Die verfügbare Batteriekapazität bezieht sich auf die gesamte maximale Ladung, gemessen in Amperestunden, die eine Zelle oder Batterie unter bestimmten Betriebsbedingungen, wie z. B. Entladerate, Temperatur, anfänglicher Ladezustand, Alter und Abschaltspannung, speichern kann.
Die Batteriekapazität wird in Amperestunden gemessen und ist definiert als die Gesamtmenge an Elektrizität, die durch elektrochemische Reaktionen in der Batterie erzeugt wird. Beispielsweise kann eine 5-Ah-Batterie eine Stunde lang mit einer konstanten Rate von 1 C (5 A) entladen werden.
Mit derselben Batterie kann über 10 Stunden ein Entladestrom von 0.1 C (500 mA) entnommen werden. Zellen unterschiedlicher Kapazität mit gleichem C-Verhältnis verhalten sich bei einem bestimmten Zelltyp ähnlich. Die Kapazität einer Batterie gibt an, wie viel Energie sie während des Entladevorgangs speichern und abgeben kann . Die Abkürzung „Ah“ steht für „Amperestunde“ und ist die Einheit der Kapazität. Die „Nennkapazität“ ist der auf dem Batterieetikett angegebene Wert.
Wovon hängt die Batteriekapazität ab?
Die Menge an aktivem Material in einer Batterie bestimmt ihre „Batteriekapazität“, ein Maß für die speicherbare Ladung (üblicherweise in Amperestunden angegeben). Die Batteriekapazität gibt an, wie viel Energie unter bestimmten Bedingungen maximal aus der Batterie entnommen werden kann. Die tatsächliche Speicherkapazität einer Batterie kann jedoch erheblich von ihrer angegebenen „Nennkapazität“ abweichen, da sie stark vom Alter der Batterie, ihrer Vorgeschichte, dem Lade- und Entladevorgang sowie der Umgebungstemperatur beeinflusst wird.
Wattstunden (Wh), Kilowattstunden (kWh) oder Amperestunden sind Einheiten zur Messung der Energiemenge, die eine Batterie speichern kann (Ah). Die gebräuchlichste Methode zur Messung der Batteriekapazität ist die Amperestundenzahl (Ah). Sie gibt an, wie lange eine Batterie bei ihrer Nennspannung einen Strom liefern kann, der der Entladerate entspricht.
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Wie wird die Wattstunde (Wh) berechnet?
Bei Batteriesystemen wird häufig die Einheit Amperestunden (Ah) verwendet, da die Batteriespannung während des Lade- oder Entladezyklus schwankt. Durch Multiplikation der Ah-Kapazität mit der Nennspannung (oder der zeitlichen Mittelwertspannung, falls bekannt) lässt sich die Wh-Kapazität näherungsweise aus der Ah-Kapazität berechnen.
Durch die Integration der AH-Kapazität x V(t) über den Ladezyklus hinweg wird die Spannungsvarianz präziser berücksichtigt. Beispielsweise ermöglicht eine 12-Volt-Batterie mit 500 Ah Kapazität die Speicherung von 1,200 Wh bzw. 1.2 kWh Energie oder etwa 100 Ah x 12 V. Aufgrund des erheblichen Einflusses von Ladestrom und Temperatur liefern Batteriehersteller jedoch auch zusätzliche Informationen zur Varianz der Batteriekapazität, um eine praktikable und korrekte Analyse zu ermöglichen.
