies entspricht 1Ah * 45 = 45 A.

Oft werden zwei C-Ratings auf eine Batterie gedruckt – z. B. 45 / 80 C. Die erste Spezifikation (45C) beschreibt den sogenannten Dauerstrom, den die Batterie dauerhaft liefern kann, ohne beschädigt zu werden. Der zweite Wert (80 C) beschreibt den maximalen Spitzenstrom, der aus der Batterie entnommen werden soll. In unserem Beispiel 80 A.

Das Marketingproblem des C-Ratings

Wie bei anderen Leistungswerten entdeckten die Marketingabteilungen der Batteriehersteller früher oder später das C-Rating als das neue Schlagwort, das Käufer überzeugen musste. In vielen Fällen führte dies dazu, dass Hersteller und Händler mit dem Drucken von C-Ratings begannen, die so hoch wie möglich waren, um ihre Produkte besser verkaufen zu können.

Günstige LiPo-Akkus mit einer 120-C-Bewertung finden Sie mit nur wenigen Minuten Recherche bei Google. Natürlich halten diese Batterien nicht, was sie versprechen. Es wäre wahrscheinlich mehr als gefährlich, eine solche gefälschte Batterie dauerhaft mit 120C zu laden.

Einige Hersteller, wie z.B. Stefans Lipo Shop (SLS), haben daher beschlossen, die Vermarktung von C-Ratings mit ihrer NOC-Serie ganz einzustellen, um der Vermarktungsspirale zu entkommen (hier finden Sie unseren Testbericht zu SLS NOC Racer-Batterien).

Selbst ehrliche Hersteller waren gezwungen, die C-Ratings ihrer Produkte auf dem Papier zu erhöhen, um mit der (Fake-)Marketing-Konkurrenz Schritt zu halten.

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Ist das C-Rating wertlos?

Hat das C-Rating nun seine Existenzberechtigung verloren? Aus technischer Sicht natürlich nicht. Es ist immer noch eine einfache Möglichkeit, die Stromentnahmefähigkeit (oder Ladeströme) für eine LiPo-Batterie auszudrücken. Käufer und Piloten müssen sich jedoch bewusst sein, dass nur sehr wenige C-Ratings die tatsächliche Leistung eines LiPo-Akkus wirklich widerspiegeln.

In unseren ausführlichen Batterietests ermitteln wir daher einen „True C-rating value“, der sich aus dem Innenwiderstand der Zellen errechnet. Dieser Wert kann als gute Grundlage für den Vergleich verschiedener Batterien verwendet werden, liegt aber oft deutlich unter dem angegebenen Wert. In Sachen Glaubwürdigkeit hat das C-Rating in der RC-Branche daher sicherlich etwas an Glaubwürdigkeit verloren.

Kann ich ein falsches LiPo C-Rating erkennen?

Die kurze Antwort: Ja und nein. Zunächst gilt eine einfache Faustregel: Zu hohe Werte sollten skeptisch machen. Dauerbelastungen über 50 bis 60C würden uns guten Grund geben, ganz genau hinzuschauen.

Spitzen C-bewertungen bis zu 120C sind glaubwürdig. Aber das ist nur eine Richtlinie.

Ein wenig technisches Wissen hilft jedoch, völlig überbewertete Batterien zu identifizieren. Schließlich muss der Strom irgendwie „aus der Batterie kommen“. Daher ist es immer sinnvoll, die verwendeten Stecker und Kabeldurchmesser genau unter die Lupe zu nehmen.

Viele LiPo-Akkus im FPV-Bereich verwenden AWG12*- oder AWG14-Kabel*. Ein Blick in die Spezifikationstabelle für Kupferkabel gibt daher einen relativ schnellen Überblick, ob die angegebenen C-Ratings überhaupt realistisch sind.

Natürlich können Hersteller auch „Schrottzellen“ mit dicken Kabeln verkaufen. Das „Gute“ ist jedoch, dass Kupfer relativ teuer ist und daher billige Batterien auch an dieser Stelle oft Geld sparen.

Der XT60-Stecker* wird heute üblicherweise als Hauptverbindersystem verwendet. Das Erkennen von X60-Steckverbindern von geringer Qualität ist leider auch ziemlich schwierig. Weitere Modellverbinder finden Sie in unserer großen Steckverbinderübersicht.

Ein weiterer guter Indikator ist das Gewicht. Zellen, die sehr hohe Ströme liefern können, sind normalerweise schwerer als weniger leistungsstarke Batterien. Daher sind maximale Leistung und minimales Gewicht zwei entgegengesetzte Punkte auf derselben Skala.

Deshalb: Beim Kauf von LiPos aufpassen! 🙂

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