450er Lipoblog

In diesem Blog stelle ich die Ergebnisse meines Langzeittests von Lipo-Akkus für 450er CP-Helis, welchen ich vor Kurzem begonnen habe, vor.

Direkt zu: Lipos & Testbedingungen, 1. Flug, 10. Flug, 29. Flug, 51./52. Flug (=letzter Eintrag)

Vorgeplänkel:
Seit nun ziemlich genau 2 Monaten habe ich meinen TRex 450 Sport, und er fliegt und fliegt und fliegt… :). Das heißt aber auch, dass ich bzgl. meines 450er Helis nun nach über einem Jahr, in dem ich startend vom HK 450 V2 über den CopterX 450 SE zum TRex 450 Sport gelangend (hier) in etwa zig-tausend Mechanik-Servo-Gyro-Regler-Motor Konfigurationen durchlaufen habe, endlich einen gewissen stabilen Zustand erreicht habe. Das hat auch damit zu tun, dass ich mittlerweuile doch ehrheblich seltener crashe… was den Kauf des TRex für mich erst gerechtfertigt hatte. Wie auch immer, da das Setup sich nun schon lange nicht geändert hat, was hoffentlich auch noch ne Weile so bleibt, lohnt es sich endlich mal einen Langzeittest der Lipos anzugehen.

Genauer, da mir das Geld für die tollen Hyperlipos schlecht angelegt erscheint (dreifacher Preis für ein bischen mehr an Spannungslage… zzz) kommen für mich eh nur Turnigy Lipos in Frage. Bzgl. dem wie lange die wie gut halten gibt es leider sehr unterschiedliche Berichte; meine Erfahrung bisher, nach 100 Flügen sind sie „tot“. Jedenfalls wollte ich den Lebenslauf jetzt dokumentieren, um auch mal etwas handfestes in der Hand zu haben. Vorallem aber, vor einiger Zeit sind ja auch die Turnigy Nanotech Lipos aufgekommen, und bezgl. denen finde ich die Berichtslage, sagen wir, „ziemlich seltsam“. Viel Jubelei, wie toll die doch seine, diese super Spannungslage, und soooviele Ladezyklen, etc pp, aber ich konnte keine wirklich belastbaren Informationen finden, und, obwohl es die schon einige Zeit gibt, Null Info dazu wie es nach 50, 100 oder gar mehr Ladezyklen mit den nachgesagten tollen Eigenschaften noch aussieht.

In diesem Test will ich mir also vorallem auch eine Meinung dazu bilden, wie sich die Turnigy Nanotech im Vergleich zu den Turnigy Normalos wirklich schlagen.

EDIT (3.Okt.): Nach nur ca. 50 Flügen läßt sich bereits ein deutliches Fazit ziehen (siehe 51./52. Flug):
Die Turnigy Nanotech taugen nichts!

Nebenbei, Gerd Giese, der Lipo-Papst (ist nett gemeint), veröffentlicht auf seiner Webseite immer wieder schöne und hilfreiche Messungen bzw Belastungstest an Lipos, aber doch vorangig für das „Hochpreis“-Segment, und für „junge“ Lipos. Ich möchte hier zumindest versuchen die Lücke für gern gebrauchte Lipos a bisserl zu schliessen.

EDIT (4.Okt.): Gerd hat nun auch einen (anderen) Turnigy Nanotech getestet, http://www.elektromodellflug.de/turnigy_nt-65c.html, mit dem Ergebnis dass die C-Angabe völlig überzogen sei. Das könnte das Verhalten „meiner“ Nanotechs erklären… die halten wohl eine 18C Belastung nicht aus… (obwohl meine Nanotechs vom Innenwiderstand her zunächst unauffällig waren).

Lipos:
Die Lipos kommen bei mir in Pärchen, was heißt, dass jeweils zwei gleichzeitig gekauft wurden, ziemlich genau gleich viele Flüge haben, und auch im Regelfall gemeinsam geladen werden. Gemeinsam laden heißt, dass ich beide mit einem Adapter als 6S-Pack balancierend lade. Geladen wird mit 1C. Die folgenden drei Pärchen sind im Moment im Test:

I1, I2: Turnigy 2200mAh 3S 40C (HK PRODUCT ID: T2200.3S.40/10279), jeweils ca. 90 Flüge
N1, N2: Turnigy nano-tech 2200mAh 3S 35~70C (HK PRODUCT ID: N2200.3S.35/11944), neu
I3, I4: Turnigy 2200mAh 3S 40C (HK PRODUCT ID: T2200.3S.40/10279), neu

