Batterien sind von grundlegender Bedeutung für den Betrieb einer Vielzahl moderner Geräte, von Smartphones bis hin zu Elektrofahrzeugen. Ein wesentlicher Aspekt der Batterieleistung ist die C-Kennzahl, die die Lade- und Entladeraten angibt. In diesem Leitfaden wird erklärt, was die C-Kennzahl einer Batterie ist, welche Bedeutung sie hat, wie man sie berechnet und welche Anwendungen es gibt.
Was ist ein Batterie-C-Rating?
Die C-Kennzahl einer Batterie ist ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der sie im Verhältnis zu ihrer Kapazität geladen oder entladen werden kann. Die Kapazität einer Batterie wird in der Regel mit einer Rate von 1C angegeben. Eine vollständig geladene 10-Ah-Batterie (Amperestunden) kann beispielsweise bei einer Rate von 1C eine Stunde lang einen Strom von 10 Ampere liefern. Wird dieselbe Batterie mit 0,5C entladen, liefert sie 5 Ampere über zwei Stunden. Umgekehrt liefert sie bei einer Rate von 2C 20 Ampere für 30 Minuten. Die Kenntnis der C-Kennzahl hilft bei der Beurteilung, wie schnell eine Batterie Energie liefern kann, ohne dass ihre Leistung nachlässt.
Akku C Rate Chart
Das nachstehende Diagramm veranschaulicht verschiedene C-Werte und die entsprechenden Betriebszeiten. Obwohl theoretische Berechnungen darauf hindeuten, dass die Energieleistung bei verschiedenen C-Raten konstant bleiben sollte, kommt es in der Praxis häufig zu internen Energieverlusten. Bei höheren C-Raten geht ein Teil der Energie als Wärme verloren, was die effektive Kapazität der Batterie um 5% oder mehr verringern kann.
Akku C Rate Chart
| C-Rating | Servicezeit (Zeit) |
|---|---|
| 30C | 2 Min. |
| 20C | 3 Min. |
| 10C | 6 Minuten |
| 5C | 12 Minuten |
| 2C | 30 Min. |
| 1C | 1 Stunde |
| 0,5C oder C / 2 | 2 Stunden |
| 0,2C oder C / 5 | 5 Stunden |
| 0,1C oder C / 10 | 10 Stunden |
Wie berechnet man den C-Wert einer Batterie?
Der C-Wert einer Batterie wird durch die Zeit bestimmt, die sie zum Laden oder Entladen benötigt. Durch die Anpassung der C-Rate wird die Lade- oder Entladezeit der Batterie entsprechend beeinflusst. Die Formel zur Berechnung der Zeit (t) ist ganz einfach:
- Für die Zeit in Stunden: t = 1 / Cr (zur Ansicht in Stunden)
- Für die Zeit in Minuten: t = 60 / Cr (zur Anzeige in Minuten)
Berechnungsbeispiele:
- 0,5C Rate Beispiel: Für einen 2300-mAh-Akku wird der verfügbare Strom wie folgt berechnet:
- Kapazität: 2300mAh/1000 = 2,3Ah
- Stromstärke: 0,5C x 2,3Ah = 1,15A
- Zeit: 1 / 0,5C = 2 Stunden
- 1C Rate Beispiel: Gleiches gilt für einen 2300-mAh-Akku:
- Kapazität: 2300mAh/1000 = 2,3Ah
- Stromstärke: 1C x 2,3Ah = 2,3A
- Zeit: 1 / 1C = 1 Stunde
- 2C Rate Beispiel: Gleiches gilt für einen 2300-mAh-Akku:
- Kapazität: 2300mAh/1000 = 2,3Ah
- Stromstärke: 2C x 2,3Ah = 4,6A
- Zeit: 1 / 2C = 0,5 Stunden
- 30C Rate Beispiel: Für einen 2300mAh-Akku:
- Kapazität: 2300mAh/1000 = 2,3Ah
- Stromstärke: 30C x 2,3Ah = 69A
- Zeit: 60 / 30C = 2 Minuten
Wie man den C-Wert einer Batterie ermittelt
Der C-Wert einer Batterie ist in der Regel auf ihrem Etikett oder Datenblatt angegeben. Kleinere Batterien haben oft einen Wert von 1C, der auch als Ein-Stunden-Wert bekannt ist. Unterschiedliche chemische Zusammensetzung und Bauweise führen zu unterschiedlichen C-Werten. Lithiumbatterien beispielsweise vertragen in der Regel höhere Entladungsraten als Bleisäure- oder Alkalibatterien. Wenn die C-Kennzahl nicht ohne weiteres verfügbar ist, empfiehlt es sich, den Hersteller zu befragen oder die ausführliche Produktdokumentation zu Rate zu ziehen.
Anwendungen, die hohe C-Raten erfordern
Batterien mit hoher C-Rate sind entscheidend für Anwendungen, die eine schnelle Energielieferung erfordern. Dazu gehören:
- RC-Modelle: Hohe Entladungsraten sorgen für den nötigen Energieschub für schnelle Beschleunigung und Manövrierfähigkeit.
- Drohnen: Effiziente Energieschübe ermöglichen längere Flugzeiten und bessere Leistung.
- Robotik: Hohe C-Raten unterstützen den dynamischen Energiebedarf von Roboterbewegungen und -operationen.
- Starthilfe für Fahrzeuge: Diese Geräte benötigen einen erheblichen Energieschub, um Motoren schnell zu starten.
Bei diesen Anwendungen gewährleistet die Auswahl einer Batterie mit einem geeigneten C-Wert eine zuverlässige und optimale Leistung.
Wenn Sie Hilfe bei der Auswahl der richtigen Batterie für Ihre Anwendung benötigen, wenden Sie sich bitte an einen der Kamada Strom Anwendungsingenieure.
