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Mittwoch, 3. Mai 2017

LiPo Akku für KX3 und KXPA

Seit mittlerweile vielen Jahren nutze ich beim Funken im /portabel Betrieb die bewährte Technik der Bleigelakkumulatoren. Diese Akkus haben den Vorteil, dass sie in der Beschaffung recht günstig sind und grundsätzlich eine hohe Kapazität zur Verfügung stellen. Darüber hinaus betreibe ich einige meiner Bleigelakkus bei entsprechender Pflege seit mehr als fünf Jahren ohne Probleme (z.B. Yuasa 17 Ah).
Der eindeutige Nachteil von Bleigelakkus liegt im Gewicht. Bezogen auf die Kapazität von 17 Ah muss mit etwa 6 Kg Gewicht gerechnet werden. Damit ist ein solcher Akku in der Regel oft so schwer oder gar schwerer als der Rest der portablen Funkstation. Das Missverhältnis fällt bei Elecrafts Kleingeräten KX3 und KX2 natürlich besonders ungünstig aus.

Als Lösung aus heutiger Sicht ergibt sich der Einsatz von Li-Akkumulatoren. Hier gibt es verschiedene Technologien, z.B. jene mit LiFePO4 oder LiPo. Zwar bieten LiFePO4 Akkus eine Nennspannung von 12 V, allerdings ist ihr Gewicht wiederum höher, als jenes von LiPo Akkus. Letztere verfügen allerdings über eine Nennspannung von lediglich 11,1 V. Insofern wird die Frage, welcher Akkutyp passend ist, vor allem vom verwendeten Equipment beantwortet. Transceiver wie der FT857 benötigen eine Spannung von eher 12 als 11 V, um bestimmungsgemäß zu funktionieren. Hinsichtlich der Nennspannung muss jedoch angemerkt werden, dass die Ladeschlussspannung des LiPo Akkus bei 12,4 V liegt. Das ist auch der Grund, warum ich die Bauart mit 3 Zellen bevorzuge, da ein 4 Zellen Modell eine Nennspannung von 14,8 V aufweist und damit eine Ladeschlussspannung bietet, die deutlich über 15 V liegt und somit einen Spannungswandler oder das temporäre Eischleifen einer Diode erfordert.
Da der KX3 sowie die KXPA 100 mit 11 V noch zuverlässig arbeiten und ich den Aufwand einer Spannungsanpassung scheute, fiel meine Wahl auf ein 3 Zellen Modell mit 11,1 V bei 16.000 mAh und lediglich 1000g Gewicht. Dieser Akku verfügt neben dem klassischen Plus- und Minuspol auch für den Anschluss eines Balancers. Dieser ist notwendig , weil der Ladeprozess bei LiPo Akkus doch komplexer als bei Bleigelakkus ist. Der Balancer wird an ein entsprechendes Ladegerät angeschlossen und sorgt dafür, dass alle 3 Zellen dieselbe Spannung am Ende des Ladevorgangs aufweisen.
Als Ladegerät habe ich ein Junsi iCharger 208B beschafft, das in der Lage ist, bis zu 8 Zellen mit einem entsprechenden Balancerboard zu laden. Abhängig vom genutzten Netzteil (ja, dieses ist zusätzlich notwendig) kann der Ladestrom bis zu 30 A betragen.
Ähnlich wie bei Bleigel Akkus ist das Thema Pflege auch bei LiPos wichtig. Neben einem sorgsamen Umgang, was insbesondere mechanische Einwirkungen betrifft, ist es zudem wichtig, die Akkus ab einer Dauer von 1 - 2 Tagen auf eine Lagerspannung zu laden oder zu entladen. Diese beträgt bei LiPos 3,85V pro Zelle. Der Junsi hat hierfür ein das Programm STORAGE und stellt die entsprechende Spannung zuverlässig ein. Wird der Akku benötigt, so kann dieser in der Regel mit 1C, also in meinem Fall mit 16 A Ladestrom auf die Ladeschlussspannung gebracht werden. Ein weiterer Punkt betrifft das tiefe Entladen. Die Spannung pro Zelle sollte keinesfalls unter 3,3 V sinken. Insofern ist eine Spannungsanzeige, wie beim KX3 implementiert, sehr zweckmäßig, um bei spätestens 10 V den Betrieb einzustellen.
Im praktischen Betrieb kann ich etwa 2h ambitioniert SSB mit 100W aus der KXPA 100 senden. Dann ist die Spannung von 12,4 V auf etwa 11,5 V abgesunken. Für weitere 2 h lässt sich der Betrieb mit 50W fortführen. Dies war das Ergebnis nach dem ersten Test und muss sicher langfristig genauer betrachtet werden.

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