Konfiguration:
Die Konfiguration und alle Settings des TRex 450 Sport V3 sind wie im 450er Konfigurationsblog angegeben. Die für die Einschätzung der Daten vielleicht Wichtigsten sind:

Sender Setting: Thro Cur – Stunt: 65.0%
Regler: Robbe Roxxy 950-6, Timing 8°, Governer on slow, Accel. lowest, Start Power lowest
Motor: Turnigy 2836-3700, 12er Ritzel
Drehzahl: 2900-3000 U/min
Rotorblätter: Nexspor 3K Carbon Rotorblätter 325mm Sichtcarbon # NX-CB-325
Pitchbereich: -10° … +11.5°

Testprotokoll:
Getestet wird wie folgt. In gewissen mir sinnvoll erscheinenden Abständen werde ich „genau vorgeschriebene“ Flüge durchführen und die Daten Spannung, Strom, Drehzahl, und Ladunsgmenge mittels meiner Telemetrie aufzeichen. Die Spannung wird am Balancerstecker der Akkus abgegriffen, und der Strom zwischen Lipo und Regler gemessen. Der Flug läuft so das nach dem Starten erst kurz geschwebt wird, dann wird Vollpower geflogen, d.h. der Pitchknüppel wird möglichst immer auf Vollausschlag gehalten, dann nach etwa 2 min wird wieder eine Schwebephase eingelegt, gefolgt von erneutem Maximalpitchpowerflug. Nach ca. 1750 mAh wird (wenn möglich) nochmals kurz geschwebt bevor gelandet wird.

Diesem Protokoll liegen diese Überlegungen zu Grunde: Der einzige halbwegs wohldefinierte, gut reproduzierbare Flugzustand ist das Schweben. Im Schweben sollten sich daher aussagekräftige Messdaten erhalten lassen, z.B. bzgl. dem Verhalten der Spannungslage mit zunehmendem Alter. Allerdings gibt es ja noch andere interessante Eigenschaften, wie z.B. wie „Leistungsfähig“ der Akku noch ist, oder der Innenwiderstand. Dazu habe ich mir den Maximalpitchpowerflug ausgedacht, mit der Hoffnung das die Bedingung Dauervollpitch auch einen halbswegs wohldefinierten Flugzustand ergibt, welcher sinnvolle Aussagen über die „Leistungsfähigkeit“ erlaubt. Der Wechsel zwischen Maximalpitchpowerflug und Schweben ist dazu gedacht, den Innenwiderstand zu bestimmen. Den Maximalpitchpowerflug werde ich im folgenden mit MPP-Flug bezeichnen. Es fließen hierbei im übrigen etwa 35-40 A, entsprechend einer Dauerbelastung von 16-18 C…

Wenn sich die beiden Lipos eines Pärchens in meinen Augen ähnlich verhalten, was ich denke der Regelfall sein wird, dann werde ich nur die Flugdaten eines Lipos zeigen. D.h., solange ich nicht explizit etwas anders sage, halte ich die gezeigten Ergebnisse für das Pärchen repräsentativ.

Soweit zu den Gedanken, wie gut oder sinnvoll das funktioniert, wird sich natürlich/leider erst noch zeigen, kann man also erst am Ende was zu sagen. Aber ich ziehe das jetzt mal einfach durch, soweit irgend möglich, und dann wird man sehen…

25. Juni 2011:
Hier nun also die ersten Ergebnisse für die drei oben genannten Akkupärchen. I1/I2 wurden mit aufgenommen, da diese ja schon einigermassen abgenudelt sind, und sich so ein erster Eindruck über die Lebensdauer ergibt. Es ist dazu allerdings zu sagen, dass ich diese Lipos nicht immer „freundlich“ behandelt habe, zwischen drinn hatte ich mal nen Rotor- und Motortest gemacht, und da wurden die recht gequält (ein Roxxy 940-6 Regler hat diese Tests nicht überstanden, Stromtot). Für die Pärchen I3/I4 und N1/N2 sind jeweils der Jungfernflug gezeigt.

