Wie oft kann ich mein Handy mit einer Powerbank aufladen?

Wähle dein iPhone oder Android Handy und die Speicherkapazität deiner Powerbank die du kaufen willst aus und finde schnell heraus wie oft du dein Handy damit aufladen kannst:

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Wissen Sie, für wie viele Aufladungen 10000 mAh reichen? Oder 20000 mAh?

Viele der Nutzer, die wissen wollen wie oft sie ihr Handy mit einem externen Akku aufladen können, sind der Meinung, dass man die genannte Kapazität der Powerbank einfach durch die Kapazität des Smartphones dividieren könnte, um die maximale Anzahl an Aufladungen zu erhalten.

Das heißt:

Anzahl der Aufladungen = Kapazität der Powerbank (mAh) / Kapazität der Smarphones (mAh)

Zum Beispiel:

Wenn wir eine Powerbank mit 10400 mAh Kapazität und ein Handy mit einem 2600 mAh starken Akku haben. Wie oft könnte man dieses Smarhphone mit der Powerbank aufladen?

Wenn wir die eben genannte Formel anwenden erhalten wir 4 vollständige Aufladungen:

Anzahl der Aufladungen = 10400 mAh / 2600 mAh = 4 Mal

Leider Falsch!

Das liegt daran, dass die tatsächliche Kapazität eines externen Akkus immer ein wenig niedriger ist. Ein Teil der Energie wird beispielsweise bei der Spannungsumwandlung verbraucht, was zudem von der Effizienz der Leiterplatte und der Qualität der Komponenten abhängt.

Um die tatsächliche Anzahl der Ladungen herauszufinden, müssen Sie die tatsächliche Kapazität der Powerbank berücksichtigen:

Anzahl der Aufladungen = Reale Kapazität der Powerbank (mAh) / Kapazität der Smartphones (mAh)

Das ist das größte Problem, dass die meisten Käufer haben, wenn sie darüber nachdenken einen externen Akku zu kaufen. Dass sie nicht wissen wieviel Kapazität sie tatsächlich zur Verfügung hätten:

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Bestandteile einer Powerbank

Zuerst, sollten Sie die zwei Grundelemente einer Powerbank kennen lernen:

  • Ein Lithium-Ionen-Akku: gebildet durch eine oder mehrere parallel geschaltete Zellen.
  • Ein elektronischer Schaltkreislauf: Batteriemanagementsystem (BMS), was den Prozess des Ladens und Entladens der Batteriezellen verwaltet.

Die tatsächliche Kapazität des externen Akkus hängt von der Qualität der Komponenten ab, die bei der Herstellung verwendet wurden, und davon, wie effizient der Schaltungskreislauf ist, der die Spannungsumwandlung durchführt.

Akku

Ein externer Akku kann aus einer oderer mehrerer Lithium-Ionen-Zellen (Typ 18650) oder einem Lithium-Polymer-Akkumulatoren gebildet werden.

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power bank components li-polymer cell

Heutzutage werden die neueren Powerbanks mit Lithium-Polymer-Akkumulator Akkus hergestellt, da diese  kompakter und leichter sind.

Alle genutzten Zellen verfügen über eine Spannung zwischen 3,6 und 3,7 V und einer Kapazität die zwischen 1500 mAh und 3600 mAh variiert.

Wenn der Akku unserer Powerbank aus mehreren gleichzeitig geschalteten Zellen besteht, entspricht die Batteriespannung der Nennspannung der Zellen und die Gesamtkapazität entspricht der Summe der Kapazität jeder Zelle.

Wenn wir zum Beispiel eines externen Akkus mit Zellen vom Typ 18650 mit 3350 mAh und 3,7 V bauen, wären die Gesamtkapazität und Batteriespannung der Powerbank:

  • Mit 1 Zelle: 3350 mAh/3,7V
  • Mit 2 Zellen: 6700 mAh/3,7V (2 x 3350 mAh)
  • Mit 3 Zellen: 10050 mAh/3,7V (3 x 3350 mAh)
  • Mit 6 Zellen: 20100 mAh/3,7V (6 x 3350 mAh)

Elektronischer Kreislauf

Der USB-Port der Powerbank, der zum Aufladen unserer Geräte verwendet wird, arbeitet mit einer Spannung von 5 V, aber denken Sie daran, dass der Akku der Powerbank eine Spannung von 3,7 V hat

Der interne Schaltkreislauf des externen Akkus ist verantwortlich für die Erhöhung der Spannung von 3,7 V des Akku auf die 5 V, die vom USB Port benötigt werden.

Darüber hinaus erfüllt dieser Kreislauf weitere Funktionen, wie den Schutz vor Überspannung, Kurzschluss, Überlastung, Temperaturkontrolle, etc.

Er ist auch für die Überwachung der Belastung der einzelnen Zellen zuständig, der Steuerung der LED-Anzeige und der Anzeige des Batterieladestatus auf der LED-Anzeige …

All diese Funktionen, die vom internen Kreislauf ausgeführt werden, verbrauchen Energie, die die verbleibende Kapazität der Powerbank zum Wiederaufladen des Smartphones beeinflusst.

Diese „Energiekosten“ hängen von der Effizienz des Schaltkreislaufes ab. Abhängig von der Konstruktion und der Qualität der Komponenten, die bei der Herstellung verwendet wurden, verbrauchen einige externe Akkus mehr oder weniger Energie.

Aus diesem Grund empfehlen wir keine billigen Powerbanks unbekannter Marken zu kaufen, da diese sicherlich minderwertige Lithium-Ionen-Akkus und ineffiziente und unsichere Schaltkreise verbaut haben.

