Akkulution

Ein Bericht von Ulrich Horn

 

Die Entwicklung - oder wie es dazu kam...

Im Akkubereich die Revolution, kurz: Die Akkulution findet statt. Nicht nur hier bei RCN, sondern sicher in vielen Modellbaukellern, auf Straßen, Teichen und Flugplätzen. Das Besondere daran ist, dass diese Akkulution ohne eine online-Plattform wie RCN vielleicht erst viele Jahre später stattgefunden hätte.
Ich bin der Meinung, diese Erklärung ist notwendig, da nicht jeder gleich den Zusammenhang oder die Herkunft des gewöhnungsbedürftigen Namens erkennt.

Geschichte

Wie kommt die Akkulution zu RCN? Oder war es umgekehrt? Alles begann mit dem Thread 'Faxen dick mit Akkus löten' (findet sich bei RC-Network unter 'Akkus und Ladegeräte', man muss nur einige Zeit zurückgehen). Ich hatte nach dem Wiedereinstieg in den Modellbau meine ersten Erfahrungen mit gelöteten Inline-Packs bereits hinter mir – und mit einem Blick auf die Akkuhalterung in meiner ersten 'modernen' Fernsteuerung fragte ich mich, warum man die Dinger eigentlich verlöten muss (erst viel später wurde mir klar, dass man hier einfach nur an Käufer dachte, die Batterien statt Akkus verwenden).

Die simple Überlegung, dass die Kontaktfläche zwischen zwei Sub-C-Zellen auch durch mechanischen Kontakt für höhere Ströme ausreichend ist, führte zur gedanklichen Konstruktion eines 'Akku-Pack-Halters', bei dem die Zellen durch mechanischen Druck aufeinandergepresst werden. Der primäre Vorteil bestand für mich zu dem Zeitpunkt darin, die Zellen einfach auswechseln zu können.
Neben diversen, nicht unangebrachten Bedenken führte mich obiger Thread zu einem amerikanischen Hersteller, der genau so ein System bereits realisiert und patentiert hatte. Es nennt sich 'SPT', die Abkürzung für 'Solderless Power Tube'.
Vor lauter Freude war ich wohl etwas wortreich, als ich den Hersteller per email kontaktierte. Ich machte meine Bestellung einiger SPTs nämlich von der Beantwortung meiner Fragen zu Zuverlässigkeit, Leistung, Gewicht etc. abhängig. Zurück kam: Man könne mir versichern, dass alle Bedenken gegenstandslos seien – ich möge es doch aber bitte selber prüfen. Wenn ich einen Erfahrungsbericht aus europäischer (!) Sicht erstellen würde, egal wie er ausfällt, würde man mir einige Samples zuschicken.

In den 14 Tagen, die bis zur Lieferung vergingen, hatte ich eine große Schachtel mit eigentlich auf ihre Verlötung wartenden N1900 Zellen aus meinem Keller nach Kapazität selektiert. Diese rauschten nun in die SPTs verschiedener Größe. Bereits wenige Minuten nach Eintreffen des Postboten waren die Akkus schon fertig konfektioniert.
Formieren der Packs, Testen – alles unproblematisch. Am nächsten Wochenende kamen sie in die passenden Flieger, und – flogen sich wie jedes andere verlötete Pack.

Eigentlich hätte ich es dabei bewenden lassen können. Eine begeisterte email, noch ein paar Kits nachbestellt, und ich hätte nie wieder Akkus gelötet.
Aber die Idee ist zu gut. Also habe ich meine Erfahrungen bei RCN gepostet – und siehe da, an diesem System besteht nicht nur bei mir Bedarf. Leute, die ich ohne RCN nie kennen gelernt hätte, haben das System getestet, durchaus unter verschiedenen Bedingungen und Fragestellungen. Meine Ausbildung als Physiker half dabei, die ursprünglichen Fragen soweit zu verifizieren, dass die verschiedenen Aussagen über das System als gesichert gelten können. Dank in diesem Zusammenhang an Dennis Schulte Renger, Ludwig Retzbach, Hartmut Siegmann und viele andere.