I3/I4, 1. Flug (links) und N1/N2, 1. Flug (rechts):
chart lipo i4 no001 uirc   chart lipo n2 no001 uirc olliw

I1/I2, 92. Flug:
chart lipo i1 no092 uirc olliw

In diesen Bildern ist auch eingezeichnet, wie ich versuche aus dem Wechsel von Strom und Spannung beim Übergang MPP-Flug – Schweben – MPP-Flug den Innenwiderstand zu bestimmen. Wie sinnvoll das ist, ist schwer einzuschätzen, aber der Unterschied zwischen den Pärchen I3/I4, N1/N2 und dem alten Pärchen I1/I2 ist eindeutig. Was auch immer der Wert bedeutet, eine relative Aussage scheint möglich. Der Innenwiderstand bei I1/I3 ist eindeutig größer als bei den jungfräulichen Pärchen, was sich auch in dem deutlich stärkeren Drehzahleinbruch beim MPP-Flug manifestiert.

Der Wert für den Innenwiderstand bei den neuen Pärchen, welcher bei Beiden etwa 15 mΩ ist, finde ich etwas verwunderlich. Schaut man sich auf Gerd Giese’s Webseite etwas um, dann hätte man wohl eher etwas wie 5-7 mΩ erwartet. Ob sich hier der Innenwiderstand des Reglers zeigt? Nein, kann ja eigentlich nicht sein, wird doch die Spannung am Balanceranschluss gemessen. Da muss ich also nochmal nachdenken.

Offensichtlich ist auch die deutlich niedrigere Spannungslage beim alten Pärchen I1/I2. Den Spannungswert in der Schwebepause nach etwa 2 min können wir also auch als eine Messgröße aus dem Protokoll ziehen.

Ein Vorteil der Nanotech Lipos gegenüber den Turnigy-Normalos ist anhand des Messprotokolls nicht zu erkennen. Dies entspricht im übrigen auch genau meinem subjektiven Empfinden, irgend einen Unterschied, oder gar Wohhh-Effekt konnte ich nicht ausmachen. Der Unterschied zu den alten Lipos ist dem gegenüber durchaus gut zu spüren. Ich muss zugeben, dass die Nanotechs keinen merkbaren Vorteil bringen fand ich etwas entäuschend, nach all den sagenumwobenen Aussagen im Netz. Liegt das vielleicht am Innenwiderstand des Reglers, und die Nanotechs können ihren Vorteil einfach nur nicht ausspielen? Anderseits ist auch festzustellen, dass die Spannungslage insgesamt nicht anders als bei den Normalos ist, was ein Hinweis darauf wäre, dass es tatsächlich einfach keinen großen Unterschied gibt.

Das Gesagte verdeutlicht sich auch nochmals in einem Vergleich der Spannungsverläufe der drei Akkupärchen, welche im folgenden Bild gezeigt ist:

Vergleich Spannungslage von I3/I4 (1. Flug), N1/N2 (1. Flug), I1/I2 (92. Flug):
chart lipo n2no001-i4no001-i1no092 u comparison olliw

Zum Abschluss dieses ersten Eintrags möchte ich noch einen Vergleich der Spannungslagen für jeden Lipo des I1/I2 Pärchen für jeweils zwei Flüge zeigen. Die Ähnlichkeit der vier Messkurven ist offensichtlich, insbesondere auch im Hinblick auf den deutlichen Unterschied zu den Spannungskurven der neuen Lipopärchen, wie sie oben gezeigt wurden. Diese gute Reproduzierbarkeit deutet (hoffentlich :)) an, dass das gewählte Testverfahren sinnvolle Resultate liefern wird.
chart lipo i1no90-i2no90-i1no92-i2no93 u comparison olliw

27. Juni 2011:
Ah… ich hab’s begriffen… die Angaben für den Innenwiderstand beziehen sich anscheinend immer auf EINE Zelle… bei drei Zellen in Reihe geschaltet erhöht sich dementsprechend natürlich dann der Wert um einen Faktor Drei. Das heisst, die oben bestimmten 15 mΩ für die neuen Pärchen rechnen sich um in etwa 5 mΩ/Zelle, was dann ganz gut passt. Meine Messmethode scheint also doch tatsächlich nicht ganz Unsinn zu sein :).

