Wissen: Warum die Kapazität eurer USB-Powerbank so gering ist

Hersteller werben mit großen mAh-Angaben, aber was steckt wirklich dahinter?

Geschrieben von Nils Waldmann am 13.04.2015.

Powerbank_Startbild

Gerade auf längeren Reisen geht der Smartphone-Akku irgendwann in die Knie. Eine Powerbank, also ein mobiler Akku mit USB-Ausgang, schafft dann Abhilfe und dient als mobile Steckdose. Doch wieso ist die Powerbank eigentlich auch so schnell leer? Eine 10.000-mAh-Powerbank muss mein Smartphone mit einem 2000 mAh großen Akku doch 5 Mal wieder aufladen können? Schummeln die Hersteller etwa?

Hintergrund

Als Laie eine passende USB-Powerbank bzw. einen mobilen Akku für Smartphone oder Tablet zu kaufen ist vermeintlich einfach, gibt es doch für jede Preisklasse ein entsprechendes Produkt. Einfach schnell die Kapazität, welche in mAh angegeben ist, der Powerbank mit der Kapazität des Akkus verglichen und man weiß, wie oft man das eigene Telefon mit der Powerbank wieder aufladen kann, bevor der mobile Akku selbst an die Steckdose muss. Nach dieser Theorie würde sich beispielsweise ein 2000 mAh großer Smartphone-Akku mit einer 10.000 mAh großen Powerbank fünf Mal komplett wiederaufladen lassen. Doch so einfach ist es leider nicht. Wir wollen euch zeigen, wieso die Erwartungen, die Anwender an ihre Powerbank haben, oft grob enttäuscht werden. Keine Angst vor Zahlen, wir werden euch alles Wichtige erläutern.FSP Powerbank

Ein wenig Theorie

Um zu verstehen, warum die eigene Powerbank weniger Kapazität bereitzustellen scheint, als der Hersteller verspricht, macht es Sinn, sich kurz mit den zu Grunde liegenden Gesetzen der Elektrotechnik zu befassen.

Die Kapazität eines Akkus wird zumeist in mAh (Milli-Ampere-Stunden) angegeben. Ein Smartphone-Akku mit 2000 mAh (oder 2Ah) ist also in der Lage eine Stunde lang einen Strom von 2000 mA (oder 2A) zu liefern. Danach wäre der Akku vollständig entladen. Dieser Strom fließt dabei bei der Nennspannung des Akkus. Dieser liegt bei Smartphone-Akkus üblicherweise bei 3,8 Volt, da Akkus auf Lithium-Ion-Basis zum Einsatz kommen.Samsung Galaxy S4 Akku

Ein Beispiel hilft beim Verständnis. Nehmen wir den Akku des Apple iPhone 5S. Dieser besitzt eine Kapazität von 1560 mAh bei einer Nennspannung von 3,8 V. Multiplizieren wir die Kapazität mit der Nennspannung, so erhalten wird die Energie des Akkus, welche in Wh (Watt-Stunden) angegeben wird:

(1560 mAh / 1000 mA/A) * 3,8 V = 5,92 Wh – Hierbei wurde die Kapazität noch von mAh in Ah umgerechnet.

Unser Akku kann also eine Leistung von 5,92 W für eine Stunde lang abgeben, danach ist er theoretisch leer. Dazu kommt nun die Tatsache, dass Lithium-Ionen-Batterien nicht beliebig stark entladen werden dürfen. Daher überwacht die Elektronik im Smartphone dauerhaft die Spannung des Akkus und schaltet das Telefon bei einem gewissen Wert aus, um die Akku nicht zu beschädigen. Als Faustregel kann man hier annehmen, dass circa 5% – 10% der Akkukapazität nicht entnommen werden, um die Akkuspannung über einem kritischen Minimallevel zu halten.

Die Powerbank

Was hat das ganze nun mit meiner Powerbank zu tun, mögt ihr euch fragen? Ganz einfach: Auch die Powerbank hat selbstverständlich einen Akku eingebaut. Die hier verwendeten Akkus sind oft Lithium-Polymere-Akkus, mit einer Nennspannung von 3,7 Volt. Wie wir so eben gelernt haben, ist die Energiedichte das Produkt aus Akkuspannung und Kapazität. Nehmen wir unsere Powerbank mit 10.000 mAh als Beispiel, so besitzt diese eine Energiedichte von:

10.000 mAh / 1000 mA/A * 3,7 V = 37 Wh

Der Ottonormalverbraucher nimmt hier nun gerne an: Mein iPhone 5S hat eine Kapazität von 1560 mAh, die Powerbank verspricht 10.000 mAh an Kapazität, also kann ich mein Telefon (10.000 mAh / 1.560 mAh=) 6,4 Mal wieder aufladen, bevor die Powerbank leer ist.

Berechnet und vergleicht man nun aber die Energiegehalte der Batterien, so kommt man zu einem anderen Ergebnis, da der Energiegehalt der Powerbank aufgrund der niedrigeren Nennspannung im Vergleich zum Smartphone-Akku geringer ausfällt:

iPhone 5s: 5,92 Wh

Powerbank: 37 Wh

Ladezyklen: 37 Wh / 5,92 Wh = 6,25 Zyklen

Hier ergibt sich also schon einmal die erste Differenz.

