Erinnerungen an die Dimensionierung einer Batterie*

Leistung und Energie

In der Elektrizität sind Leistung und Energie zwei eng miteinander verbundene Begriffe:

\(P=U×I\)

\(E(Wh)=V×Ah\)

P : Momentanleistung (in Watt, W)
U oder V : Spannung (in Volt, V)
I : Strom (in Ampere, A)
E : Energie (in Wattstunden, Wh)
Ah : elektrische Kapazität der Batterie

Nutzbare Kapazität einer Batterie

Man dimensioniert eine Batterie niemals auf 100 % ihrer Nennkapazität, da dies ihre Lebensdauer stark verkürzen würde.

Man muss die zulässige Entladetiefe (DoD) berücksichtigen, das heißt den Anteil der Kapazität, der tatsächlich nutzbar ist, ohne die Zellen zu beschädigen.

Für eine LFP-Batterie (LiFePO₄) : man betrachtet in der Regel 80 bis 90 % der Nennkapazität als nutzbar.
Man wendet dann eine zusätzliche Marge (~20 %) an, um die tatsächlichen Nutzungsbedingungen (Temperatur, Neigung, momentane Überlastungen usw.) auszugleichen.

\(Nutzkapazität = Nennkapazität × (0,80 \text{ bis } 0,90)\)

Beispielrechnung

Bedarf:

Ein Werkzeug mit 1,2 kW läuft 2 Stunden bei 48 V.

1.Berechnung der benötigten Nutzenergie:

\(E_{nutzbar} =\frac{2×1,2}{0,80} = 3 kWh\)

2. Hinzufügen der Sicherheitsmarge (20 %):

\(E_{gesamt} = \frac{3}{0,80} = 3,75 kWh\)

3. Auswahl eines geeigneten Batteriepakets:

Ein Modul LFP 51,2 V – 75 Ah ist perfekt geeignet:

\(51,2×75=3840Wh=3,84kWh\)

Dieses Paket deckt den Bedarf unter Einbeziehung der Sicherheitsmarge.

Gute Praktiken

Immer eine leicht höhere Kapazität als den geschätzten Bedarf vorsehen, um Temperaturänderungen, Stromspitzen oder den natürlichen Verschleiß der Batterie zu berücksichtigen.
Überprüfen Sie, ob der nominelle Entladestrom des Pakets mit der geforderten Leistung kompatibel ist.
Passen Sie die Anzahl der Zellen in Serie/Parallel an, um die gewünschte Spannung und Kapazität zu erreichen.

*: Die in diesem Artikel präsentierten technischen Informationen dienen nur zur Orientierung. 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.