In der Folge habe ich mit dem Hersteller darüber verhandelt, wie RCN-Mitglieder die SPT erwerben können, ohne sie jeweils unter hohen Portokosten in den USA bestellen zu müssen. Dabei herausgekommen ist, dass RCN dieses System exklusiv für Europa importiert.

In der Folge wird das System nun unter dem Namen 'Akkulution' vertrieben, denn 'lötfreie Kraftröhre' klingt irgendwie nicht griffig.

Technik

Es gibt nur einen Vergleichspartner für die Akkulution: das inline verlötete Akkupack mit vergleichbaren Zellen. Gegenüber diesem muss die Akkulution bestehen, und zwar in elektrischer und mechanischer Hinsicht. Erst dann greifen die enormen Vorteile im Handling.

Ich will diejenigen nicht vergessen, die ihre Zellen mit Zellverbindern einzeln verlöten. Diese Bauart ist wesentlich besser zu handeln als inline-Packs, da man Zellen einzeln aus- und einlöten kann. Aber auch in diesem Punkt ist die Akkulution eindeutig überlegen, da hier nur die Verschraubung gelöst werden muss, um Zellen auszuwechseln. In elektrischer Hinsicht (Spannungslage, Übergangswiderstände) ist diese Bauform sowohl der Akkulution als auch dem inline-Pack unterlegen. Innerhalb der für die Akkulution geltenden Einschränkungen ist diese Bauform also keine Alternative zur Akkulution.

Die elektrischen Eigenschaften der Akkulution sind vernachlässigbar schlechter als die des inline verlöteten Packs. Ein 10-Zeller Sub-C zeigt eine ca. 0,5% geringere Spannungslage, was in der Praxis wohl kaum bemerkt werden dürfte. Im Gegensatz zu verlöteten Packs ist die Alterung der Verbindung kein Problem, da der Pack jederzeit demontiert, geprüft und ggf. gereinigt werden kann.
Allerdings, und das ist der größte Schwachpunkt, ist die Akkulution nicht allzu hitzebeständig. Das begrenzt die Stromaufnahme nach Herstellerangaben auf ca. 40 Ampere. Nach unseren Erfahrungen sollte die Zelltemperatur 60°C nicht übersteigen, so dass auch höhere Ströme möglich sind, je nach Akkutyp und Flugstil.
Die mechanischen Eigenschaften der Akkulution sind dem inline verlöteten Pack eindeutig überlegen. Ursprünglich befürchtete 'Kontaktaussetzer' durch Vibration gibt es nicht. Im Gegensatz zu inline-verlöteten Packs kann die elektrische Verbindung nicht durch mechanische Belastung altern, es kann also keine Brüche oder 'kalte Lötstellen' geben.
In Bezug auf Biegung, Zug oder Druck ist die Akkulution unempfindlich. Als einziger Nachteil schlagen die ca. 10g Mehrgewicht und die um ca. 1mm größere Dicke des Packs zu Buche (Länge und Breite sind mit Standard-inline vergleichbar).

Praxis

Ich bin etwas verunsichert. Anno 1980 hatte ich mit dem Modellbau aufgehört, um mich vermeintlich wichtigeren Dingen wie Studium, Mädchen und Firmengründungen hinzugeben. Nie habe ich jedoch die Riege 'älterer Herren' vergessen, die am Clubhaus saß, als ich mit meinem jeweils neuesten selbstkonstruierten Flieger auf dem Platz antrat. 'Zu instabil', 'völlig schwanzlastig' usw. lauteten jeweils die Kommentare, die sich dann prompt beim ersten und manchmal einzigen Flugversuch bewahrheiteten.
Nun, Jahre später, betrat ich mein eigenes Flugfeld. Die Flieger waren nicht mehr selbstkonstruiert und von daher recht zuverlässig. Aber dieser neue Akku... insgeheim wünschte ich mir die Riege älterer Herren herbei, denn es ist immer gut zu wissen, warum man abstürzt.