Spannungswandlung

Des Weiteren muss bedacht werden, dass das Smartphone nach einer Spannung von 5 Volt verlangt. Dazu muss unsere Akkuspannung der Powerbank also von nominal 3,7 Volt auf eine Ausgangsspannung von 5 V am USB-Port der Powerbank gewandelt werden. Diese Wandlung kostet Energie, da ein gewisser Teil der Energie im Wandler in Wärme umgewandelt wird und somit nicht mehr für die Ladung des Telefons zur Verfügung steht.USB Smartphone Akku ladenAuf der anderen Seite, also am Smartphone, nimmt die Ladelektronik des Gerätes die 5 Volt Eingangsspannung entgegen und wandelt diese wieder auf ein niedrigeres Spannungsniveau, entsprechend dem Ladestand des Akkus. Auch bei dieser Wandlung geht Energie verloren.

Bei dieser Ladekette sind Verluste von circa 20 – 30 % (je nach Qualität der verbauten Spannungswandler in Telefon und Powerbank) üblich. Es geht euch also gut ein Fünftel der Energie beim Laden als Wärme verloren, die ihr zuvor in die Powerbank hineingeladen habt. Somit werden aus unseren ehemals 37 Wh ganz schnell:

37 Wh * (1 – 0,3) = 25,9 Wh

Unser iPhone 5S lässt sich plötzlich nun nur noch:

25,9 Wh / 5,92 Wh = 4,4 Mal

über die Power-Bank aufladen. Kalkulieren wir noch ein, dass die Powerbank auch irgendwann abschaltet, bevor der verbaute Akku Schaden nimmt, landen wir bei realistischen 4 Ladezyklen mit einer Powerbank für unser iPhone 5S. Das ist schon ein ganzes Stück von den ausgangs angenommenen 6,4 Ladungen weg.

Das Spiel mit den Werten

Beim Kauf der richtigen Powerbank kommt es also immer darauf an, welche Energiemenge die Powerbank speichern kann. Die oben überschlagenen 4,4 Zyklen lassen sich auch genauer bestimmen, in dem man die verfügbare Kapazität der eigenen Powerbank bei der USB-Spannung von 5 Volt bestimmt. Dabei gehen wir wieder von 37 Wh aus und teilen diese durch die gewandelte Spannung von 5V:

(37 Wh * 1000 mW/W) / 5 V = 7.400 mAh

Diese Kapazität (7.400 mAh) stellt unsere Powerbank bei 5 Volt bereit. Der einzig interessante Wert, da das Smartphone ja 5 V zum Aufladen verlangt.

Nehmen wir nun die Kapazität unseres Smartphone-Akkus von 1.560 mAh mit in die Überlegungen auf (normiert auf 5 V), so leistet die Powerbank theoretisch:

7.400 mAh / (1.560 mAh * 3,8 V / 5 V)= 6,25 Zyklen

Davon müssen wir noch ungefähr 15 % Restkapazität abziehen sowie den Leistungsverlusten bei der Spannungswandlung mit circa 15 % gerecht werden und kommen damit erneut auf circa:

(7.400 mAh * (1-0,15)) / (1.560 mAh * 3,8 V / 5 V) = 5,3 Zyklen – unter Beachtung der Restkapazität

Unter Beachtung der Verluste bei der Wandlung:

5,3 Zyklen * (1 – 0,15) = 4,5 Zyklen.

Viele Hersteller geben jedoch beispielsweise 5 V / 10.000 mAh / 37 Wh in der Produktbeschreibung an. Auf den ersten Blick könnte man denken, die Powerbank bietet eine nutzbare Kapazität von 10.000 mAh bei 5V. Die Wattstundenangabe verrät dem Wissenden aber, hier steckt ein 3,7 Volt Akku drin und die Spannung muss gewandelt werden, wodurch „echte“ Kapazität des beworbenen Produktes direkt um einen nicht zu vernachlässigenden Bruchteil sinkt.

Schlusswort

Der Kauf einer Powerbank ist nicht so einfach, wie viele denken. Zumindest dann nicht, wenn die Powerbank die Erwartungen erfüllen soll, die der Käufer an das Produkt stellt.

Um euch ein realistisches Bild darüber zu machen, wie oft ihr euer Smartphone oder Tablet mit einer bestimmten Powerbank unabhängig von der Steckdose wiederaufladen könnt, müsst ihr nur wenige Werte kennen:

  • Spannung des Smartphone Akkus
  • Kapazität des Smartphone Akkus
  • Spannung des verbauten Akkus in der Powerbank
  • Kapazität des verbauten Akkus in der Powerbank

Diese Werte lassen sich leicht im Netz recherchieren. Generell ist aber darauf zu achte, keine all zu billige Powerbank zu kaufen. Denn ein Großteil der Kosten eines solchen mobilen Akkus finden sich in den Akkuzellen wieder und hier gilt nach wie vor: Qualität hat ihren Preis. Wer also ein wenig mehr investiert, kriegt im Regelfall auch die Powerbank mit dem besseren integrierten Akku. Das kann sich in schnelleren Ladeströmen, besserer Performance bei niedrigen Temperaturen oder generell einer höheren Zyklenfestigkeit äußern. Dies sind alles Bereiche in denen billige Zellen schnell versagen.

Wie nun das Marketing vieler Hersteller in Bezug auf die Kapazität zu bewerten ist, bleibt ein zweischneidiges Schwert. Zum einen ist natürlich nicht daran zu rütteln, wenn die korrekte Energiemenge des verbauten Akkus angegeben wird. Ob es fair ist, unwissende Kunden mit großen mAh-Zahlen zu locken, steht auf einem anderen Blatt.

Wichtig ist, dass ihr mitnehmt, dass es nicht alleine auf die angegebene Kapazität der Powerbank ankommt. Alleine mit diesem Wert lässt sich nicht genau sagen, wie oft sich euer Smartphone wieder aufladen lässt.