Im Allgemeinen haben die externen Akkus die es zu kaufen gibt eine interne Schaltung mit einer Energieeffizienz von 85%. Einige Marken wie Xiaomi oder Anker bieten Modelle mit einem Wirkungsgrad von mehr als 90% an.

Es sollte klar sein, dass kein Produkt jemals 100 % effektiv sein kann.

Physikalisch ist es unmöglich, Energie von einem auf ein anderes Gerät zu übertragen ohne dabei Energie zu verlieren.

Wie kann man die reale Leistung einer Powerbank berrechnen?

Da wir nun die Hauptbestandteile eines externen Akkus kennen, die je nach Qualität eine bessere oder schlechtere Leistung haben, schauen wir uns nun das Verfahren zur Berechnung der tatsächlichen Kapazität eines externen Akkus an:

Die Energie einer Powerbank

Zuerst erklären wir den Unterschied von Kapazität und Energie:

  • Amperestunden (Ah) ist eine Maßeinheit für die elektrische Ladung die die Kapazität eines Akkus repräsentiert. Sie wird normalerweiße in Milliamperestunden (mAh) gemessen.
  • Wattstunde (Wh) ist eine Maßeinheit der elektrischen Energie. Sie berrechnet sich wie folgt: Wh=Ah x V.

Wenn wir mit unserem vorherigen Beispiel weitermachen und eine Powerbank mit einer Kapazität von 10400 mAh verwenden, bedeutet das, dass diese aus 4 Lithium-Ionen-Zellen (18650) mit 2600 mAh besteht, die parallel mit einer Spannung von 3,7 V zusammengesetzt sind.

Damit könnte die gesamte Energie, die diese Powerbank liefern kann, sein:

Gesamtenergie = 10400 mAh x 3,7V = 38480 mWh

Spannungsumwandlung

Wie bereits erwähnt, arbeitet der USB-Port des externes Akkus mit einer Spannung von 5V. Dann muss der interne Schaltungskreislauf die Spannung von 3,7 V auf 5 V erhöhen.

Nach dieser Umwandlung wird die am Ausgang verfügbare elektrische Ladung reduziert:

38480 mWh / 5V = 7696 mAh

Energieeffizienz der Schaltung

Andererseits muss berücksichtigt werden, dass der interne Schaltkreisluaf der Powerbank während des Spannungswandlungsprozesses Energie verbraucht. Es ist kein verlustfreier Prozess, es gibt immer Energieverluste.

Unter der Annahme, dass wir eine Powerbank mit guter Qualität verwenden, derer Schaltkreislauf eine Umwandlungseffizienz von 90% hat, wäre die verfügbare Kapazität am Ausgang:

Reale Kapazität = 7696 mAh x 0,90 = 6926 mAh

Das heißt, dieser externe Akku mit 10400 mAh liefert 6926 mAh an den Ausgang, was die tatsächliche Kapazität ist, die zur Aufladung unseres Handys zur Verfügung steht.

Anzahl der Aufladungen

Daher können wir unser Smartphone mit 2600 mAh mit dieser Powerbank wie folgt aufladen:

Anzahl der Aufladungen = 6926 mAh / 2600 mAh = 2,66 Mal

Wir erinnern Sie daran, dass diese Prozedur unter bestimmten idealen Bedingungen ausgeführt wird, das heißt: Es wird angenommen, dass eine neue Powerbank mit einem Akku in gutem Zustand verwendet wird.

Außerdem sollte das Handy während des Ladevorgangs nicht benutzt werden, da es mehr Energie verbraucht: offene Anwendungen im Hintergrund, WIFI, Helligkeit des Bildschirms … damit wird die Kapazität des externen Akkus für die nächsten Ladevorgänge verringert.

Beispiel für die tatsächliche Kapazität der Powerbank Anker Astro Mini

Lassen Sie uns nun ein Beispiel für die tatsächliche Kapazität der Anker Astro Mini Powerbank anschauen, um ungefähr zu wissen, wie oft wir damit unser Handy aufladen könnten, wenn wir diesen externen Akku kaufen würden.

Diese Powerbank hat eine 18650  Lithium-Ionium-Akku mit 3200 mAh / 3,7 V und in der folgenden Abbildung sagt uns der Hersteller, wie oft Sie die folgenden Geräte laden können:

Lassen Sie uns die tatsächliche Kapazität des externen Akkus von Anker abschätzen:

Anker ist eine Marke von hoher Qualität, die garantiert, dass seine Powerbanks eine Energieeffizienz von 92% haben:

Reale Kapazität = 3200 mAh x (3,7V/5V) x 0,92 = 2178,56 mAh

Wenn wir die Kapazität des Smartphones auf der Abbildung kennen und davon ausgehen, dass der Zustand des Akkus neu ist, können wir die Anzahl der ungefähren Aufladungen berechnen, die wir mit der Powerbank von Anker nutzen könnten:

Obwohl der Hersteller Anker bereits auf der Abbildung Hinweise für die zur Verfügung stehenden Aufladungen für einzelne Geräte gibt, ist das Samsung Galaxy S5 mobile ein deutliches Beispiel dafür, worüber wir gesprochen hatten:

SmartphonesKapazitätAnzahl der Aufladungen
Galaxy Note 33200 mAh0,70
iPad Mini4490 mAh0,5
HTC One M82300 mAh1
Galaxy S52800 mAh0,8
Nexus 52300 mAh0,95
iPhone 5S1510 mAh1,5

Se non avessimo avuto in

Wenn wir nicht berücksichtigt hätten, dass die Kapazität des Anker Astro Mini niedriger ist, könnten wir denken, dass wir mit dieser Powerbank das Samsung S5 voll und ganz aufladen würden … obwohl das nicht stimmt! Wir hätten nur 80% Akku!

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