Spannung und Batterieentladung
Warum sprechen wir immer von 12-Volt- oder 24-Volt-Batterien, obwohl diese nie genau 12V oder 24V liefern?
Das liegt daran, dass jede Batterie im vollgeladenen Zustand eine etwas höhere Spannung liefert – und im fast leeren Zustand entsprechend weniger. Wenn wir also von einer 12V-, 24V- oder 36V-Batterie sprechen, meinen wir die Spannungsebene der Geräte, die damit betrieben werden können.
Eine vollständig geladene 12V-Bleibatterie liefert beispielsweise rund 12,7V. Bei einem Restladestand von 20 % sind es nur noch ca. 11,6V. Eine vollgeladene Lithiumbatterie erreicht 13,6V, bei 20 % Restladung liegt sie bei etwa 12,9V.
Die folgende Tabelle zeigt exemplarisch die Spannung bei verschiedenen Ladezuständen für eine Bleibatterie, eine normale Lithiumbatterie, eine Lithiumbatterie der AV-Serie sowie eine LiFePO4-Batterie (EDGE oder PRO). Je nach eingesetzter Batterietechnologie kann die tatsächliche Entladekurve leicht abweichen.
| Kapazität in % | Bleibatterie | Lithiumbatterie | AV-Lithiumbatterie | LiFePO₄ (EDGE/PRO) |
|---|---|---|---|---|
| 100% | 12,70 V | 13,60 V | 12,60 V | 14,60 V |
| 90% | 12,50 V | 13,32 V | 12,10 V | 13,40 V |
| 80% | 12,42 V | 13,28 V | 11,60 V | 13,28 V |
| 70% | 12,32 V | 13,20 V | 11,35 V | 13,20 V |
| 60% | 12,20 V | 13,16 V | 11,10 V | 13,08 V |
| 50% | 12,06 V | 13,13 V | 10,80 V | 13,04 V |
| 40% | 11,90 V | 13,10 V | 10,70 V | 13,00 V |
| 30% | 11,75 V | 13,00 V | 10,60 V | 12,88 V |
| 20% | 11,58 V | 12,90 V | 10,45 V | 12,80 V |
| 10% | 11,31 V | 12,00 V | 10,25 V | 12,00 V |
| 0% | 10,50 V | 10,00 V | 9,00 V | 10,00 V |
Verwenden Sie eine 12V-Batterie in Kombination mit einem DC-Stabilisator, bleibt die Ausgangsspannung konstant bei 12V. Der Stabilisator ist für Geräte gedacht, die keine zu hohe oder zu niedrige Eingangsspannung akzeptieren.
Ein Beispiel: Ein Echolot mit einem Betriebsspannungsbereich von 10,5 V bis 12,9 V benötigt den DC-Stabilisator in Verbindung mit einer Lithiumbatterie.
Eine „normale“ Lithiumbatterie liefert im Vollzustand bis zu 13,6 V – also mehr als das Echolot verträgt.
Bei einer AV-Batterie liegt die untere Spannungsgrenze bei 9 V – also unter dem, was viele Geräte akzeptieren. Ohne Stabilisator würde sich das Gerät abschalten, obwohl die Batterie noch rund 25 % Restkapazität hat.
Effektive Batteriekapazität
Zur Berechnung der effektiven Batteriekapazität empfehlen wir unser Trolling Motor Tool. Auf Reiter 3 können Sie Ihre effektive Batteriekapazität ermitteln.
Die effektive Batteriekapazität kann sich von der nominellen Kapazität unterscheiden. In der Praxis bedeutet das: Eine 100Ah-Batterie liefert unter Umständen weniger als 100Ah – insbesondere bei Bleibatterien.
Bei Lithiumbatterien – wie den Modellen von Rebelcell – entspricht die effektive Kapazität fast immer der angegebenen Nennkapazität.
Warum ist das bei Bleibatterien anders? Zwei Hauptgründe:
- Eine Bleibatterie darf nicht vollständig entladen werden.
- Bei schnellerer Entladung geht Kapazität verloren.
1. Bleibatterien dürfen nicht vollständig entladen werden
Wird eine Bleibatterie zu tief entladen, nimmt sie irreparablen Schaden. In der Praxis heißt das: Nur etwa 50 % der Nennkapazität sind nutzbar.
Semi-Traktionsbatterien (AGM oder Gel) sind für Tiefentladung besser geeignet und können oft bis zu 70 % entladen werden – trotzdem bleiben 30 % ungenutzt.
Lithiumbatterien hingegen können vollständig entladen werden. Außerdem schützt das integrierte Batterie-Management-System (BMS) von Rebelcell vor Tiefentladung. Sinkt die Spannung unter ca. 3 %, schaltet sich die Batterie automatisch ab.
2. Bei schneller Entladung sinkt die verfügbare Kapazität
Die Kapazität einer Bleibatterie wird oft mit einem sogenannten C-Wert angegeben: C1, C5 oder C20. Dabei steht das „C“ für Kapazität, die Zahl für die Entladezeit in Stunden.
Beispiel: C20 = 100Ah bedeutet, dass die Batterie 100Ah liefert, wenn sie über 20 Stunden entladen wird.
Ein Verbraucher mit 5A läuft damit 20 Stunden. Wird jedoch schneller entladen, sinkt die Gesamtkapazität deutlich – z. B. auf 70Ah bei C5.
Das liegt am steigenden Innenwiderstand und dem damit verbundenen Energieverlust durch Wärme.
Standardmäßig werden Bleibatterien bei C20 gemessen.
Je schneller eine Bleibatterie entladen wird, desto weniger Kapazität steht zur Verfügung.
Bei Lithiumbatterien ist das anders: Bei einer Rebelcell 12V50 gilt z. B.: C1 = C5 = C20 = 50Ah.
Die effektive Kapazität hängt also davon ab, wie tief die Batterie entladen werden darf und wie schnell die Entladung erfolgt.
Beispiel 1:
Sie betreiben einen Minn Kota Endura Max 55LBS mit einer 12V105Ah AGM-Semi-Traktionsbatterie.
Die C-Werte sind: C20=105, C5=85, C3=70.
Maximale Entladetiefe: 75 %.
Bei C3 = 70Ah ergibt sich eine effektive Kapazität von 70 × 0,75 = 52,5Ah.
Das entspricht in der Praxis einer Rebelcell 12V50 Lithiumbatterie.
Beispiel 2:
Sie verwenden eine 12V155Ah AGM-Batterie bei gleicher Anwendung.
C20=155, C5=130, C3=105 → 105 × 0,75 = 78,75Ah.
Das entspricht etwa der Laufzeit einer Rebelcell 12V75 EDGE Batterie.