Batterien*

Für landwirtschaftliche Betriebe und Werkstätten. Ziel: Die Lithium-Packs 48–51,2 V (2 bis 15 kWh) entmystifizieren und konkrete Anhaltspunkte für die Dimensionierung, Installation, Wartung und sichere Diagnose geben.

1) 12 V Blei vs 48–51,2 V Lithium (LFP/NMC)

12 V Blei (Start): historisch, kostengünstig, schwer, begrenzte Zyklen, empfindlich gegenüber tiefen Entladungen, Wartung (flüssiges Blei). Geeignet für den Start von Verbrennungsmotoren, weniger für längere Traktions-/Elektrowerkzeuganwendungen.
48–51,2 V Lithium (Traktion/Werkzeug): kompakteres/leichteres Pack, höherer Wirkungsgrad, deutlich bessere Zyklenfestigkeit, bessere Dauerleistung. Erfordert ein BMS und eine sorgfältige Installation.

Größenordnungen (je nach Produkt):

Masse pro kWh: Blei ≈ 25–35 kg/kWh; LFP ≈ 10–15 kg/kWh.
Nutzbare Zyklen: Blei ≈ 300–600 (bei 50 % DoD); LFP ≈ 2000–4000 (bei 80 % DoD).
Empfohlene DoD: Blei ≈ 50 %; LFP 70–90 % (siehe Spezifikationen).

2) Nützliche Lithium-Chemien: LFP vs NMC

LFP (LiFePO4): sehr gute thermische Stabilität, lange Lebensdauer, Zellenspannung ≈ 3,2 V → 16s ≈ 51,2 V nominal (≈ 58,4 V max). Ideal für den Einsatz im Gelände und Sicherheit.
NMC: höhere Energiedichte (leichteres Pack bei gleichem kWh), Zellenspannung ≈ 3,6–3,7 V → 13s ≈ 48,1 V nominal (≈ 54,6 V max). Erfordert eine strenge Integration.

Schnelle Wahl: LFP für Robustheit/Sicherheit/Zyklen priorisieren; NMC wählen, wenn Kompaktheit im Vordergrund steht und die thermische/elektronische Integration beherrscht wird.

3) Reale Spannung, SoC, SoH

„48 V“ = Pack ≈ 51,2 V (LFP 16s) oder ≈ 48,1 V (NMC 13s) nominal; die Spannung variiert mit SoC, Strom, Temperatur, Alterung (SoH).
SoC (State of Charge): vom BMS geschätzter Ladezustand (Spannung + Coulomb-Zählung). Im Leerlauf ist die Spannungs/SoC-Kurve indikativ; unter Last sinkt die Spannung.
SoH (State of Health): Gesundheitszustand (verbleibende Kapazität vs. nominal, Innenwiderstand). Nimmt mit dem Alter, tiefen Zyklen und Hitze ab.

3bis) BMS — Rolle, Grenzen, Grundkonfiguration

Hauptaufgabe: den Pack schützen und ausgleichen; Spannung/Strom/Temperatur überwachen; bei Gefahr abschalten; SoC/SoH schätzen; Fehler protokollieren.
Wichtige Schutzmaßnahmen: Überspannung der Zelle/des Packs beim Laden, Unterspannung beim Entladen, Überstrom (kontinuierlich/Spitze), Über-/Untertemperatur (Laden/Entladen), Kurzschluss.
Équilibrage: passif (dissipation) le plus courant; actif sur packs avancés. Vise à homogénéiser les tensions de cellules pour préserver la capacité utile et la sécurité.
Typische Konfiguration (an die Spezifikationen anpassen): max. Packspannung je nach Chemie (z.B. LFP 16s ≈ 58,4 V), Unterspannungsschwellen (auf Abschaltpegel achten), kontinuierlicher/spitzen Strom, Auslöseverzögerungen, Temperaturbereiche.
Grenzen: das BMS kompensiert keine schlechte Dimensionierung (unzureichender Strom oder kWh), keine fehlerhafte Verkabelung und keine schlechte Wärmeableitung.
Gute Praktiken: ein BMS-Ereignisprotokoll führen, Werkseinstellungen notieren, Änderungen ohne Grund vermeiden; nach Eingriff Protokolle und Ausgleich überprüfen.

4) Schnell dimensionieren (2 bis 15 kWh)

Erinnerungen: Wh = V × Ah; Autonomie (h) ≈ Nutzbare Energie (kWh) / Durchschnittsleistung (kW).
Nutzbare Energie ≈ Nennenergie × DoD × η.

Beispiel: 1,2 kW im Durchschnitt für 2 h, η ≈ 0,85, DoD 80 %.

