Eine wiederaufladbare Batterie ist eine Stromquelle, die wiederverwendbar ist und durch reversible interne chemische Prozesse funktioniert. Batterien werden für die autonome Stromversorgung einer Vielzahl von Geräten verwendet. Bei der Auswahl einer Batterie für Ihr Auto, andere Geräte oder Elektronikgeräte sollten Sie in erster Linie auf die Batteriekapazität achten, die ein wichtiger Parameter des Geräts ist. Es ist wichtig, sie nicht mit Ladung oder Kapazität zu verwechseln.
Was ist die Batteriekapazität und wie wird sie gemessen?
Die in Amperestunden (Ah) ausgedrückte Batteriekapazität gibt an, wie lange eine Batterie mit einer einzigen Ladung autonomen Strom für angeschlossene Geräte liefern kann. Für kleine Batterien, die elektronische Geräte versorgen, wird eine andere Einheit für die Kapazität verwendet - mAh (Milliamperestunde). Mit anderen Worten, die Batteriekapazität ist die maximale Energiemenge, die sie in einem vollständigen Ladezyklus speichern kann.
Die Kapazität einer Batterie ist das Maß für ihr Potenzial, aber nicht für ihre Ladung. Man könnte einen Vergleich mit einer Wasserflasche anstellen - ob sie mit Flüssigkeit gefüllt ist oder nicht, ihr Volumen ändert sich nicht. In diesem Fall ist es richtig, die Kapazität mit dem Volumen zu vergleichen: Sie ändert sich nicht, unabhängig davon, ob der Akku voll geladen oder entladen ist. In den meisten Fällen ist diese Zahl auf der Batterie aufgedruckt, z. B. auf dem Aufkleber einer Autobatterie, neben dem Anlaufstrom.
Ein Beispiel: Eine 60-Ah-Autobatterie sagt aus, dass sie eine Stunde lang mit einer Last von 60 Ampere und einer Nennspannung von 12,7 Volt (die klassische Spannung der meisten Autobatterien) betrieben werden kann.
Wenn Sie eine autonome Stromquelle für ein bestimmtes Gerät benötigen, wie berechnen Sie dann selbst die genaue, für die Aufgabe geeignete Batteriekapazität? Dazu müssen Sie ein paar Variablen kennen:
- die kritische Last, gemessen in Watt (bezeichnet mit P);
- die Zeit, in der die Batterie das elektrische Gerät mit Strom versorgen soll (t);
- die Spannung der einzelnen Batterien (V, gemessen in Volt)
- Auslastungsfaktor der Batteriekapazität: 1 für 100 % Auslastung, 0,5 für 50 %, usw. (bezeichnet mit k).
Der Buchstabe Q gibt die erforderliche Kapazität an. Um ihn zu berechnen, verwenden Sie die Formel:
Q = (P-t) / V-k
Beispiel: Mit einer Standard-12-V-Batterie, einer erforderlichen Kapazität von 5 Stunden, einer kritischen Last von 500 W und einer maximalen Batterieentladung von 80 %
Q= (500-5) / (12-0,8) = 260,4 Ah
Dies ist die minimale Batteriekapazität für die jeweilige Aufgabe und auch die Gesamtkapazität der 12-Volt-Batterien. In jedem Fall ist es aber besser, eine Stromquelle mit einer kleinen Kapazitätsreserve zu kaufen, z. B. 20 % mehr. Dann ist es unwahrscheinlicher, dass sie sich auf Null entlädt, und die Batterie lebt" länger.
Wir haben herausgefunden, was die Batteriekapazität ist und wie man sie berechnet, aber manchmal kann das Etikett auf der Batterie lügen oder fehlen. Oder Sie müssen das Datenblatt mit dem realen Bild vergleichen. Wie misst man in einem solchen Fall die Kapazität einer Batterie? Idealerweise sollten Sie ein Probeentladungsverfahren durchführen. Die Idee ist einfach: Laden Sie die Batterie mit einem Ladegerät mit geeigneten Spezifikationen zu 100 % auf und entladen Sie sie dann mit konstantem Strom vollständig, wobei die Entladezeit gemessen wird. Dann wird die Formel verwendet:
Q = I-T
wobei I der konstante Entladestrom, gemessen in Ampere, und T die Entladedauer in Stunden ist. Misst man beispielsweise die Kapazität einer voll geladenen Batterie, die 22,5 Stunden lang mit einem konstanten Strom von 3,6 A betrieben wurde, so ergibt sich ein Wert von 81 Ah. Das bedeutet aber nicht, dass derselbe Akku bei 36 A länger als 2 Stunden läuft: Mehr Strom führt zu kürzeren Entladezeiten. Sie wird auch von anderen Faktoren, wie der Temperatur des Elektrolyten, beeinflusst.
Es ist wichtig zu beachten, dass am Ende des Entladezyklus die Mindestspannung an den Klemmen nicht unter die Entladeschlussspannung (oft 10,8 Volt) fallen darf. Dies ist der vom Hersteller festgelegte Mindestwert - sobald dieser Wert erreicht ist, muss die Batterie abgeklemmt werden. Wenn der Akku häufig unter diesen Wert entladen wird, kann er beschädigt werden.
Im Laufe der Zeit sinkt die Kapazität des Akkus aufgrund der bevorstehenden Degradation ohnehin. Wenn sich nach der Messung herausstellt, dass die Kapazität 70-80% unter der Nennkapazität liegt, ist es an der Zeit, die Batterie zu ersetzen.
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