Der richtige Roboter-Akku: Leitfaden zu wiederaufladbaren Batterietypen

Einleitung

Passendes Batteriesystem wählen – essenziell, da jeder Roboter andere Anforderungen hat (Größe, Kapazität, Spannung). Fokus: Wiederaufladbare Systeme. Non-Rechargeables sind langfristig teurer.

Typen im Vergleich

1. Blei-Säure (Lead-Acid)

Günstig, hohe Kapazitäten. Für große Plattformen mit moderater Leistung, hohem Energiebedarf (Solar, USV). Nachteile: Nur 6/12 V Stufen, sehr schwer, geringe spezifische Energie, lange Ladezeiten, Kapazitätsverlust bei Lagerung.

2. Nickel-Metallhydrid (NiMH)

Günstiger & leichter als Blei. Beliebt: niedriger Innenwiderstand, gutes Leistungs-Gewichts-Verhältnis, sicherer als Li-Zellen. Nutzung: Airsoft, Spielzeug, AA/AAA-Ersatz, Digicams. Nachteile: Hohe Selbstentladung (~50 % mehr als NiCd), begrenzte Lebensdauer, verträgt Überladung schlecht.

3. Lithium-Ionen (Li-Ion)

Relativ sicher, hohe Energiedichte → lange Laufzeit bei höherem Verbrauch. Geringe Selbstentladung, sehr leicht. Handys, Laptops, Tablets. Nachteile: Teurer, Alterung, Schutzschaltung gegen Überladung/Tiefentladung zwingend.

4. Lithium-Polymer (LiPo)

Leicht, Paketform (Einzelzellen + Balancer- & Hauptstecker). Breite Spannungsvielfalt. Combat-Roboter, RC-Flugzeuge, Drohnen, Laptops, Phones. Gefahr: Unsachgemäße Handhabung → Brand/Explosion. Sorgfältige Lagerung/Wartung Pflicht. Teurer.

Wichtige Kenngrößen (Battery Ratings)

Alle Akkus: Nennspannung, Kapazität (Ah/mAh), oft Entladestrom (C-Rating) / Spitzenstrom (Burst).

LiPo-Spezifikation

• Spannung/Zellenzahl (S/P): 1S = 3,7 V Nenn. 2S = 7,4 V, 5S = 18,5 V. Parallel (P) erhöht Kapazität.
• Kapazität & C-Rating: C = max. sichere Entladerate. Beispiel: 1000 mAh, 25C/40C → 25 A kontinuierlich, 40 A Burst (≤10 s). Größere Kapazität → oft niedrigeres C. <500 mAh: 75C/150C üblich (37,5 A / 75 A Burst).

Spannung, Kapazität, Strom – Was braucht Ihr Projekt?

• Akku-Spannung = Motor-Nennspannung.
• Kapazität → Laufzeit.
• Entladestrom = Summe aller Motorströme unter Last.

Warum Akku statt Netzteil bei stationären Projekten?

• Elektrisches Rauschen: Netzteile (DIY) oft „dirty“ → Störungen. Akku = sauberes, stabiles DC.
• Stromspitzen: 50 A Motor → Netzteil bräuchte 75–100 A Spitzenreserve. LiPo mit 110 A Burst + kleines Netzteil = günstiger & besser.
• Leistungslimits (Steckdose): USA: 120 V, 15 A Sicherung → 1800 W Spitze, Geräte oft auf 1500 W begrenzt. Akku umgeht das.