 

Ihr habt euere Powerbank zu Hause liegen lassen? In unserem Smartphone-Akku-Artikel zeigen wir euch, welche Apps besonders viel Strom fressen. Außerdem haben wir einen Leitfaden zusammengestellt, mit dem eurem Akku ein langes Leben bevorsteht.

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Nils Waldmann

Nils Waldmann

...ist seit über 10 Jahren bei Allround-PC.com und als Redakteur und technischer Leiter tätig. In seiner Freizeit bastelt und konstruiert Nils gerne flugfähige Modelle oder fotografiert und filmt auf Motorsportevents. Im "echten Leben" studierter Wirtschaftsingenieur und Qualitätsmanager.

Kommentare (50)

  • Masigi

    |

    Beim „Spiel mit den Werten“ ist Ihnen ein Fehler unterlaufen.
    Sie teilen 7400 mAh (bei 5 V) durch 1560 mAh (bei 3,8 V).
    Um auf den richtigen Wert zu kommen müssten Sie die Kapazität des
    iPhone Akkus ebenfalls auf 5 V Niveau umrechnen, also 1560 mAh * 3,8 V / 5 V, wobei wir dann bei 1185,6 mAh wären.
    Das ergibt dann bei 7400 mAh (bei 5 V) / 1185,6 mAh (ebenfalls bei 5 V) wieder die 6,25 Zyklen wie bei der Berechnung über Wh ….

    Grüße

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo,

      vielen Dank für den Hinweis. Die betreffende Stelle war ungeschickt formuliert. Ich habe die Rechnung noch einmal angepasst. Gemeint war ursprünglich, dass durch die Division von Bank-Kapazität durch die Akku-Kapazität bei Nennspannung direkt die Verluste, welche bei der Wandlung auftreten approximativ mit berücksichtig werden sollten. Ich habe nun alles noch einmal etwas genauer aufgeschlüsselt. 🙂

      Antworten

  • Rutzki

    |

    Sehr gut und leicht verständlich!
    Nun müssen die Powerbanks mit Li-Polymer-Zellen nach 30, oder 50 Ladezyklen getestet werden.

    Antworten

  • Andi

    |

    Hallo zusammen, wenn mir mal die Zahlenspiele außer Acht lassen, welche konkreten Produktempfehlungen können Sie mir als Iphone 5S Nutzer für eine PowerBank geben, die mein Smartphone 6-8mal auflädt. Falls Sie hier keine Marken nennen dürfen, gerne auch als private Mail an mich. Dank + Gruß, Andi

    Antworten

  • Andi

    |

    Danke Marcel, ich benötige den Akku nicht unbedingt als portables Gerät für die Hosentasche sondern als Station in einem Zelt, darf also ruhig über das Hosentaschenformat hinausgehen und daher 20.000 mAh haben…… Gibt es dafür evtl. auch eine bereits gestestete und für gut befundene Emfehlung ? Dank + Gruß, Andi

    Antworten

  • Bernhard

    |

    Danke für diesen ausführlichen Artikel. Ich hatte mich auf meiner Powerbank schon über die Angabe der Wh gewundert, weil sie mit mit der Nennspannung für den Aufgang zu niedrig vorkam. Mit der Berechnung macht es nun Sinn.

    In den Formel gibt es aber noch einen Fehler bei der Klammersetzung. In der kombinierten Formel muss das Teilen durch fünf in die Klammer.

    Also statt „7.400 mAh / (1.560 mAh * 3,8 V) / 5 V“ müsste es „7.400 mAh / (1.560 mAh * 3,8 V / 5 V)“ heißen. Sonst kommt natürlich ein falscher Wert raus. Gleiches gilt dann natürlich auch für die nachfolgende Formel.

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Vollkommen richtig. Danke für den Hinweis. Habe ich direkt korrigiert!

      Grüße!

      Antworten

  • Adina

    |

    Hallo kann mir irgendjemand helfen?!? Ich hab da ne frage wie viele std brauch eine powerbank mit 10600 mah bis sie per steckdose voll aufgeladen ist?!? Lg adina

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo Alida,

      ausgehend von deinen Angaben, sollte deine Powerbank eine Kapazität von circa 39 Wh haben. Wenn du ein Ladegerät mit 2A Ausgangsstrom verwendest, kann eine Ladung circa 5 – 6 Stunden in Anspruch nehmen. Je nach Verlusten auch länger.

      Ich hoffe, das hilft dir weiter!

      Antworten

  • Matze

    |

    Es sind mehr Dinge mit zu betrachten, das hier ist ne Milchmädchenrechnung. Der krasseste Fehler ist anzunehmen, dass ein Akku so viel Energie speichert, wie in ihm reingeflossen ist. In Wirklichkeit muss man 140% laden, um dann 100% zu haben. Der Faktor 1,4 ist hier also zusätzlich einzurechnen. Die Ladeelektronik hingegen hat kaum Verluste (max.3-5%, es wird ja keine Energie über einen Vorwiderstand verheizt) und auch der Spannungswandler kann einen recht guten Wirkungsgrad von bis zu 90% haben. Die Rechnung stimmt daher an einigen Stellen nicht.

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hi Matze,
      ich habe beide deine Kommentare gelesen und antworte deshalb Mal auf den Letzteren. Ein paar Gedanken: Die Umrechnung in Wattstunden ist nicht unbedingt nötig, erleichtert aber das Verstehen für Leser, die nicht so gut Bescheid wissen.

