C-Rate

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Patrick Müller
UX & Performance Marketing bei ChargeHere.

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Die C-Rate ist ein wichtiger Parameter zur Charakterisierung von Batterien, insbesondere im Bereich der Elektromobilität. Sie gibt Aufschluss darüber, wie schnell eine Batterie ge- oder entladen werden kann und ist somit entscheidend für Ladezeiten, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer.
Inhaltsverzeichnis

Was ist die C-Rate?

Definition

Die C-Rate ist ein Maß für den Lade- oder Entladestrom einer Batterie in Relation zu ihrer Kapazität. Sie wird als Vielfaches der Nennkapazität angegeben, die üblicherweise in Amperestunden (Ah) gemessen wird.

Eine C-Rate von 1C bedeutet, dass eine Batterie innerhalb einer Stunde vollständig ge- oder entladen werden kann. Bei einer Batterie mit einer Kapazität von 100 Ah entspricht dies einem Strom von 100 A.

Wie wird die C-Rate berechnet?

Die C-Rate lässt sich mit folgender Formel berechnen:

C-Rate = Lade-/Entladestrom (A) / Nennkapazität (Ah)

Beispiel: Eine Batterie mit 2000 mAh Kapazität, die mit 1000 mA geladen wird, hat eine Laderate von 0,5C.

Umgekehrt lässt sich aus der C-Rate und Kapazität der entsprechende Strom berechnen:

Strom (A) = C-Rate * Nennkapazität (Ah)

Beispiel: Bei einer C-Rate von 0,5C und einer Nennkapazität von 2000 mAh (2 Ah) beträgt der entsprechende Strom 1 Ampere.

Welche C-Raten sind üblich?

Typische C-Raten reichen von 0,1C für langsames Laden bis hin zu 5C oder mehr für Schnellladung. Höhere C-Raten ermöglichen kürzere Ladezeiten, belasten die Batterie aber auch stärker.

Einige Beispiele für gängige C-Raten und die zugehörigen Lade-/Entladezeiten:

C-Rate Zeit
5C
12 min
2C
30 min
1C
1 h
0,5C
2 h
0,2C
5 h
0,1C
10 h

Wie beeinflusst die C-Rate die Batterieperformance?

Hohe C-Raten ermöglichen zwar schnelles Laden und hohe Leistungsabgabe, gehen aber zu Lasten der nutzbaren Kapazität und Lebensdauer. Bei hohen Strömen treten vermehrt Verluste in Form von Wärme auf. Niedrige C-Raten schonen hingegen die Batterie und ermöglichen eine höhere Energieausbeute. Hersteller geben daher oft verschiedene Kapazitäten in Abhängigkeit von der C-Rate an, z.B. „C3 9Ah, C5 10Ah, C20 12Ah“.

Welche Rolle spielt die C-Rate in der Elektromobilität?

In Elektrofahrzeugen kommen meist Lithium-Ionen-Batterien zum Einsatz, die C-Raten von 1C bis 3C beim Entladen und bis zu 1C beim Laden verkraften. Höhere Laderaten von 2C bis 5C ermöglichen zwar Schnellladen in 10-30 min, erfordern aber spezielle Zellchemien und gehen mit erhöhter Alterung einher. Für die Auslegung der Ladeinfrastruktur ist die C-Rate ein wichtiger Parameter. Ladesäulen und Netzanschlüsse müssen ausreichend dimensioniert sein, um die gewünschten Ladezeiten zu ermöglichen.

Wie sieht die Zukunft aus?

Aktuelle Forschung und Entwicklung zielt darauf ab, Batterien mit immer höheren C-Raten zu realisieren, um die Ladezeiten weiter zu verkürzen. Neue Zellchemien, optimierte Elektrodenstrukturen und verbesserte Kühlkonzepte sollen C-Raten von 5C und mehr ermöglichen, ohne die Lebensdauer zu beeinträchtigen. Gleichzeitig wird an intelligenten Ladestrategien gearbeitet, die die C-Rate dynamisch an den Batteriezustand und die verfügbare Ladeinfrastruktur anpassen. So soll die Batteriealterung minimiert und die Netzintegration optimiert werden.

Fazit

Die C-Rate ist ein Schlüsselparameter für die Performance und Lebensdauer von Batterien. In der Elektromobilität bestimmt sie maßgeblich Ladezeiten, Reichweite und Infrastrukturanforderungen. Das Verständnis und die Optimierung der C-Rate sind entscheidend, um die Entwicklung leistungsfähiger, langlebiger und schnellladefähiger Batterien voranzutreiben.

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