Hart gelötet!: Bau eines 6Ah Akkupacks

Zum Betrieb von Amateurfunk-Equipment oder Teleskopmontierungen fern jeglicher 230V-Steckdose ist ein Akku das Mittel der Wahl.

Damit verbunden sind folgende Einschränkungen:

Die Kapazität des Akkus und dessen Entladecharakteristik beschränken die Einsatzdauer.
Das Gewicht und Größe des Akkus beschränken die Transportfähigkeit.
Die Selbstentladung beschränkt die Lagerfähigkeit.
Die maximal möglichen Ladezyklen beschränken den langfristigen Einsatz des Akkus.
Die mechanische und/oder technologische Robustheit beschränken die Handhabbarkeit.

Nicht zu vergessen, die eigene Vergesslichkeit, den Akku rechtzeitig vor dem nächsten Einsatz zu laden. Schwierig, wenn der Einsatz nicht geplant war. Nachdem ich schon NiMH- und Bleigel-Akkus mehr oder weniger lange im Einsatz hatte und diese zumeist durch Tiefentladung ihr Einsatzende erreichten, War eine neue Technologie notwendig.

Nach Vergleich und Abwägung aller Pro und Contras, entschied ich mich für LiFePO4 (Lithium-Eisen-Phosphat) Zellen. Sie sind zwar etwas teurer als LiPo-Akkus, sind dafür aber sicher bzgl. Brand- und Explosionsgefahr. Als konfektioniertes Pack enthalten sie bereits ein Batterie-Management-System (BMS) zum Laden und Schutz der Zellen.

Welche Kapazität ist sinnvoll?

Bei der Teleskopmontierung hatte ich meist einen 7Ah Akku, der zum automatischen Nachführen mehr als eine Nacht hielt.

Etwas Recherche brachte mich zum Anbieter EREMIT. Meine Wahl fiel auf einen 12,8V Akkupack, bestehend aus 4x 32700er Zellen inkl. BMS, mit 6Ah Kapazität. (Datenblatt: hier)

Mein Transceiver für Outdoor-Einsätze ist ein Xiegu G90. Bei einer Sendeleitung von 20W liegt der max. Strom bei ca. 3A. Bei 5W Sendeleistung sind ca. 1,8A notwendig.
Bei Betrieb mit 5W Sendeleistung und 30% Zyklus heißt das pro Stunde 0,3h senden und 0,7h empfangen. Kurz überschlagen: 0,7h * 0,5A + 0,3h * 1,8A = 0,89Ah. Die Kapazität würde für rund 6h reichen.

Das Gehäuse

Angeboten hat sich ein Polycarbonat Gehäuse von Pollin mit den Abmessungen 120x80x85mm in IP65 Ausführung - auch wenn die IP65 durch die weitere Bearbeitung verloren gingen, so ist es doch ein robustes, witterungs- und UV-beständiges Gehäuse.
Die Innenmaße lassen ausreichend Platz für eine Lage Luftpolsterfolie zur Stoßdämpfung. Die Anschlussleitung wurde mit einer XT60 Hochstrombuchse versehen, um Ober- und Unterschale des Gehäuses trennen zu können und einen Akkutausch zu vereinfachen.

Auf der Oberschale befinden sich die Anschlüsse zum Abgreifen der Energie, und natürlich auch zum Laden des Akkus. Es handelt sich hierbei um Anderson Powerpole® Steckverbinder für 30A - Verbinder, die sowohl Stecker als auch Buchse sind.

Sie wurden mit einem 3d-gedruckten Wallsocket (Thingiverse) auf der Oberschale montiert und mit einem XT60 Stecker abgeschlossen.

Zur Überwachung der Akkuspannung wurde noch ein Voltmeter. Da ich nicht möchte, dass das Voltmeter dauerhaft eingeschaltet ist, kommt noch ein Schiebeschalter hinzu. So kommt es nicht zu Störung der Dunkeladaption des Auges bei astronomischen Beobachtungen, und das Entladen des Akkus bei Lagerung wird vermieden. Der Akku selbst wird nicht geschaltet.

Schalter und Voltmeter werden mit Heißkleber fixiert, der Schalter zusätzlich verschraubt.

Das Display des Voltmeters habe ich plan zur Oberfläche eingefügt, um anschließend eine Schutzfolie aufkleben zu können. Als Stoßdämpfung dient eine Lage Verpackungsschaumstoff.