LiPo-Innenwiderstand

Was sagt der Innenwiderstand über den Akku aus?

Die Summe der Innenwiderstände aller in Reihe geschalteten Zellen ergibt den Gesamtinnenwiderstand eines LiPo-Akkus. Den Innenwiderstand (R_i) kann man sich mit einem guten Ladegerät oder LiPo-Tester anzeigen lassen.

Je niedriger der Wert, desto besser und leistungsfähiger ist der Akku. Welcher Wert akzeptabel ist, hängt maßgeblich vom Einsatzzweck ab:

• Sender- und Empfängerakkus: Hier fließen nur sehr geringe Ströme. Ein höherer Innenwiderstand fällt kaum ins Gewicht.
• Fahrakkus (z. B. 1:8 Elektro-Buggy): Aufgrund der extremen Stromspitzen ist ein minimaler Innenwiderstand essenziell. Hochwertige, fabrikneue Hochstrom-Zellen liegen idealerweise bei etwa 1,5 bis 3 mΩ pro Zelle (ca. 6 bis 12 mΩ für ein 4S-Pack). Steigt der Wert pro Zelle deutlich über 10 bis 15 mΩ, bricht der Akku unter Last spürbar ein.

Gleicher Innenwiderstand pro Zelle

Alle Zellen eines LiPo-Packs sollten einen möglichst identischen Innenwiderstand aufweisen:

• Weicht eine Zelle stark nach oben ab, bricht ihre Spannung unter Last deutlich stärker ein als die der Nachbarzellen.
• Zudem erwärmt sich die schwächere Zelle überproportional.
• Häufig verliert eine gealterte Zelle auch schneller an nutzbarer Kapazität. Beim Entladen des Packs gerät diese Zelle somit als Erste in die Tiefentladung.
• Als kritische Entladeschlussgrenze im Ruhezustand gelten rund 3,0 bis 3,2 Volt pro Zelle.

Warum ist ein niedriger Innenwiderstand wichtig?

Beim Beschleunigen des RC-Cars wird dem Akku ein hoher Strom (in Ampere) entnommen. Durch den Innenwiderstand fällt direkt am Akku eine Spannung ab (U = I × R_i), wodurch die am Motorregler nutzbare Spannung sinkt:

1. Drehzahl & Topspeed: Die Drehzahl eines Brushless-Motors ist direkt an die anliegende Spannung gekoppelt (kV-Wert = Umdrehungen pro Minute pro Volt). Ein Spannungseinbruch führt unmittelbar zu spürbarem Leistungs- und Endgeschwindigkeitsverlust.
2. Wärmeentwicklung: Der Spannungsabfall am Innenwiderstand wird direkt in Verlustwärme umgewandelt (P = I² × R_i). Je höher der Innenwiderstand, desto heißer wird der LiPo, was den Alterungsprozess beschleunigt und zum Aufblähen der Zellen führt.

Rechenbeispiel: 4S LiPo unter Volllast bei 150 A

Ausgangsdaten

• Akku A (neuwertig): 8 mΩ Gesamtinnenwiderstand (0,008 Ω)
• Akku B (gealtert): 40 mΩ Gesamtinnenwiderstand (0,040 Ω)
• Last: 150 A (z. B. Vollgas-Beschleunigung)
• Leerlaufspannung (voll geladen): 16,8 V (4,2 V pro Zelle)
• Motor: 2100 kV
• Gesamtuntersetzung: 1:11,5

1. Spannungsabfall am Innenwiderstand (U = I × R_i)

• Akku A: 150 A × 0,008 Ω = 1,2 V Spannungsverlust
• Akku B: 150 A × 0,040 Ω = 6,0 V Spannungsverlust

2. Nutzbare Spannung am Regler unter Last

• Akku A: 16,8 V − 1,2 V = 15,6 V (3,90 V pro Zelle)
• Akku B: 16,8 V − 6,0 V = 10,8 V (2,70 V pro Zelle)

3. Motordrehzahl (n = kV × U)

• Akku A: 2100 rpm/V × 15,6 V = 32.760 U/min
• Akku B: 2100 rpm/V × 10,8 V = 22.680 U/min

4. Geschwindigkeit am Modell (bei 1:11,5 Untersetzung)

• Akku A: ca. 53,7 km/h
• Akku B: ca. 37,2 km/h

Fazit

• Mit Akku B fährt das Modell ca. 31 % langsamer als mit Akku A.
• Gleichzeitig wandelt Akku B während der 150-A-Phase satte 900 Watt (150 A × 6 V) in reine Hitze im Inneren des Akkupacks um, während es bei Akku A lediglich 180 Watt (150 A × 1,2 V) sind.