      Fehlerhaft ist die Rechnung nicht. Die 1,4 (140 %) die du in deine Kalkulation mit aufnimmst, treffen auf moderne Lithiumzellen nicht zu. Ladeverluste in dieser Höhe gab es damals bei NiMh- und NiCd-Zellen und genau aus dieser Zeit stammt auch der Faktor 1,4. Im Gegensatz zu Lithiumzellen erwärmen sich diese zum Ende der Ladekurve hin nämlich und geben einen nennenswerten Teil der Ladeleitung direkt als Wärme ab. Bei Lithium-Akkus ist dieses nicht (oder zumindest nicht in diesem Ausmaß) der Fall. Schaut man Hochleistungszellen an, die mit dem Vielfachen ihrer Kapazität an Ladestrom geladen (oder entladen) werden, wird man eine Erwärmung der Zellen feststellen. Bei geringen Strömen, wie sie in unserem Szenario auftreten, ist dieses aber nicht der Fall. Aus langjähriger Erfahrung in Umgang mit Lithiumakkus kann ich dir sagen, dass die Ladeverluste in der Zelle selber sehr gering sind. Da verbraten die Wandler in Smartphone und Powerbank definitiv mehr Energie.

      Grüße!

      Antworten

  • Matze

    |

    Hier mal ne Gegenrechnung. Powerbank PB10000 aus China hat in Wirklichkeit 8,5Ah. 10% Verlust am Spannungswandler, 5% durch die Ladeelektronik. Am Handyakku kommen also 7,36Ah an. Durch 1,4 (Ladeverluste des Akkus) ergibt 5,26Ah. Das kann durch die Kapazität des Handyakkus geteilt werden und dann weiß man, wie oft man sein Handy laden kann.

    Faustformel: Etwa die Hälfte der angegebenen Powerbank-Kapazität landet im Handy. Bei besseren Typen etwas mehr.

    Die Um- und Rückrechnung in Wh ist Blödsinn, denn die Verluste bei der Spannungswandlung haben wir ja bereits berücksichtigt.

    Antworten

  • Gräub Hanspeter

    |

    Interessante Informationen, vielen Dank. Kann mir jemand folg. Frage
    erklären.
    Accu Samsung Note 4 = 3220 mA und 3.85 V = ca. 12.4 Wh. Mit einen
    viel grösseren Accu von meinem Bosch Bohrer kann ich unglaublich viele
    Löcher bohren (12 Volt, 2Ah = ca. 24 Wh) aber gemäss den Formeln meinen kleinen Handy Accu nur grad 2 mal (Zigarettenladegerät) aufladen. Das verstehe ich nicht und um Klärung bin ich dankbar. Freundl. Grüsse Hp.

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo Hanspeter,

      du hast dir deine Frage eigentlich schon selbst geantwortet. Dein Note 4 hat circa einen 12,4 Wh großen Akku. Dein Akku-Bohrer knapp das Doppelte. Rein rechnerisch, mit entsprechendem Wandler von 12 auf 5 Volt (USB), sollte das Note 4 damit knapp zwei Mal zu laden sein (Ladeverluste mal außen vor). Was dich vielleicht wundert, hat eher etwas mit dem Strömen zu tun, die die Akkus abgeben können. Wo der Smartphone-Akku nur sehr geringe Ströme leisten muss, sind in deinem Bosch Bohrer Hochstromzellen verbaut, die Ströme im zweistelligen Ampere-Bereich locker liefern können. Im Endeffekt ist dies in Bezug auf die Frage mit dem Note 4 aber egal.

      Ich hoffe, das hilft dir! 🙂

      Antworten

      • Hanspeter

        |

        Nils, vielen Dank für Deine Antwort. Das ist ein Beweis, dass ich von
        „Strom“ gar nichts verstehe. Ein relativ grosser und starker Accu kann meinen kleinen Smartphone Accu nur 2 mal aufladen. Unglaublich! Man lernt immer wieder etwas. Vielen Dank, Hanspeter

        Antworten

  • Mich

    |

    30% reine Umwandlungsverluste sind zuviel. Aber gesamt kommt das schon hin. Wer von der Powerbank 15% Restkapazität abzieht, sollte das beim iPhone Akku auch tun ! Es müssen somit nur 1560*0,85mAh geladen werden. Meiner Erfahrung nach (ich hab mit China Importen unter anderem im Bereich LiPos zu tun) wird schlicht und einfach auch geschummelt bei den Angaben.

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo Mich,

      danke für deinen Kommentar. Du hast Recht, mit Sicherheit wird bei der Auszeichnung der Güte der Zellen auch gut und viel geschummelt. Der Konsument kann sich im Endeffekt nur auf den Namen des Anbieters in Deutschland verlassen und hoffen, dass er faire Ware zu einem fairen Preis bekommt.

      Beste Grüße!

