Die C-Rate ist ein Maß für die Leistung und Entladezeit einer Batterie. Bei einer C-Rate von 1 kann sich eine Batterie innerhalb einer Stunde vollständig entladen. Eine Batterie mit einer C-Rate von 2 entlädt sich in 30 Minuten. Bei einer C-Rate von 0.5 benötigt eine Batterie zwei Stunden, um sich vollständig zu entladen. Demnach kann eine 4-Kilowatt-Batterie mit einer C-Rate von 1 durchschnittlich 4 Kilowatt Leistung erbringen und ist in einer Stunde entladen. Bei einer C-Rate von 4 kann sie durchschnittlich 16 Kilowatt Leistung erbringen und ist in 15 Minuten entladen. Bei einer C-Rate von 0.2 kann die Batterie 0.8 Kilowatt Leistung erbringen und ist in 5 Stunden entladen.
Die C-Rate bestimmt, wie schnell eine Batterie geladen und entladen wird. Die Kapazität einer Batterie wird üblicherweise in 1C angegeben. Das bedeutet, dass eine voll geladene Batterie mit 1 Ah eine Stunde lang 1A liefern sollte. Dieselbe Batterie sollte bei einer Entladung von 500C zwei Stunden lang 0.5mA und bei einer Entladung von 2C 30 Minuten lang 2C liefern. Schnelle Entladeverluste verkürzen die Entladezeit und wirken sich auch auf die Ladezeiten aus.
Wie können Sie die C-Rate messen?
Ein Batterieanalysator misst die Kapazität einer Batterie, also die darin speicherbare Energie. Er misst die Zeit, die benötigt wird, bis die Entladeschlussspannung bei einem kalibrierten Entladestrom erreicht ist. Diese liegt typischerweise bei Bleiakkumulatoren bei 1.75 V/Zelle, bei NiCd/NiMH-Akkus bei 1.0 V/Zelle und bei Lithium-Ionen-Akkus bei 3.0 V/Zelle. Zeigt der Analysator die Ergebnisse als Prozentsatz der Nennkapazität an, entspricht dies 100 %, wenn eine 1-Ah-Batterie eine Stunde lang 1 A liefert. Dauert die Entladung 30 Minuten, bevor die Entladeschlussspannung erreicht ist, beträgt die Kapazität der Batterie 50 %. Manchmal ist eine brandneue Batterie überbewertet und erreicht oder übersteigt ihre maximale Kapazität; in anderen Fällen ist sie unterbewertet und erreicht selbst nach dem Vorladen nie 100 %.
Eine höhere C-Rate führt bei der Entladung einer Batterie mit einem Batterieanalysator, der verschiedene C-Raten anwenden kann, zu einer geringeren Kapazitätsmessung – und umgekehrt. Die 1-Ah-Batterie sollte theoretisch in 30 Minuten mit der schnelleren 2C-Rate (2 A) entladen werden können. Da die gleiche Energiemenge in einem kürzeren Zeitraum abgegeben wird, sollte die Gesamtkapazität gleich bleiben. Interne Verluste wandeln jedoch einen Teil der Energie in Wärme um und reduzieren die Endkapazität auf etwa 95 % oder weniger. Die Kapazität derselben Batterie steigt höchstwahrscheinlich auf über 100 %, wenn sie zwei Stunden lang mit 0.5C (500 mA) entladen wird.
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