Warum erzähle ich das? Weil es sonst nichts zu berichten gibt. Seit diesem Tag im April 2002, nun also seit 7 Monaten, setze ich das System permanent abwechselnd mit herkömmlichen Packs ein, aber es ist kein Unterschied erkennbar.
Nicht eine einzige Zelle hat sich seitdem verabschiedet – gut, das war auch zu erwarten. Vierteljährlich prüfe ich meine Packs auf Kapazität, wobei ich das Ergebnis der vorigen Messung voraussetze. Ist die Kapazität geringer, folgt eine Formierung, und danach notfalls die ganze Trickkiste mit sanfter Dauerüberladung, Tiefentladung usw.
Die Vielzeller benötigen dabei eine aufwändigere Pflege als die kleineren Packs. Das Problem hat die Akkulution allerdings nicht, denn der Kontakt in der Endkappe erlaubt, das Pack als zwei Packs mit jeweils der halben Zellenzahl zu behandeln.
Immerhin hatte ich einmal deutlich erkennbare Ausgasungsspuren an einer Zelle. Das sieht man durch die transparente Röhre von aussen. Also aufschrauben und die Zelle vermessen. Sie hatte aber noch volle Kapazität und wurde nach kurzer Reinigung wieder in das Pack eingefügt.
Nach einem Absturz fand ich die 10-Zellen-Akkulution in 5 Meter Entfernung von meinem ansonsten noch glimpflich davongekommenen Hotliner wieder. Sie war trotz des relativ harten Untergrundes unbeschädigt. Nicht mal die Verschraubung musste nachgezogen werden. Das gibt eine angenehme Sicherheit, denn bei einem verlöteten Pack hätten ich jetzt den Schrumpfschlauch entfernen und die Lötungen überprüfen müssen.
Immerhin, nachdem ich einen Elektrosegler endgültig geerdet hatte, der als einziges meiner Modelle 8er-Packs benötigt, war ich nicht gezwungen, die nun überflüssigen Packs so lange herumliegen zu lassen, bis ich vielleicht mal eine neue Anwendung dafür finde. Ich habe die Zellen einfach herausgenommen und in andere Packs gefüllt.

Argumente

Die Nachteile der Akkulution gegenüber dem verlöteten Inline-Pack sind klar und deutlich:
- Strombegrenzung auf max. 40A Dauerstrom nach Herstellerangabe.
- leicht vergrößertes Einbaumass
- etwas geringere Leistung
- deutlich teurer als Lötzinn, Endkappen und Schrumpfschlauch

Dem stehen aber eine Reihe enormer Vorteile gegenüber, die in der Gesamtheit sicher nicht für jeden gelten, aber für viele eine deutliche Verbesserung darstellen dürften.

1. Wegfall der Lötarbeiten

Vordergründig denkt man dabei zunächst an die Konfektionierung des Packs. Auf die Lebensdauer eines Akkupacks gerechnet, ist eine halbe Stunde löten sicher nicht viel Aufwand.
Aber auch wer sonst seine Akkus fertig gelötet kauft und bis zur durch Kapazitätsschwund herbeigeführten Entsorgung betreibt, hat mit der Akkulution die Möglichkeit, defekte Zellen auszutauschen und kann so die Lebensdauer des Packs enorm erhöhen. Diejenigen, die verlötete Akkupacks aus diesem Grunde auseinanderbrechen und neu verlöten, sparen immerhin neben einiger Arbeit auch das Risiko beschädigter Zellpole.
Stellt man erst auf dem Platz oder im Urlaub fest, dass man gerne eine Zelle tauschen möchte, ist man sicher ganz froh, statt eines Lötkolbens, einen Schraubenzieher verwenden zu können.
Betreibt man verschiedene Modelle mit unterschiedlichen Packs, kommt man sehr schnell auf die Idee, die Zellen aus einem Pack in einem anderen Pack durchaus unterschiedlicher Größe zu verwenden. Insgesamt reduziert sich die Zahl der für den Modellbaubetrieb notwendigen Akkuzellen erheblich.