      Antworten

  • Christian

    |

    Danke Nils für die super Erklärung. Jetzt wurde mir einiges noch klarer. Macht das Auswählen des richtigen Akkus zwar nicht einfacher, aber ich weiß nun auf was ich wirklich achten muss. ;D

    Vielen Dank, Christian

    Antworten

  • Andreas

    |

    Hallo,
    Die Erläuterung ist wirklich super. Und ich hätte auch eine Frage nach einer Kaufempfehlung. Ich suche eine Powerbank ab ca. 10000mAh. Diese sollte allerdings in der Lage sein das angeschlossene Gerät permanent zu laden, und wenn möglich den Ladevorgang sofort starten sobald der USB Stecker vom Gerät in die Powerbank gesteckt wird. Also ohne Starttaste, und ohne Beendigung des Ladevorgangs wenn der Handyakku voll ist. Praktisch so, als hätte man das Handy ständig im Netzladegerät stecken. Weiterhin wäre es wünschenswert, dass die Powerbank gleichzeitig selbst über das Ladegerät geladen wird.
    Zweck der ganzen Sache ist folgender: Ein GPS Tracker soll über längere Zeit an einer Baumaschine unbeaufsichtigt betrieben werden. Als Diebstahlschutz. Wenn die 220 Volt Versorgung der Maschine bei einem Diebstahl getrennt wird, soll der Tracker noch über mehrere Tage durch die Powerbank mit Strom versorgt werden, da die im Tracker vorhandene Stromquelle je nach GPS Nutzung relativ schnell erschöpft ist.
    Viel Text, aber ich hoffe meine Frage war verständlich. Gibt es eine solche Powerbank?

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo Andreas,
      danke für das Feedback! Eine sehr interessante Frage, die du da hast. Das erste Kriterium erfüllen viele Powerbanks. Ich kann dir allgemein die Firma Anker ans Herz legen. Da habe ich gute Erfahrungen gemacht. Jede Powerbank schaltet natürlich irgendwann ab, wenn der Akku des zu ladenden Gerätes voll ist. Wenn das Gerät allerdings permanent Energie verbraucht, sollte die Powerbank so lange „nachladen“, bis sie selbst alle ist. Da sehe ich keine Problemen. Deine zweite Anforderung (gleichzeitig Laden und Entladen) ist ein Killer. Ich habe selbst schon für sein Solarprojekt nach so etwas gesucht und bin noch nicht fündig geworden. Falls du etwas findest, gib mir gerne Bescheid. Allgemein wäre für eine solche Langzeitanwendung aber eher ein kleiner Bleiakku geeignet, da die Lithium-basierten PowerBanks eigentlich nicht als dauerhafte Standby-Notstromversorgung konzipiert sind. Tut mir Leid, dass ich keine besseren Antworten für dich habe. Halt uns gerne auf dem Laufenden!

      Beste Grüße,
      Nils

      Antworten

      • Andreas

        |

        Hallo Nils,
        Danke für die Antwort. Leider sind meine Recherchen auch noch nicht weiter. Ich habe hier eine Powebank von IEC-Technology liegen, mit 16000mAh. Und die schaltet sich leider nach dem Ladevorgang immer ab. Der Tracker ist während des Betriebes irgendwann aufgeladen, und das merkt die Powerbank und schaltet den Ladestrom aus. Leider merkt sie nicht, wenn der Tracker wieder Ladestrom benötigt, so dass damit auch keine Laufzeitverlängerung machbar ist. Allerdings kann sie gleichzeitig laden und selbst geladen werden. Jetzt habe ich mir gedacht, nehme ich einfach den Akku aus dem Tracker und lass die Powerbank die gesamte Stromversorgung übernehmen. Bringt aber auch nichts, weil der Tracker ohne Akku so wenig Leistung zieht, dass die Powerbank sich nicht einschalten lässt.
        Sollte ich was finden, melde ich mich.

        Antworten

        • Nils Waldmann

          Nils Waldmann

          |

          Hi Andreas,
          danke für den Tipp bzgl. des gleichzeitigen Ladens und Entladens. Das muss ich mir mal ansehen.
          Diese Abschaltautomatik haben den meisten modernen PowerBanks, die ich kenne. Eine Möglichkeit wäre natürlich, sofern die PowerBank mehrere Ausgänge hat und diese nicht einzeln abschaltet, sondern wenn alle gemeinsam, das gute Stück mit einem weiteren Verbraucher zu belasten. Das könnte theoretisch auch ein einfacher Lastwiderstand sein. Setzt dann natürlich ein wenig Bastelei voraus. Frage die sich dann auftut: Wie geht so eine einfache PowerBank mit dauerhafter Last um bzw. wie lange macht sie das mit. Denn eigentlich sind die Zellen eher für den gelegentlichen Gebraucht und nicht für den StandBy-Betrieb ausgelegt. Hier wird man aufgrund der dauerhafte hohen Ladestände (denn meist ist die PowerBank ja bei 100%) sicher schnell relativ starke Zellenalterung sehen.

          Bitte berichte weiter!

          Grüße,
          Nils

          Antworten

          • Andreas

            |

            Hi Nils.
            Ja, vermutlich werde ich um etwas Bastelei nicht herum kommen. Allerdings will ich mir keinen Lastwiederstand (an den dachte ich zuerst auch, in Form einer einfachen Glühlampe) als Stromvernichter an den USB Port hängen. Wenn schon löten, dann eleganter. Ich bau mir einen Zeitschalter, welcher zwischen Tracker und Powerbank geschaltet wird. Der Tracker benötigt zum vollständigen aufladen im Betrieb ungefähr 5-6 Stunden. Danach hält er zwischen 8-10 Stunden mit dem eigenen Akku durch. Der Zeitschalter wird also die Stomversorgung von der Powerbank für 6 Stunden herstellen, währenddessen sich der Tracker auflädt und die Powerbank vermutlich irgendwann zum Ende der Zeit hin abschaltet. Nun lasse ich den Tracker für weitere 6 Stunden ohne Ladestrom. Dann schaltet der Zeitschalter die Powerbank wieder an den Tracker, und der Ladevorgang beginnt automatisch neu bevor der Tracker seinen Geist auf gibt. Habe festgestellt, dass man bei der Powerbank nur einen kräftigen Verbraucher, also ein zu ladendes Gerät an USB anstecken muss, damit die sich selbst startet.
            Um die Lebensdauer mache ich mir wenig Sorgen, Zur Not wird das ganze Teil nach einem Jahr ausgetauscht. Die 40 Euro für eine neue Powerbank stehen in keinem Verhältnis zu den 10.000 einer geklauten Baumaschine, von denen ich inzwischen schon 2 eingebüßt habe.

