Akkulaufzeit-Rechner

Bei einer einfachen Konstantstromlast ist die Batterielebensdauer in Stunden die Kapazität in Milliamperestunden (mAh) geteilt durch den Laststrom in Milliampere (mA). Eine 3.000-mAh-Zelle, die 150 mA liefert, läuft idealerweise etwa 20 Stunden, bevor sie erschöpft ist.

Die tatsächliche Laufzeit ist kürzer – Spannungsabfall, Temperatur, Alter und Abschaltkreise stoppen Geräte, bevor Null Volt anliegt. Überdurchschnittliche Stromspitzen (WLAN-Ausbrüche, Motoren) verringern die effektive Kapazität im Vergleich zu einer konstanten Banklast.

Beispiel: 2.500 mAh bei durchschnittlichem Stromverbrauch von 500 mA → 5 Stunden nominal. Bei 50 mA für einen Sensorknoten mit geringer Leistung → etwa 50 Stunden. Größe stromaufwärts für Spitzenstrom, nicht nur durchschnittlich.

Lithium-Ionen-Telefonpacks geben den mAh-Wert bei der Nennspannung der Zelle an – der tatsächlich nutzbare mAh-Wert sinkt mit zunehmendem Alter der Zelle und nach Hunderten von Ladezyklen. Planen Sie 80–90 % der Etikettenkapazität für mehrjährige Projekte ein.

Spitzenwerte sind wichtig: Ein Gerät, das im Durchschnitt 150 mA verbraucht, während der Funkübertragung jedoch auf 800 mA ansteigt, kann bei einer Versorgung, die nur für den Durchschnitt ausgelegt ist, ausfallen. Fügen Sie der Reglerleistung Volumenkapazität oder Spielraum hinzu.

Bearbeitetes Beispiel mit Standardeinstellungen: 3.000 mAh Kapazität ÷ 150 mA Verbrauch = 20 Stunden nominal. Durch die Verdoppelung des Stromverbrauchs auf 300 mA halbiert sich die Laufzeit auf 10 Stunden – der Zusammenhang ist für dieses ideale Modell linear.

Einschaltdauergeräte benötigen einen gewichteten Durchschnittsstrom, nicht nur den Spitzenstrom. Ein Wi-Fi-Sensor, der alle 60 Sekunden 2 Sekunden lang 150 mA verbraucht, beträgt durchschnittlich etwa 5 mA – eine weitaus längere Laufzeit als 3000 mAh ÷ 150 mA würde vorhersagen, wenn Sie die Größe für den Burst ausgelegt hätten. Burst-WLAN mit 150 mA für 2 s alle 60 s beträgt durchschnittlich etwa 5 mA – linear 3000 ÷ 150 überbewertet die Lebensdauer, es sei denn, der Arbeitszyklus wird modelliert.

Aufgrund des Peukertschen Gesetzes (für Blei-Säure) und der Lithium-Entladungskurven gehen die mAh-Werte von einer bestimmten C-Rate aus. Die Entnahme von 3000 mA aus einer 3000-mAh-Telefonzelle (1C) ergibt oft weniger als eine Stunde; Bei 150 mA (0,05 °C) können Sie den linearen Schätzwert leicht überschreiten. Die 1C-Entnahme aus einer 3000-mAh-Zelle dauert oft weniger als eine Stunde – 150 mA bei 0,05C können die ideale lineare Schätzung leicht übertreffen.

Parallele identische Zellen erhöhen die mAh, während die Reihenschaltung die Spannung erhöht. Zwei parallel geschaltete 3000-mAh-Zellen mit derselben Spannung liefern immer noch 150 mA Last, teilen sich diese jedoch – jede Zelle sieht etwa 75 mA, was die Zyklenlebensdauer im Vergleich zu einer Zelle mit voller Leistung verlängert. Parallel geschaltete 3000-mAh-Zellen teilen sich eine 150-mA-Last (jeweils ~75 mA) – die Reihenschaltung erhöht die Spannung, nicht die Laufzeitstunden bei gleichem Strom.