Unterscheidet der Tester State of Health (SOH) und State of Charge (SOC)?

Bevor du Messwerte interpretierst, ist es wichtig zu wissen, was hinter SOH und SOC steckt. SOC beschreibt den aktuellen Ladezustand einer Batterie. Man gibt ihn oft in Prozent an. Er sagt, wie viel nutzbare Kapazität noch vorhanden ist. SOH bewertet den Gesundheitszustand der Batterie. Er bezieht sich auf die verbleibende Kapazität und die Fähigkeit, Leistung zu liefern. Beide Größen basieren auf messbaren physikalischen Werten. Dazu gehören Kapazität in Amperestunden (Ah), Spannung in Volt und Innenwiderstand in Ohm.

Wie SOH bestimmt wird

Definition: SOH wird häufig als Verhältnis der aktuellen Kapazität zur Nennkapazität ausgedrückt. Beispiel: Eine Batterie mit 8 Ah gemessener Kapazität und 10 Ah Nennwert hat 80 Prozent SOH.

Messverfahren: Der sicherste Weg ist ein Kapazitätstest. Die Batterie wird voll geladen und dann kontrolliert entladen. Das liefert direkte Ah-Werte. Alternativ misst man den Innenwiderstand. Ein steigender Innenwiderstand deutet oft auf Alterung hin. Für detaillierte Analysen nutzt man Impedanzspektroskopie, kurz EIS. Sie zeigt Veränderungen in elektrochemischen Prozessen.

Vor- und Nachteile: Kapazitätstests sind genau. Sie dauern aber lange und belasten die Batterie. EIS ist empfindlich. Die Auswertung ist komplex und braucht Referenzdaten.

Wie SOC bestimmt wird

Definition: SOC ist das Verhältnis der aktuell verfügbaren Ladung zur maximal verfügbaren Ladung. Häufig in Prozent.

Messverfahren: Die geläufigste Methode ist die Coulomb-Zählung. Sie addiert zu- und abgeführte Ladung in Ah. OCV, also die Ruhespannung, wird zur Kalibrierung genutzt. Unter Last kann die Spannungsabfall-Messung zusätzliche Hinweise geben. Moderne BMS kombinieren diese Methoden und nutzen Schätzalgorithmen wie Kalman-Filter, um Drift zu korrigieren.

Praktisches Beispiel: Hast du eine 10 Ah-Batterie. Du entnimmst 3 Ah. Die Coulomb-Zählung zeigt 70 Prozent SOC, vorausgesetzt die Startkalibrierung war korrekt.

Messfehler und Einflussfaktoren

Temperatur beeinflusst sowohl SOC als auch SOH stark. Kalte Bedingungen erhöhen den Innenwiderstand. Das reduziert kurzfristig nutzbare Kapazität. Bei Lithium-Batterien kann die nutzbare Kapazität bei 0 °C deutlich sinken. Spannungskurven sind temperaturabhängig. Das macht OCV-Messungen ohne Temperaturkompensation ungenau.

Coulomb-Zählung leidet unter Drift. Fehler in Stromsensoren oder fehlende Kalibrierung summieren sich. Zellenausgleich fehlt oft in einfachen Systemen. Dann zeigt das BMS falsche SOC-Werte für einzelne Zellen. Messungen unter Last verschleiern die Ruhespannung. EIS-Ergebnisse brauchen Vergleichswerte, sonst sind die Aussagen vage.

Zusammenfassend: SOH und SOC beruhen auf unterschiedlichen physikalischen Größen. Beide lassen sich messen. Die Kombination aus Methoden liefert die zuverlässigsten Ergebnisse. Beachte Temperatur, Last und regelmäßige Kalibrierung.