Eine Batterie ist ein Gerät, das chemische Energie in elektrische Energie umwandelt und umgekehrt. Diese Zusammenfassung bietet eine Einführung in die Terminologie zur Beschreibung, Klassifizierung und zum Vergleich von Batterien für Hybrid-, Plug-in-Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Sie vermittelt grundlegende Kenntnisse, definiert die Variablen zur Charakterisierung der Batteriebetriebsbedingungen und beschreibt die Herstellerangaben zur Charakterisierung der Nenn- und Maximalwerte von Batterien.
Vielleicht möchtest du noch einmal zusammenfassen, was wir in der Schule gelernt haben.
Ohmsches Gesetz:
Verwandte Terminologien
| Name | Einheit | Englische Bedeutung | Chinesische Bedeutung |
| Stromspannung | V | Volt | 伏特 |
| Aktuell | A | Ampere | 安培 |
| Widerstand | Ω | Ohm | 欧姆 |
| Elektrische Ladung | C | Coulomb | 库伦 |
| Kapazität | F | Farad | 法拉 |
Grundlagen der Batterie
Zellen, Module und Packungen
Hybrid- und Elektrofahrzeuge verfügen über einen Hochvolt-Akkumulator, der aus einzelnen Modulen und Zellen besteht, die in Reihe und parallel geschaltet sind. Eine Zelle ist die kleinste Bauform eines Akkus und hat üblicherweise eine Spannung von ein bis sechs Volt. Ein Modul besteht aus mehreren Zellen, die in der Regel in Reihe oder parallel geschaltet sind. Der Akkumulator wird dann durch das Verbinden mehrerer Module, ebenfalls in Reihe oder parallel, zusammengesetzt.
Batterieklassifizierungen
Nicht alle Batterien sind gleich, selbst solche mit derselben chemischen Zusammensetzung. Der Hauptkonflikt bei der Batterieentwicklung liegt im Verhältnis zwischen Leistung und Energie: Batterien können entweder leistungsstark oder energiereich sein, aber nicht beides. Hersteller klassifizieren Batterien häufig anhand dieser Kategorien. Eine weitere gängige Klassifizierung ist „Hohe Lebensdauer“. Hierbei wurde die chemische Zusammensetzung so verändert, dass eine längere Batterielebensdauer auf Kosten von Leistung und Energie erreicht wird.
C- und E-Raten
Bei der Beschreibung von Batterien wird der Entladestrom oft als C-Rate angegeben.
Um die Batteriekapazität zu berücksichtigen, die oft stark variiert, wird die C-Rate angegeben. Sie beschreibt, wie schnell eine Batterie im Verhältnis zu ihrer maximalen Kapazität entladen wird. Eine C-Rate von 1 bedeutet, dass der Entladestrom die gesamte Batterie innerhalb einer Stunde entlädt. Bei einer Batterie mit einer Kapazität von 100 Amperestunden entspricht dies einem Entladestrom von 100 Ampere. Eine C-Rate von 5 entspricht 500 Ampere, eine C/2-Rate 50 Ampere. Analog dazu beschreibt die E-Rate die Entladeleistung. Eine E-Rate von 1 ist die Entladeleistung, die benötigt wird, um die gesamte Batterie innerhalb einer Stunde zu entladen.
Technische Spezifikationen der Batterie
Dieser Abschnitt erläutert die Spezifikationen, die Sie in technischen Datenblättern für Batterien finden können.
Wird zur Beschreibung von Batteriezellen, -modulen und -packs verwendet.
Nennspannung (V)
Die gemeldete oder Referenzspannung der Batterie, die manchmal auch als die “normale” Spannung der Batterie bezeichnet wird.
Abschaltspannung
Die minimal zulässige Spannung. Diese Spannung definiert im Allgemeinen den “leeren” Zustand der Batterie.
Kapazität oder Nennkapazität (Ah für eine bestimmte C-Rate)
Die coulometrische Kapazität, die gesamte verfügbare Amperestundenzahl, wenn die Batterie mit einem bestimmten Entladestrom (angegeben als C-Rate) von 100 Prozent Ladezustand bis zur Abschaltspannung entladen wird.
Die Kapazität wird berechnet, indem der Entladestrom (in Ampere) mit der Spannung multipliziert wird.
Die Entladungszeit (in Stunden) nimmt mit steigender C-Rate ab.
Energie oder Nennenergie (Wh (für eine bestimmte C-Rate))
Die “Energiekapazität” einer Batterie bezeichnet die gesamte verfügbare Wattstundenzahl, wenn die Batterie mit einem bestimmten Entladestrom (der sogenannten C-Rate) von 100 % Ladezustand bis zur Abschaltspannung entladen wird. Die Energie berechnet sich aus der Multiplikation der Entladeleistung (in Watt) mit der Entladezeit (in Stunden). Wie die Kapazität nimmt auch die Energie mit steigender C-Rate ab.
Lebensdauer (Zahl für ein bestimmtes Verteidigungsministerium)
Die Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen, die eine Batterie durchlaufen kann, bevor sie bestimmte Leistungskriterien nicht mehr erfüllt. Die Zyklenlebensdauer wird für bestimmte Lade- und Entladebedingungen geschätzt. Die tatsächliche Lebensdauer der Batterie wird durch die Zyklenrate und -tiefe sowie durch weitere Faktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflusst. Je höher die Entladetiefe (DOD), desto geringer die Zyklenlebensdauer.
Maximaler Dauerentladestrom
Der maximale Entladestrom, mit dem die Batterie kontinuierlich entladen werden kann. Dieser Grenzwert wird üblicherweise vom Batteriehersteller festgelegt, um übermäßige Entladeströme zu verhindern, die die Batterie beschädigen oder ihre Kapazität verringern würden. Zusammen mit der maximalen Dauerleistung des Motors bestimmt er die maximal erreichbare Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs.
(Maximaler) Innenwiderstand
Der Widerstand innerhalb der Batterie ist im Allgemeinen beim Laden und Entladen unterschiedlich.