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Verständnisfrage zu QC Li-Ion / Li-Po Powerbanken: die mAh richtig interpretieren

19 Mai 2020
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Hallo,

ich habe mehrere Beiträge bzw. Artikel zu QC (Quick Charge) Powerbanken gelesen, dennoch möchte ich gerne wissen, ob mein Verständnis der mAh Bezeichnung richtig ist.
Nehmen wir als Beispiel eine QC Datenbank mit folgenden Daten:
  • Li-Ionen
  • Kapazität: 20000 mAh bei 3,6 V (72 Wh)
  • USB-C Ausgang / Eingang: DC5V3A / 9V3A / 12V3A / 15V3A / 20V2.25A (PD 45W)
  • Größe: 180 x 80 x 22 mm
Mir geht es darum, dass sich die mAh Angabe auf die native Kapazität der Li-Ion Zellen bezieht, d.h. bei 3,7 V.
Bei der konkreten PWB würde ich behaupten (aufgrund der Maße), dass sie aus 8 Stück 18650 Zellen (o.ä.) besteht, die jeweils 20000 / 8 = 2500 mAh Kapazität haben. Die sind (vermutlich) parallel geschaltet und werden über einen Step-Up Konverter auf 5/9/12/15/20 V gebracht. Bei 100% Spannungsumwandlung (urealistisch) würde das bedeuten, dass die PWB ca. folgende (theoretische) "mAh" Kapazität haben könnte:
5V / 14.800 mAh
9V / 8.200 mAh
12V / 6.200 mAh
15V / 5.000 mAh
20V / 3.700 mAh
In der Realität würde die Kapazität noch weniger betragen bzw. wäre Ausgangsstrom-abhängig.
Wenn ich für eine Lichterkette mit 9V und 1A Stromverbrauch (nur als Bespiel) eine PWB mit "20000 mAh" nehmen würde, dann würde die Kette nicht 20 Stunden (20 Ah Kapazität / 1 A Stromverbrauch), sondern max. 8 Stunden leuchte (eher weniger, u.a. wegen Verlusten im Step-Up).

Ist mein Verständnis korrekt?
 

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
16.351
12.425
113
im Süden
Ist mein Verständnis korrekt?
Ja, völlig.

Rechne beim Step-Up mit maximal 85% Wirkungsgrad.
Am einfachsten geht die Rechnerei über Energie:
Die Zellen enthalten 72 Wh.
Wirkungsgrad 85% - also rund 60 Wh davon nutzbar.
60 Wh / 5 V = 12 Ah
60 Wh / 12 V = 5 Ah
60 Wh / 20 V = 3 Ah
Das ist eine grobe Näherung.
Mit steigender Ausgangsspannung verschlechtert sich der Wirkungsgrad des Aufwärtswandlers. Ebenso mit steigendem Ausgangsstrom. Und beides führt zu höherem Zellenstrom, also niedrigerer Zellenspannung, also weniger entnehmbarer Energie. Allerdings: Entlädt man eine PB innerhalb von mehr als 3h, dann ist die Stromlast für die Zellen so gering, dass dieser Effekt praktisch keine Rolle spielt. Unabhängig von der Ausgangsspannung.
 
  • Danke
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