Die Lade- und Entladerate einer Batterie wird durch ihre C-Bewertung bestimmt. Diese Bewertung misst die Strommenge, die eine Batterie beim Laden und Entladen zieht. Normalerweise haben Batterien eine Bewertung von 1C, was bedeutet, dass eine vollständig geladene 10-Ah-Batterie in einer Stunde 10 Ampere Strom liefern kann. Bei einer Entladung mit einer Rate von 0.5C liefert dieselbe 10-Ah-Batterie in zwei Stunden 5 Ampere Strom; bei einer Entladung mit einer Rate von 2C liefert sie in 20 Minuten 30 Ampere Strom. Es ist wichtig, die C-Bewertung einer Batterie zu verstehen, da Lade- und Entladeströme die Verfügbarkeit der gespeicherten Energie beeinflussen.
Batterie C-Rate Diagramm
Die folgende Tabelle zeigt die C-Raten verschiedener Batterien und ihre entsprechenden Nutzungsdauern. Es ist wichtig zu beachten, dass beim Entladen bei unterschiedlichen C-Raten theoretisch dieselbe Energiemenge verbraucht werden sollte, tatsächlich jedoch interne Energie verloren gehen kann. Bei höheren C-Raten kann ein Teil der Energie in Wärme umgewandelt werden, wodurch die Kapazität um 5 % oder mehr reduziert wird.
Hersteller stellen Alkali- und Bleibatterien normalerweise auf eine niedrigere Entladerate von 0.05 C oder 20 Stunden Entladung ein, um eine einigermaßen genaue Kapazitätsanzeige zu erhalten. Selbst bei dieser langsamen Entladerate haben Bleibatterien Schwierigkeiten, 100 % Kapazität zu erreichen, da diese Batterien normalerweise überdimensioniert sind. Bei einer Entladung mit einer höheren C-Rate als angegeben bietet der Hersteller eine Kapazitätskompensation an, um den Unterschied auszugleichen.
Berechnung des C-Ratings einer Batterie
Die C-Bewertung einer Batterie wird durch die Lade- oder Entladezeit bestimmt. Eine Änderung der C-Rate wirkt sich auf die für diese Prozesse erforderliche Zeit aus. Die Lade- oder Entladezeit der C-Rate variiert mit der Bewertung: 1C entspricht 60 Minuten, 0.5C entspricht 120 Minuten und 2C entspricht 30 Minuten.
Formel:
- t= Zeit
- Cr = C-Rate
- t = 1 / Cr (Stunde)
- t = 60 Minuten / Cr (Protokoll)
Ejemplo:
- 0.5C-Multiplikator Beispiel:
- 2300mAh Batterie
- 2300 mAh / 1000 = 2.3 Ah
- 0.5C x 2.3Ah = 1.15 Ampere verfügbar
- 1 / 0.5 °C = 2 Stunden
- 60 / 0.5 °C = 120 Minuten
- 2C-Tarifbeispiel:
- 2300mAh Batterie
- 2300 mAh / 1000 = 2.3 Ah
- 2C x 2.3 Ah = 4.6 Ampere verfügbar
- 1 / 2 °C = 0.5 Stunden
- 60 / 2 °C = 30 Minuten
- 30C-Tarifbeispiel:
- 2300mAh Batterie
- 2300 mAh / 1000 = 2.3 Ah
- 30C x 2.3Ah = 69 Ampere verfügbar
- 60 / 30 °C = 2 Minuten
Ausgabeformel:
- Er= Nennenergie (Ah)
- Cr = C-Rate
- I= Lade- oder Entladestrom (Ampere)
- * Ich = Cr*Er
- Cr = I / Er
Ermitteln der C-Bewertung einer Batterie
Kleinere Batterien sind normalerweise mit einer 1C- oder 1-Stunden-Entladerate gekennzeichnet. Wenn eine Batterie beispielsweise mit einer 1-Stunden-Entladerate von 3000 mAh gekennzeichnet ist, beträgt die 1C-Entladerate 3000 mAh. Die C-Entladerate ist normalerweise auf dem Etikett oder dem Datenblatt der Batterie angegeben. Unterschiedliche chemische Zusammensetzungen haben unterschiedliche C-Raten. Beispielsweise haben Bleibatterien normalerweise niedrigere Entladeraten, wie 0.05 C oder 20-Stunden-Raten. Die chemische Zusammensetzung und das Design der Batterie bestimmen ihre maximale C-Rate. Lithiumbatterien können höhere C-Entladeraten aushalten als chemische Zusammensetzungen wie Alkalibatterien. Wenden Sie sich an den Hersteller, wenn die C-Rate nicht auf dem Etikett oder dem Datenblatt angegeben ist.
Anwendungen, die hohe C-Raten erfordern
Viele moderne Anwendungen erfordern Batterien mit hoher C-Rate, darunter Industrie- und Verbrauchergeräte wie RC-Modelle, Drohnen, Roboter und Autostarter. Diese Anwendungen müssen in kurzer Zeit einen starken Energieschub liefern.
Keheng-Starterstromversorgungen erfordern typischerweise Entladeraten von bis zu 80 C. In der RC-Industrie sind Hochentladebatterien mit Entladeraten von bis zu 50 C erhältlich. Einige Batterien auf dem Markt behaupten, höhere C-Raten zu haben, basierend auf einer maximalen Impulsentladerate, die erfordert, dass die Batterie innerhalb weniger Sekunden vollständig entladen wird. Die meisten Anwendungen erfordern jedoch keine so hohen C-Raten.
Wenn Sie Hilfe bei der Auswahl der richtigen Batterie für Ihre Anwendung benötigen, wenden Sie sich bitte an einen Anwendungstechniker von Keheng, um fachkundigen Rat zu erhalten.