Restkapazitätstests

Restkapazitätstests bezeichnet eine Gruppe von Verfahren zur Bestimmung der verbleibenden nutzbaren Kapazität eines Speichersystems oder einer Ressource. Ziel ist es, die Leistungsfähigkeit nach Alterung, Nutzung oder Belastung zu quantifizieren und damit den Zustand der Gesundheit (State of Health, SOH) abzuschätzen sowie verbleibende Reserven zu bewerten.

Anwendungsbereiche umfassen elektrische Energiespeicher wie Lithium-Ionen- und Blei-Säure-Akkus, Superkondensatoren sowie Tanksysteme und andere speichernde Anlagen. In der Praxis dienen Restkapazitätstests der Planung von Wartung, der Optimierung des Lebenszyklus-Managements, der Beurteilung von Garantien sowie der Auslegung von Systemen mit Sicherheits- oder Reserveanforderungen.

Typische Methoden: Der direkte Entladungstest misst die tatsächlich entnehmbare Kapazität durch vollständige Entladung bei festgelegten Stromraten bis zum Endpunkt. Nicht-destruktive oder halb-destruktive Verfahren umfassen Coulomb-Zählung, Kalibrierung des Batteriemanagementsystems, elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) und modellbasierte Schätzungen wie Kalman-Filter-Verfahren, die aus Messdaten die verbleibende Kapazität ableiten.

Die Ergebnisse dienen zur Beurteilung des State of Health, zur Prognose der Restlebenszeit, zur Steuerung von Lade- und Entladezyklen sowie zur Unterstützung von Garantien und Sicherheitsannahmen. Messungen sind temperaturabhängig und können durch Alterung, Zellenausgleich und Nutzungsverlauf beeinflusst werden.

Herausforderungen und Standards: Messungen erfordern geeignete Kalibrierung und Temperaturkontrolle. Es existieren Standards und Leitlinien in unterschiedlichen Bereichen, etwa durch IEC- oder ISO-Dokumente für Batterietests, die Testprotokolle, Cut-off-Spannungen und Methoden zur Ableitung der Restkapazität definieren.