PeukertEffekt

Der Peukert-Effekt beschreibt die Abhängigkeit der nutzbaren Kapazität einer Batterie von der Entladungsrate. Bei höheren Entladungsströmen steht weniger Ladung zur Verfügung, als bei langsamer Entladung. Dadurch weicht die tatsächlich nutzbare Kapazität von der Nennkapazität ab, die bei einem spezifischen, langsamen Entladeprofil angegeben ist. Das Phänomen wurde von Wilhelm Peukert beschrieben und wird heute als Peukert-Gesetz bezeichnet.

Die gängigste mathematische Form des Peukert-Gesetzes lautet: I^k · t = H, wobei I der Entladestrom, t die Entladezeit bis zur Endspannung, H eine konstanter Peukert-Wert (Peukert-Konstante) und k der Peukert-Exponent ist, der größer als 1 liegt. Alternativ lässt sich t = H / I^k schreiben. Für ideale Batterien wäre k gleich 1; reale Systeme zeigen typischerweise k-Werte zwischen etwa 1,1 und 1,5, je nach Chemie, Alter und Temperatur. H hängt mit der Nennkapazität unter definierten Randbedingungen zusammen.

Der Peukert-Effekt ist besonders ausgeprägt bei Blei-Säure-Batterien, schwächer bei Lithium-Ionen- und NiMH-Zellen. Temperatureinflüsse beeinflussen sowohl H als auch k: höhere Temperaturen erhöhen die nutzbare Kapazität und können den Peukert-Exponent verringern. Die vollständige Bestimmung erfordert Messungen bei verschiedenen Strömen und umgebungsbedingungen.

In der Praxis dient das Gesetz der Dimensionierung von Batteriesystemen, der Auslegung von Energiespeichern in Fahrzeugen, unterbrechungsfreien Stromversorgungen und Notstromnetzen. Es ist jedoch eine vereinfachte Beschreibung und gilt hauptsächlich unter Konstantentladungen; bei dynamischen Lastprofilen oder im Schnellladebetrieb liefern komplexe Modelle akkurater Ergebnisse.