6. Juli 2011:
Die Lipos der Pärchen N1/N2 und I3/I4 haben nun alle mindestens 10 Flüge hinter sich gebracht, und 10 Flüge schien mir eine interessante Zahl um mal wieder die Eigenschaften der Lipos zu bestimmen. Hier nun also die Flugdaten für den 10. Flug:

I3/I4, 10. Flug (links) und N1/N2, 10. Flug (rechts):
chart lipo i3no010 uirc olliw   chart lipo n1no010 uirc olliw

Vergleich Spannungslage von I3/I4 und N1/N2 (10. Flug):
chart lipo n1n2i3i4 no010 u comparison olliw

Auf den ersten Blick hat sich also wenig gegenüber dem 1. Flug geändert, was ja eigentlich auch nicht anders zu erwarten ist. Es bleibt auch nach wie vor die Feststellung, dass sich zwischen den Turnigy Normalos und den Turnigy nanotech kein erkennbarer Unterschied ergibt, sowohl was Spannungslage als auch Innenwiderstand angeht. Ich hatte bei den ersten Ladungen das Gefühl, dass sich die Turnigy nanotech erst so ein bischen „eingewöhnen“ müssen. Zumindest war die Ladezeit anfangs manchmal sehr lang (über 70 min) was bisher immer bedeutete, dass viel gebalanct werden musste (= ungleiche Zellenspannungen/Zellenladungen), aber messtechnisch kann ich das nicht sehen.

Vergleicht man die Spannungslagen beim 1. und 10. Flug, wie im nachfolgenden Bild dargestellt, dann könnte man allerdings durchaus das Gefühl bekommen, dass sich bereits eine kleine „Verschlechterung“ ergeben hat. Während die Spannungslagen aller Lipos nach dem 10. Flug sehr gut übereinanderliegen (siehe vorhergehendes Bild) scheint bei allen Lipos die Spannungslage beim 10. Flug etwas niedriger zu liegen als beim 1. Flug. So betrachtet wirkt die Erniedrigung sehr systematisch, aber es ist natürlich zu früh um endgültiges zu sagen.

Vergleich Spannungslage von I3/I4 und N1/N2 nach 1. und 10. Flug:
chart lipo n1n2no001-n1n2no010 u comparison olliw

Die oben benutzte Methode um den Innenwiderstand zu bestimmen ist etwas willkürlich dahingehend wie der Strom im MPP-Flug bestimmt wird, der entsprechende schwarze Strich wird per Augenmaß hineingelegt. Eine im Prinzip bessere Methode wäre es, den mittleren Strom aus der Steigung der Ladungskurve zu bestimmen, wie im nächsten Bild für den gleichen, bereits oben verwendeten Datensatz angedeutet. Insgesamt ergeben sich so leicht größere Ströme, der Schwebestrom wird zu 15.8 A anstatt 14.6 A bestimmt, und der MPP-Strom zu 37.5 A statt 34.9 A. Die Stromdifferenzen unterscheiden sich um etwa 7%, und für den Innenwiderstand erhält man daher einen etwa 7% kleineren Wert. Welcher Wert nun tatsächlich richtiger ist, möchte ich nicht diskutieren, mit einem Messfehler von 10% gebe ich mich völlig zufrieden. Grundsätzlich geht es hier ja auch nicht darum möglichst genaue Werte zu bekommen, sondern den Trend zu beobachten, und das geht denke ich mit beiden Methoden.

Bestimmung von Ri über die Steigungen der Ladungskruven:
chart lipo i3no010 uirc alt Bestimmung Ri olliw

7. August 2011:
Das war jetzt mühselig, die Daten für diesen Eintrag zu bekommen. Einmal hat es in letzter Zeit einfach zu viel geregnet… dann konnte ich endlich die Flüge Nr. 25 absolvieren, aber die Daten wurden nicht richtig gespeichert und das Datenfile war nicht lesbar… dann hatte ich einen Crash, und seitdem hält die Motorwelle nicht mehr richtig… Naja. Heute hat es dann geklappt, Flüge Nr. 29. Beim Crash gingen die Nexspor-Rotorblätter kaput, daher sind nun Hobbyking Carbon Fiber Main Blades 325mm HK-1193-2 drauf. Ausserdem war es heute etwas böig. Woran es nun lag, an den Rotorblättern oder den Böen, weiss ich nicht, aber der Heli musste im MPP-Flug mehr „kämpfen“ als bei den obigen Flügen, wie sich auch am Rotorgeräsuch hören lies. Wie auch immer, hier die Flugdaten des 29. Flugs:

I3/I4, 29. Flug (links) und N1/N2, 29. Flug (rechts):
lipo i4no029 uirc olliw   lipo n1no029 uirc olliw

Vergleich Spannungslage von I3/I4 und N1/N2 (29. Flug):
chart lipo n1n2i3i4-no029 u comparison olliw

Gegenüber den oben gezeigten Daten sind nun einige Veränderungen zu sehen. Erstens, es scheint, dass sich die Innenwiderstände bereits langsam verschlechtern. Zweitens, die Turnigy Nanotech scheinen im Vergleich nun schlechter abzuschneiden. Insbesondere beim Lipo N1 ist anfänglich eine deutlich niedrigere Spannugslage zu beobachten (dies wird durch Daten für den 28. Flug bestätigt).

