NiMH-Batterie
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Im Prius wird die bislang größte serienmäßig hergestellte Nickel-Metallhydrid Batterie (NiMH-Batterie) zum Antrieb eingesetzt.
Die Funktion im Prius ist unter Hybrid-Batterie beschrieben.
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Technische Daten
Prius I
- Gesamtgewicht: 38,57 kg (nur die Zellen ohne Gehäuse??)
- Modul-Anzahl: 38
- Gewicht pro Modul: 1020 g
- Modul-Größe: 6 Zellen à 1,2 V
- Gesamt-Zellenanzahl: 38 * 6 = 228
- Batterie-Nennspannung: 228 * 1,2 = 273,6 V
- Gesamtkapazität: 6,5 Ah
- Spezifische Leistung: 880 W / kg
- Spezifische Energie: 44 Wh / kg
(Quellen: NCF-Buch Prius I deutsch 2000, S. 37, Prius Product Information 2000, S. 30)
Prius II
168 in Reihe geschaltete Zellen mit jeweils 1,2 Volt und einer Kapazität von insgesamt 6,5 Ah.
Die Nennspannung beträgt damit 168 * 1,2 V = 201,6 Volt, die Kapazität 6,5 Ah. Die 168 Zellen sind in 28 Module zu je 6 Zellen aufgeteilt. Ein solches Modul hat 7,2 V und 6,5 Ah und kann einzeln getauscht werden. <Jedes einzelne Modul hat eine Kapazität von 6,5 Ah, wenn die gesamte Batterie auch 6,5 Ah hat? Ich bin kein Physiker, aber das kann m.E. nicht stimmen.>
<Doch, tut es: Eine Batterie oder ein Akkumulator (um genau zu sein) hat eine sog. Klemmenspannung und eine Kapazität. Die Klemmenspannung ist meist physikalisch bedingt (Art der versch. Metalle), die Kapazität hängt von der Menge der chemisch aktiven Masse ab (grob gesagt). Die (Klemmen-) Spannung wird in Volt (V) gemessen, die Kapazität in Ampere-Stunden (Ah) bzw. natürlich den üblichen, metrischen Teilen davon. Der gesamte Energieinhalt wird nur selten berechnet, ergibt sich aber aus Klemmenspannung * Kapazität. Maßeinheit dann VAh oder Wattstunden. Ein 12V Akku hat bei einer Kapazität von 100Ah dann 1200 Wh oder 1,2 kWh. Denselben Energieinhalt hätte eine Batterie mit 100V und 12Ah.
Zur Schaltung: Man kann Batterien oder Akkumulatoren in Serie schalten oder parallel. Bei einer Serien- oder Reihenschaltung wird die Spannung erhöht, die Kapazität bleibt gleich, bei einer Parallelschaltung wird die Kapazität erhöht und die Spannung bleibt dieselbe. Der Energieinhalt in Wattstunden (um den Begriff Kapazität zu vermeiden) ist bei gleicher Zellenzahl dagegen auch gleich, er hängt nur von der aktiven chemischen Masse ab.
Im Prius II sind daher insgesamt 168 Zellen a 1,2V in Serie geschaltet, was 201,6V bei 6,5Ah ergibt. Ein Modul hat enthält 6 Zellen mit je 1,2V und auch 6,5Ah in Serienschaltung und hat daher 6*1,2=7,2V bei ebenfalls 6,5Ah. Die gesamte Batterie besteht dann auch 28 Modulen a 7,2V in Serienschaltung, was wiederum die 201,6V ergibt. Der Energieinhalt ist dann 201,6V * 6,5Ah oder 1310Wh>
Die Entladung ist auf 40% der theoretischen Gesamt-Energie von 201,6 V * 6,5 Ah = 1310,4 Wh begrenzt.
Einschließlich Ladeelektronik (Batterie-ECU) wiegt die Batterie 53,3 kg. Die Ladeelektronik ist fest im/am Gehäuse der Zellenmodule angeflanscht und übernimmt das Batteriemanagement in Bezug auf SOC, Temperatur und Lade-/Entladeströme. Im Batterie-ECU liegt u.a. das Geheimnis der langen Lebensdauer der Hybrid-Batterie verborgen, insofern ist es defacto ein wichtiger Teil der Batterie selbst.