Nutzbare Energie ≈ 1,2 × 2 / 0,85 ≈ 2,82 kWh; E_nominale ≈ 2,82 / 0,8 ≈ 3,5 kWh.
Ein LFP-Pack 51,2 V – 70 Ah ≈ 3,6 kWh ist stimmig (oder 100 Ah für mehr Spielraum).
Durchschnittsstrom ≈ 1200 / 51,2 ≈ 23 A; kontinuierlichen/Spitzenstrom des BMS überprüfen (Marge ≥ 1,25×).

Ratschläge: Spielraum für Kälte einplanen (−20 % Kapazität möglich), weiche Böden, Steigungen, Startspitzen; Sicherung, Trennschalter und Kabel nach Strom und Länge dimensionieren.

5) Installation und Wartung (Werkstatt/Bauernhof)

Befestigung: fester Halt, Vibrationsdämpfung; geeigneter IP-Schutz (Staub/Schlamm/Wasser).
Verkabelung: kurz, geschützt, passende Querschnitte; Kabelbinder; Kabeldurchführungen; Hülle.
Verbindungen: vom Hersteller vorgegebene Anzugsmomente; Kontrolle nach 50 h, dann regelmäßig.
Schutzmaßnahmen: DC-Sicherung nahe am +, zugänglicher Trennschalter; Polaritäten klar gekennzeichnet.
Laden: Ladegerät kompatibel mit Chemie/Spannung; Laden unter < 0 °C vermeiden (außer mit spezieller Vorwärmung).
Langzeitlagerung: 40–60 % SoC, trockener Ort 10–25 °C; vierteljährliche Kontrolle.

6) Grunddiagnose (ohne den Pack zu öffnen)

Werkzeuge: Multimeter (Packspannung), DC-Stromzange, BMS-Schnittstelle (falls vorhanden).

Im Leerlauf: Spannung messen und mit den Nennbereichen vergleichen (z.B. LFP 16s ~ 51,2 V; max ~ 58,4 V; typischer unterer Schwellenwert ~ 44–46 V je nach BMS).
Unter Last: Spannungsabfall und Strom notieren; ein übermäßiger Abfall kann auf hohen Innenwiderstand oder lose Verbindung hinweisen.
BMS: SoC, Fehlercodes, Temperaturen ablesen; häufige Auslösungen = Hinweis auf schlechte Konfiguration oder Überbeanspruchung.
Temperatur/Hotspots: IR-Kontrolle an Klemmen/Verbindungen.

Häufige Anzeichen:

Abnehmende Autonomie: Kälte, Alterung (SoH), höherer Verbrauch, SoC-Kalibrierung erforderlich.
Unterbrechungen: Überstrom, Unterspannung (Pack zu stark entladen), Temperatur außerhalb des Bereichs.
Instabile Spannung: lose Klemme, unterdimensioniertes Kabel, Wackelkontakt.

7) Sicherheit und Recycling

Niedrige Spannung ≤ 60 V, aber hohe Energie: erhebliche Risiken von Lichtbogen/Kurzschluss. Isoliertes Werkzeug, keine losen Metallgegenstände, PSA.
Brand/Explosion: wahrscheinlicher bei Überstrom, Kurzschluss, Laden außerhalb des Bereichs, Stoß/Perforation, Montagefehler. Vorsehen: geeignete DC-Sicherung, Trennschalter, kalibrierte Kabel; Funkenquellen vermeiden; Entlade-/Belüftungsöffnungen der Packs nicht abdecken.
Elektrolytleck/ungewöhnlicher Geruch: Bereich isolieren, belüften, Haut-/Augenkontakt vermeiden; Handschuhe/Brille; mit geeignetem Absorptionsmittel eindämmen; nicht in den Abfluss werfen; spezialisierte Entsorgung kontaktieren.
Vor Eingriff immer trennen und sichern; Anzugsmomente einhalten.
Transport/Befestigung gemäß Vorschriften; Stöße/Perforationen vermeiden.
Recycling: zugelassene Kanäle; LFP (weniger kritische Materialien), NMC (strategische Metalle). Am Lebensende (SoH ≤ 70–80 %) dokumentierte stationäre Wiederverwendung in Betracht ziehen.

Schnell-Checkliste

Dimensionierung validiert (Wh, I_cont, I_pic, DoD, η, Kältereserve)
DC-Schutzmaßnahmen installiert (Sicherung, Trennschalter), Polaritäten und Anzugsmomente identifiziert
Kurze Kabel und passende Querschnitte; Nachkontrolle der Anzugsmomente geplant
Geeignetes Ladegerät; Lagerungs-/Laderegeln bei Kälte bekannt

Für weitere Informationen:

*: Die in diesem Artikel präsentierten technischen Informationen sind unverbindlich. Sie ersetzen nicht die offiziellen Anleitungen der Hersteller. Vor jeder Installation, Handhabung oder Nutzung konsultieren Sie bitte die Produktdokumentation und beachten Sie die Sicherheitsanweisungen. Die Website Torque.works kann nicht für eine unsachgemäße Verwendung oder eine falsche Interpretation der bereitgestellten Informationen verantwortlich gemacht werden.