In ähnlicher Form dürfte dieses Argument für Händler interessant sein. Wenn man zu einem Elektroantrieb auch das passende Akkupack verkaufen möchte, braucht man eine entsprechende Anzahl diverser Packs am Lager. Verwendet man die Akkulution, begrenzt sich das auf einen entsprechenden Vorrat an Einzelzellen.

2. Vereinfachte Pflege

Man wird nun seine Zellen nicht dauernd durcheinanderwürfeln. Aber auch, wenn man sie über längere Zeit als ein Pack betreibt, stellt sich oft genug das Problem, es bei voller Kapazität zu halten. Für einen guten Automatiklader ist das bei 6 oder 8 Zellen noch kein Problem, aber ab 10 Zellen aufwärts fängt es an. Ein vielzelliges, disformiertes Pack (und das betrifft jedes Pack, zumindest nach längerer Lagerung) ist auch von hochwertigen 'intelligenten' Ladern nicht in den Griff zu bekommen. Bis mir das klar wurde, hatte ich mich gefragt, warum Wettbewerbsflieger ihre Vielzeller-Packs nach einer Saison immer bei ebay versteigern.
Die Akkulution harmoniert wunderbar mit einigen mittel- oder hochwertigen Vielschacht-Ladern für Einzelzellen, wie sie z.B. ELV anbietet. Rausnehmen, laden.. reinstecken.. ideal. Es geht aber durchaus auch ohne.
Der Kontakt in der Endkappe der Akkulution alleine ist genial. Das ist vom Prinzip keine Eigenschaft der Akkulution, sondern geht auch mit jedem verlöteten Pack; allerdings muss man dazu die Endkappe entfernen. Jeder 16-Zeller wird so zu zwei leicht pflegbaren 8-Zellern.

3. Sicherheit

Trotz anfänglicher Skepsis halte ich die Akkulution dem inline verlöteten Pack inzwischen in punkto Sicherheit für überlegen. Ein Äquivalent zu schlechten, verätzten oder durch einen Schlag gebrochenen Lötstellen gibt es nicht. Auf der anderen Seite kann man die Verbindungen zwischen den Zellen sehen, und so z.B. eine ausgasende Zelle erkennen und rechtzeitig ersetzen.
Eine weitere (in der Praxis nie benötigte) Reserve besteht darin, dass das System durch die Verschraubung unter einer mechanischen Spannung steht, die für zuverlässige Kontaktsicherheit sorgt. Extreme äußere Belastungen könnten zwar zu einem Nachlassen des Kontaktdrucks führen, dies würde sich aber nur auf hohe Ströme auswirken, d.h. ein BEC würde weiter funktionieren. Bei Fortfall der Belastung ist sofort der Ursprungszustand wiederhergestellt. Eine Bruchtrennung wie bei verlöteten inline-Packs gibt es nicht.

4. Ersparnis

Jeder, aber auch wirklich jeder, der die Akkulution in den Händen hält, muss irgendeine Bemerkung zum Preis machen. 15 Gramm Kunststoff und Metall.. und dann so teuer?
Wundert mich nicht.. ein leichter Regler kostet mehr als ein schwerer.. aber da ist Schrumpfschlauch drüber und keiner versteht, was drin ist.
Instinktiv vergleicht man wohl die Akkulution mit dem Preis für Lötzinn, Schrumpfschlauch und Endkappen.
In der Praxis zeigt sich aber, dass man die Akkulution dauerhaft verwenden kann. In dieser Zeit verlängert sie die Lebensdauer der verwendeten Akkuzellen, sie hilft, die Gesamtzahl der Zellen deutlich einzuschränken, und erspart letztlich alle Lötarbeiten. Für mich rechnet sich das recht schnell.

Stand: 27.10.2002