            Gruß Andreas

            Antworten

  • Peter

    |

    Hallo Nils,

    tolle Erklärung und auch für mich als Laien verständlich.

    Ich hoffe du kannst mir bei meinem Problem helfen. Ich schließe meine Powerbank (10000mAh, Ladestrom 2,4A) an mein Handy (2330mAh, Ladestrom 1,5A) an. Das Handy nutze ich in der Zeit, dieses *hüstel* neue Spiel… Leider entlädt sich dabei der Akku vom Handy. Ich hatte gehofft, dass die Powerbank den Handyakku lädt bis die Powerbank leer ist und dann erst der Handyakku entlädt.

    P.S. Zu dem Kommentar von Andreas (20.07.2016) Die Powerbank von mir kann gleichzeitig laden und geladen werden. Nennt sich wohl Durchgangsladung (Pass-Through-Charging).

    Viele Grüße
    Peter

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo Peter,
      das hört sich danach an, als wäre die Ladeeletronik deines Telefons leider einfach so konstruiert. Lithium-Akkus mögen eigentlich keine dauerhaft hohen Ladestände. Deshalb werden einige Ladecontroller, auch bei angestecktem Netzteil, anfangen den Akku zu benutzten, bevor er wieder geladen wird. Außerdem ist zu beachten, dass dein Telefon nicht dauerhaft mit 1,5 A geladen wird. Das passiert nur in etwa bis 80 % der Akkukapazität bzw. bis zu dem Punkt an dem die Akkuzelle ihre maximale Spannung erreicht. Danach wird der Ladestrom reduziert. Bei höheren Ladeständen ist es also rein theoretisch so, dass das Handy mehr Strom benötigt, als der Ladestrom mit dem nachgeladen wird. Natürlich sollte das Netzteil / die PowerBank das ausgleichen, sonst würde sich dein Akku sich entleeren, obwohl du auflädst (das kann man bei einigen Tablets beobachten, wenn sie bspw. an einem Computer mit nur 5 Watt aufgeladen werden).

      Ich hoffe das hilft dir weiter.

      Grüße,
      Nils

      PS: Danke für den Tipp mit dem Pass-Through-Charging!

      Antworten

      • Peter

        |

        Guten Morgen Nils,

        vielen Dank für die schnelle und informative Antwort.

        Leider ist es bei jedem Ladestand des Akkus so, das er ständig, trotz Powerbank entlädt. Laut einer APP auf meinem Handy, liegt der Verbrauch während Pokémon läuft bai knapp 1,5 W. Wie kann ich ausrechnen mit wieviel Watt geladen wird?

        Viele Grüße
        Peter

        PS: Es ist die Easyacc 2nd Gen. mit 10000mAh.

        Antworten

        • Nils Waldmann

          Nils Waldmann

          |

          Hallo Peter,

          die Brutto-Ladeleistung beträgt Ladestrom x Spannung. In deinem Fall also 5 V * 1,5 A = 7,5 W. Es gibt natürlich Verluste bei der Wandlung im Handy. Ist aber trotzdem mehr, als deine App dir an Verbrauch anzeigt. Daran sollte es also nicht scheitern.

          Grüße,
          Nils

          Antworten

  • Simon

    |

    Wie wichtig ist die Voltzahl 5 V,kann ich auch mit 5,2 V
    Meine Powerbank laden.

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo Simon,

      die Spannung ist natürlich sehr wichtig. Jede elektrische Schaltung geht bei Überspannung oder Verpolung kaputt, wenn sie nicht explizit dagegen abgesichert ist. Das USB-Protokoll ist bis maximal 5,25 V bzw minimal 4,4 V spezifiziert. Theoretisch könnte es also klappen. (Vorausgesetzt deine Spannungsquelle hat maximal 5,2 V und keine Abweichung nach oben.) Was deine PowerBank damit macht, hängt sehr vom entsprechenden Produkt ab. Bei einem hochwertige Produkt würde ich erwarten, dass die Schaltung damit arbeitet oder aber einen Überspannungsschutz hat. Bei billigen Teilen aus Fern-Ost ist es nicht unwahrscheinlich, dass du dir ggf. sogar etwas kaputt machst.
      Genaue Aussagen lassen sich hier nur schwer treffen, leider. Natürlich handelst du auf eigene Verantwortung, wenn du es so in Betrieb nimmst.

      Grüße!

      Antworten

  • franz

    |

    Hallo,
    sehr schöne Beiträge 🙂
    Hätte hier auch eine passende Frage.
    Ich habe mir eine Powerbank von Samsung mit 10200 mAh gekauft.
    Diese Kapazität steht auch auf der Außenverpackung. Auf dem Akku selbst steht jedoch: LiIon 7,4V 5,1 Ah 37,74 Wh. Ist mir hier der kleiner Akku verkauft worden?

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo Franz,

      das klingt eigenartig. Kannst du von diesen Angaben vll ein Bild machen und uns zur Verfügung stellen. Gerne per Mail an nils.waldmann ATTTTT allround-pc.com 😉

      Ich schaue mir das mal an. Aktuell klingt es für mich nach einer zu kleinen Powerbank, da es keine Lithiumzellen mit 5,1 V Spannung gibt.