Vergleich Spannungslage von I3/I4 (links) und N1/N2 (rechts) nach 1., 10. und 29. Flug:
chart lipo i3i4-no001no010no029 u comparison olliw chart lipo n1n2-no001no010no029 u comparison olliw

Ein ähnliches Bild ergibt sich aus der Entwicklung der Spannungslagen. Bei den Turnigy Normalos ist nur eine geringe Erniedrigung, um ca. 0.1 V, zu sehen. Bei den Turnigy Nanotech sind die Veränderungen offensichtlicher. Und noch eine andere „Messgröße“ gibt einen Hinweis: Während sich die Turnigy Normalos I3/I4 nach dem Flug noch genauso fest anfühlen wie ursprünglich, zeigen die Turnigy Nanotech N1/N2 bereits deutliche Blähung.

2. Oktober 2011:
Leider bin ich die letzte Zeit nicht soviel zum Fliegen gekommen wie ich es gerne wollte… und so hat es jetzt quasi 2 Monate gebraucht um hier mal wieder weiter zukommen. Wie auch immer, heute haben Flug Nr. 51 (N1/N2) bzw 52 (I3/I4) geklappt, und wie immer sind die Messergebnisse unten gezeigt.

I3/I4, 52. Flug (links) und N1, 51. Flug (rechts):
lipo i4 no052 uirc olliw   lipo n1 no051 uirc olliw

N2, 51. Flug:
lipo n2 no051 uirc olliw

Vergleich Spannungslage von I3/I4 und N1/N2 (52. bzw. 51. Flug):
chart lipo n1n2i3i4 no051 052 u comparison olliw

Die entscheidende Veränderung gegenüber Flug Nr. 29 ist, dass der Lipo N2 der Belastung eines MPP Flugs nicht mehr gewachsen ist. Kurz nach dem Vollpitch gegeben wurde brach die Leistung völlig ein, und ich konnte nur noch so ein bischen vorsichtig rumeiern, und nach ca. 2 1/2 Minuten bin ich dann sicherheitshalber gelandet weil ich das Gefühl hatte, dass der BESC abregelt. Wenn man sich die Aufzeichung ansieht… ist schon grass wie es dem Lipo quasi die Luft abschnürt. Zum so Rumfliegen und Üben von Flugfiguren (Rückenschweben :)) tut er’s noch, aber eigentlich muss man sagen, der Lipo N2 ist praktisch tod.

Der zweite Turnigy Nanotech, N1, hält sich noch, obwohl auch er gegenüber Flug Nr. 29 nochmals deutlich an Spannungslage eingebüßt hat. Die zwei Turnigy Normalos, I3/I4, halten sich demgegenüber sehr gut. Man kann das übrigens auch schon daran sehen, dass die Nanotechs mittlerweile schon ziemlich dicke Backen bekommen haben, während die Normalos sich immer noch richtig fest anfühlen.

Vergleich Spannungslage von I3/I4 (links) und N1/N2 (rechts) nach 1., 10., 29. und 51./52. Flug:
chart lipo i3i4 no001 no010 no029 no052 u comparison olliw chart lipo n1n2 no001 no010 no029 no051 u comparison olliw

Die genannten Tendenzen sind auch gut in der Entwicklung der Spannungslage zu sehen. Bei den Turnigy Normalos hat sich gegenüber Flug Nr. 29 keine Veränderung ergeben, und die Spannungslage ist im Vergleich zum Erstflug um gerade mal 0.2 V niedriger. Zu den Turnigy Nanotechs sind eigetlich keine weiteren Worte nötig.

Nach bereits 50 Flügen läßt sich damit eigentlich schon ein erstes Fazit ziehen, bzw. die ursprüngliche Eingangsfrage, welche Lipos denn nun besser sind, beantworten:

Erstes Fazit: Die Turnigy Nanotech taugen nichts!

Klar, man kann nun natürlich verschiedene Dinge einwenden, wie die Lipos wurden nicht richtig konditioniert, es handelt sich hier nur um eine Stichprobe von zwei Nanotechs, das kann man so nicht testen, usw. usw. … und diese Einwände sind auch alle berechtigt. ABER: für die zwei von mir getesteten Turnigy Nanotech ist das Ergebnis so wie es ist, und das läßt sich nicht so ohne weiteres wegdiskutieren.

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