Technischer Leitfaden für Blei-Säure-Batterien: 4 Schlüsselparameter für optimale Leistung

Einführung

Das Verständnis der wichtigsten technischen Parameter ist bei der Auswahl von entscheidender BedeutungBlei-Säure-Batterien(insbesondere Gel- oder Blei-Kohle-Typen). Dieser Leitfaden enthält Angaben zu Nennspannung, maximalen Lade-/Entladeströmen, Entladetiefe (DOD), Zyklenlebensdauer und Leistungsberechnungen, um Ihnen bei der Optimierung der Batterielebensdauer und des Systemdesigns zu helfen.

1. Nennspannung

Die Batteriespannung ist im Leerlauf höher und sinkt unter Last.

Eine plötzliche Entladung mit großem Strom führt zu einem sofortigen Spannungsabfall.

Nur unter Leerlaufbedingungen besteht eine annähernd lineare Beziehung zwischen Spannung und Ladezustand (SOC).

Nachfolgend sind die Referenzwerte für die Batteriespannung und die verbleibende Kapazität der Batterie aufgeführt:

2. Maximale Lade-/Entladeströme

? Aktuelle Berechnungen (C-Rate):

C = Batteriekapazität (Ah).

Beispiel: Kapazität C = 100 Ah, 0,15 C = 0,15 × 100 = 15 A.

⚡ Spezifische Batteriegrenzen:

Batterietyp Max. Ladestrom Max. Entladestrom

Gel-Blei-Säure 0,15 C ~ 3I₁₀ (z. B. 3 × 25 A = 75 A für C₁₀ = 250 Ah)

Blei-Kohlenstoff 0,25C₁₀* 30I₁₀*

* Beispiel:

Laden: 0,25C₁₀ = 0,25 × 250Ah = 62,5A

Entladung: 30I₁₀, wobei I₁₀ = C₁₀/10 = 25A → 30 × 25A = 750A

⚠️ Systemdesignregeln (Originalberechnungen):

Ladestrom (Bauteilabhängig):

*5-kW-System + 48-V-Batterie* → Max. Ladestrom ≈ 100 A

Normale Blei-Säure-Batterie (0,1 C): Min. Kapazität = 1000 Ah

Blei-Kohle (0,25C): Min. Kapazität = 400 Ah

Entladestrom (lastabhängig):

*10 kW Last + 48 V Batterie* → Max. Entladestrom = 200 A

Blei-Kohlenstoff Batterie(30I₁₀): Min. Kapazität = >80Ah

Gel-Batterie(3I₁₀): Min. Kapazität = 800Ah

3. Entladetiefe (DOD) und Zykluslebensdauer:

Flacher Zyklus: 10–30 % DOD

Mittlerer Zyklus: 40–70 % DOD

Tiefentladung: 80–90 % DOD

⏳ Daten zur Zykluslebensdauer:

Batterietyp Lebensdauer

Traditionell stationär 500–600 Zyklen

Starterbatterie 300-500 Zyklen

VRLA-Batterie 1000-1200 Zyklen

Blei-Kohlenstoff-Beispiel:

DOD-Zykluslebensdauer Lebensdauer

50% 4.880 psssst, 12 Jahre

70 % 3.760 pssst, 10 Jahre

100 % 998 <3 Jahre

? Wichtige Erkenntnis: Optimaler DOD = 60-70 %

4. Berechnung der Batterieleistung

Theoretische Leistung = Spannung × Kapazität

Beispiel: 12V 250Ah → 12 × 250 = 3.000Wh (3kWh)

Tatsächlich nutzbare Leistung = Theoretische Leistung × DOD

Beispiel: 70 % DOD → 3.000 Wh × 0,7 = 2.100 Wh (2,1 kWh)

Zusammenfassung der unveränderten Datenpunkte:

Alle C-Rate-Berechnungen (0,15 C, 0,25 C₁₀, 30 I₁₀)

Beispiele für Systemdesign (5 kW/48 V = 100 A, 10 kW/48 V = 200 A)

Kapazitätsanforderungen (1000 Ah, 400 Ah, 800 Ah)

Zyklenlebensdauer (4.880 / 3.760 / 998)

Leistungsberechnungen (3 kWh theoretisch → 2,1 kWh nutzbar)

Blei-Kohle-Batterien bieten überlegene Leistung bei hohen Stromstärken (0,25 C Laden, 30 I₁₀ Entladen) und eine längere Lebensdauer bei partieller Entladung. Bei Systemen mit Platz-/Gewichtsbeschränkungen oder dynamischer Belastung bieten sie gegenüber Gelbatterien eine Kapazitätsreduzierung von 40–60 %. Passen Sie die Entladungstiefe stets an Ihre Anforderungen an die Lebensdauer an, um den ROI zu maximieren.