      Grüße!

      Antworten

  • Franz

    |

    irgenwie klappt die angegebene E-Mail-Adresse nicht, kommt als unzustellbar zurück… Ich versuche es nochmal

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo Franz,
      ist angekommen. Ich habe vorhin wohl falsch gelesen. Hier ist aber doch alles okay. Die Kapazität wird normalerweise immer für eine Spannung von 3,7 V angegeben. Das entspricht der Nennspannung einer Lithiumzelle. In deiner Powerbank sind statt einer Zelle (bzw. mehrere parallelen Einzelzellen) mit 3,7 V und insgesamt 10.000 mAh eben zwei in Serie geschaltete Zellen (7,4 V) mit insgesamt 5100 mAh verbaut. Letztendlich zählt die speicherbare Energie. Und die ist bei 5,1 Ah x 7,4V = 37,74 Wh, sogar ein wenig größer als bei 10Ah x 3,7 V = 37 Wh. Ist also alles in Ordnung. Ich hoffe, das hilft dir! 🙂

      Grüße,
      Nils

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      • Nils Waldmann

        Nils Waldmann

        |

        Nachtrag: Samsung verwendet im Übrigen einen Akku mit 7,4 V, damit bei der Spannungswandlung auf 9 V für den Quick Charge Betrieb nicht so hohe Ströme fließen und somit die Verlustleistung im Wandler gering gehalten wird. Nur noch zur Info!

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  • Hermann Schulze

    |

    GM.
    Da ist noch etwas. 2 Akkus parallel bilden sich nach dem Prinzip kommunizierender Röhren ab. Will sagen: Ein 2Ah-Akku kann mit einer Piowerbank von 2Ah NICHT VOLL geladen werden. Beide Akkus bleiben bei jeweils 1Ah stehen. Das bedeutet, dass ein 2Ah-Akku mit einem 10Ah-Akku nur 4x voll geladen werden kann. Aber das wussten die Autofahrer schon, seit es Akkus fürs Auto gibt!

    MfG
    Hermann Schulze

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    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo,

      das stimmt natürlich nur halb. Ihre Aussage ist korrekt wenn man die Zellen direkt miteinander verbinden würde. Im Falle zweier Powerbanks gibt es aber Spannungswandler, die die Ladespannung (Ausgangsspannung) über die Zellenspannung der zweiten (zu ladenden) Powerbank heben und somit theoretisch eine Vollladung ermöglichen. Natürlich treten die benannten Ladeverluste auf. Deutlich mehr als 50 % der Nennkapazität sollten sich aber so von der einen in die andere Powerbank laden lassen. Im KFZ-Bereich, bei bloßer Überprückung zweier Starterbatterien, stimmt ihre Aussage natürlich.

      Grüße!

      Antworten

  • Michael

    |

    Du hast einen Denkfehler drin. Der Smartphoneakku hat auch weniger tatsächliche Kapazität. Da sind auch bis zu 30% Verluste. Also kann ich es dann doch öfter laden.

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo Michael,
      das musst du bitte ein wenig genauer erläutern. 30 % Verluste bezogen auf die Nennkapazität eines modernen Lithium-Akkus? Das kommt heutzutage wohl nur noch bei defekten Zellen vor.

      Grüße!

      Antworten

  • Pikay

    |

    Hallo Nils,

    kannst Du auch etwas dazu sagen wie ich mit einer Powerbank von sagen wir 5000mAh eine LED-Stripe von 2 Meter betreiben kann? Angeblich vebraucht eine SMD5050 LED ca. 0,24 Watt. Der Stripe hat 120 LEDs. Geht das überhaupt, leuchtet die LED-Stripe mit voller Stärke oder geht es hier nur um die Leuchtdauer? Pikay

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    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

      |

      Hallo Pikay,

      du machst in deinem Kommentar sehr viele Annahme, ich nehme einfach mal her, was du geliefert hast. Gehen wir davon aus, dass dein Stripe 120 LEDs hat, so ergibt sich auf Basis von 0,24 W/LED eine Gesamtleistungsaufnahme von (0,24 W * 120=) 28,8 Watt. Bei einer Ausgangsspannung von 5 V (USB-Standard) ergibt das also einen Strom von 28,8 W / 5 V = 5,76 A. Das ist schon ziemlich hoch und dürfte für 99 % der Powerbanks auf einem Port nicht lieferbar sein. Zudem wäre deine Powerbank (5000 mAh) mit den üblichen Verlusten ziemlich schnell leer. Das ganze setzt dann noch einmal voraus, dass du deinen Stripe mit 5 V Spannung betreiben kannst. Ist also eher schwierig mit handelsüblichen Komponenten. Wenn man richtig basteln will, geht das aber sicherlich irgendwie.

      Ich hoffe, das hilft dir weiter!

      Grüße,
      Nils

      Antworten

      • Pikay

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        Hallo Nils,
        die Annahmebn basieren auf den technischen Daten der Leiste. 5 V-Leisten gibt es inzwischen einige (USB-Leisten). Aber nach einem Test hat sich herausgestellt, daß ich eine 2M-Leiste mit einem 5000mAh-Akku tatsächlich 4h betreiben kann. Was für mich bedeutet, daß die 0,24W eines LED Elemtes (SMD5050) nicht stimmen kann, bzw. nur bei Volllast und leuchten alle Farben passen könnte. Ich gehe mal von 0,06 Watt aus, dann komme ich mit den 4 Stunden hin. Dennoch überrascht mich das Ganze, nachdem offiziell eine SMD5050 ca. 0,24 Watt Aufnahme haben soll.

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        • Nils Waldmann

          Nils Waldmann

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          Hey Pikay,
          da hast du Recht. Die Leistungsaufnahme bezieht sich bei diesen LEDs auf die maximale Leuchtkraft bei allen Farben. Was hier denke ich passiert: Deine Powerbank begrenzt natürlich den maximalen Strom auf den für sie erlaubten Output pro Port. Dazu kommt, dass die LEDs im Betrieb eben weniger Leistung aufnehmen als angegeben. Es kann also schon sein, dass die LEDs nicht mit maximaler Helligkeit an deiner Powerbank arbeiten können. Aber wenn es läuft, ist doch super. Und 4 Stunden sind doch schon mal was 🙂

          Grüße!

          Antworten

  • Pikay

    |

    Ja, das stimmt, wobei ich nicht spüre daß die Leuchkraft leidet, denn ein Test mit einer anderen Powerbank 3000mAh (1A) bringt die gleiche Leuchtkraft.
    Testwerte 5V-Stripe:
    20 cm mit 11 LED ziehen maximal 30mA
    1 Meter mit 60 LED zieht maximal 600mA
    2 Meter mit 120 LED zieht maximal 1150mA
    Fazit: LED zieht maximal 9,6mA/5V = 0,048W pro LED
    Evtl. müßte ich mal eine 12V-Leiste an 12V austesten.
    Dazu noch eine Frage: Kann ich einen an einer Powerbank einen Volt-Booster von 5V auf 12 Volt einsetzen?
    Grüße Pikay

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

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      Na dann stimmten die Herstellerangaben wohl wirklich nicht!

      Das mit dem Step-Up-Wandler sollte theoretisch kein Problem sein. Kommt dann eben auf den Wandler an, was für eine Effizienz du erreichst. Musst eben nur auf den maximalen Strom achten, den der Wandler dauerhaft abkönnen muss, wenn du damit auf 12 V hoch gehst.

      Grüße!

      Antworten

  • Pikay

    |

    Die Herstellerangaben sind überall zu lesen. selötsam, ggf. werden ja auf den Stripes immer 3 oder 4 LEDs parallel-geschaltet, dann käme es zumindest annähernd hin.
    Bei dem Wandler-Thema hat mir jemand etwas über einen entsprechenden Test folgendes geschrieben, ausgehend davon daß auch hier die 0,24W stimmen:

    „LED 12 Volt 0,24 Watt ergibt 0,02 A x120 = 2,4 Ampere. Dies entspricht einem Lastwiderstand von 5 Ohm

    Dazu wurde dann 5,1 Ohm verwendet.

    Eingangsspannung am Modul 5 V Ausgang 12 V Nach Anschluss der Last betrug die Stromaufnahme 5,6 Ampere Die Ausgangsspannung betrug nur mehr 8 Volt . Die Einstellung über das Wandler-Poti funktionierte nicht mehr . Das heißt der DC/ DC verbaucht 3,2 Ampere Das hält er nicht lange aus . Ich würde sagen, dass es für diese Anwendung nicht brauchbar ist .

    Was hältst du davon. Was es mit dem Widerstand auf sich hat weiß ich nicht, dazu bin ich nicht genug im Thema.

    Pikay

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

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      Hey,
      naja, so pauschal kann man das nicht sagen. Klar gibt es Step-Up-Wandler die das können. Ist nur immer die Frage, wie weit man den Aufwand treiben will. Davon ausgehend, dass dein LED-Streifen tatsächlich nur 5,75 Watt benötigt (5V x 1,15 A), sollte ein einfacher Step-Up Wandler ja eigentlich reichen. Umgelegt auf 12 V müsst der ja dann einen Ausgangsstrom von 5,75 W / 12 V = 0,48 A bereitstellen. Das ist natürlich idealisiert, weil Verluste anfallen. Aber ich denke von 3A Verluststrom sind wir da weit entfernt. Aber wie gesagt, wenn es nun an 5 V läuft, würde ich mir den Aufwand nicht antun. 🙂
      Grüße!

      Antworten

  • Pikay

    |

    Ich werde mal einen Versuch starten, hab Wandler und 12V Stripe bestellt. Werde berichten.
    Hab heute noch eine 5V-Leiste bekommen und gesehen daß tatsächlich immer 3 LED auf einem Abschnitt sind und zwischen den ersten beiden LED 1 x 150 Ohm und zwischen dem zweiten und dritten LED 1 x 330 Ohm und 1 x 150 Ohm Widerstand verlötet sind. Muss ich jetzt davon ausgehen, daß pro 3 LED parallel ein Gesamt-Widerstand von 630 Ohm eingesetzt wird und somit mit den 5V nur max. 0,008 A pro LED anliegen und somit max. 0,04 W pro LED zustandkommen? … zumindest leuchtet dieser Stripe nicht so hell wie die andere bei dem statt der 330 nur 300 Ohm verlötet sind (= Summe 600 Ohm) . Sehr seltsam wo das doch nur 0,002W pro LEd ausmacht.

    Antworten

    • Nils Waldmann

      Nils Waldmann

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      Hi,

      das ist eine gute Frage. Das lässt sich schlecht von hier aus sagen. Dazu müsste man wissen, wie genau die Widerstände zu den LEDs geschaltet sind (Reihen- oder Parallelschaltung).

      Viel Glück mit dem 12 V-Experiment! 🙂

      Grüße!

      Antworten

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