XTAR PB2S erreicht die versprochene Kapazität nicht

[Gummiente]

Hallo zusammen,
ich benutze meinen XTAR PB2S mit 2x Samsung 21700 50E als Powerbank.
Die Akkus haben eine Kapazität von 5000 mAh. Somit hat die Powerbank theoretisch 10.000 mAh.
Dass das unrealistisch ist, ähnlich wie die Verbrauchswerte bei Autos, ist klar. Dennoch wollte ich das mal testen. Ich besitze ein USB-Wattmeter, welcher mir Spannung und Strom anzeigt und auch Watt, Ah und Wh errechnet.
Die beiden Akkus wurden mit einem Miboxer C4 auf 4,2 V geladen.
Nun habe ich an das PB2S das Wattmeter angeschlossen und daran einen USB-Lastwiderstand, den man per Poti einstellen kann. Sowas:
https://www.amazon.de/dp/B07WP1FP82

Den auf 1,5 A eingestellt und mal einige Stunden laufen lassen. Nach 5 Stunden und 40 Minuten zeigte das PB2S noch 1% an, das Wattmeter war aber erst bei rund 5700 mAh.

Endgültig abgeschaltet hat das PB2S nach 6058 mAh. Das ist etwas enttäuschend.
Die Akkus hatten danach beide 3,11 V (gemessen mit einem normalem Multimeter und dem Minoxer C4). Das Miboxer hat sie dann mit 1 % Restkapazität angezeigt.

Testweise habe ich das mit einer Powerbank von Ravpower ebenfalls probiert. Diese ist mit 6700 mAh angeben, mit dieser Prozedur habe ich rund 3600 mAh rausbekommen.

Mache ich etwas falsch? Kann ich mein Messgerät vergessen? Sind das die üblichen Schwankungen und Tricksereien der Hersteller?
Könnte es anders aussehen, wenn der Test mit deutlich niedrigerem Strom gemacht wird? Mal mit 0,3 A testen oder so?

Außerdem stimmen die Anzeige von Spannung und Strom der beiden Geräte nicht überein. Woran könnte das liegen?:



Vielen Dank und einen schönen Sonntag

 

[Lux-Perpetua]

Ich habe dazu einmal diesen recht interessanten Link herausgesucht:
https://www.allround-pc.com/artikel...-kapazitaet-eurer-usb-powerbank-so-gering-ist

Solche erheblichen Abweichungen sind m.E. absolut normal:

Ein Samsung 50E hat ca. 16-17Wh an Energie. Deine gemessenen 28,5Wh entsprechen einer Kapazität von ca. 7.700mAh (für beide Akkus) bei Umwandlung von den internen 3.7V auf 5V Spannung am USB-Tester, d.h. 77% der Nennkapazität beider Akkus. Die Spannungsumwandlung (3.7V auf 5V auf 3.7V) führt je nach Endgerät i.d.R. zu einem Verlust von 20-30%. Zudem wurden beide Akkus nur bis auf 3.11V und damit nicht vollständig auf 2.5V entladen.

 

[steidlmick]

Bei konstanter Entladung mit 1 A auf 3.1 V kann man bei einem Samsung 50E ungefähr 4500 mAh entnehmen, also für beide zusammen ungefähr 9000 mAh, vorausgesetzt die Akkus waren komplett voll. Das entspricht ungefähr 33 Wh.
Nun muss man gewisse Verluste durch den Wandler im Inneren der Powerbanks berücksichtigen und realistisch ist eine Effizienz von ca. 80%.
Bei 33 Wh kombinierter Kapazität wären ca. 26 - 27 Wh entnehmbare Energie realistisch, finde ich.

Da du den Ausgang mit 7.5 W belastet hast (5 V * 1.5 A), wäre eine Laufzeit von ca. 3,5 h realistisch (26 Wh / 7.5 W = 3,467 h). Du hast aber von mehr als 5,5 h geschrieben. Das passt nicht zusammen.
Selbst wenn wir von 100% Effizienz ausgehen würden und 33 Wh Gesamtenergie, dann würden bei 7.5 W am Ausgang nur 4,4 h Laufzeit rauskommen (33 Wh / 7.5 W = 4,4 h).

Die Messwerte und die Laufzeiten passen überhaupt nicht zusammen, da ist irgendwo der Wurm drin. Mein erster Verdächtiger wäre der USB-Tester.

Man kann es auch anders angehen:
Wenn man über eine Laufzeit von 5,5 h einen Strom von 1.5 A fließen hat, dann sind das rechnerisch 8.25 Ah. Der Tester rechnet aber was um die 5.7 Ah für mehr als 5,5 h aus, was nicht passen kann.
Wenn man annimmt, dass über eine Laufzeit von ca. 5,5 h eine Energie von ca. 28 Wh zusammenkam, dann kann der Ausgang nur mit ca. 5 Watt belastet gewesen sein.
Egal wie man es dreht und wendet, die Zahlwerte sind in dieser Kombination total unplausibel.

 

[Gummiente]

Vielen Dank für eure Beiträge.
Der Beitrag von Lux-Perpetua ist schon mal sehr interessant.
Ich hab vergessen zu erwähnen, dass ich am Anfang des Tests mein Handy geladen habe. Wollte die Energie wenigstens noch ein bisschen sinnvoll nutzen.
Das hat ebenfalls mit 5 V, aber mit knapp 2 A geladen.
Das war wohl kontraproduktiv für meinen Test.

Für den Test mit der Powerbank von Ravpower wurde aber ausschließlich der USB-Lastwiderstand verwendet und dort sind die Werte aber auch sehr weit auseinander.
Angabe Powerbank: 6700 mAh, gemessen: 3600 mAh
USB Wattmeter: 5 V, 1,5 A
17,7 Wh und 2 Stunden, 21 Minuten.
Auf der Powerbank steht 24,7 Wh. Also habe ich rund 71 % rausbekommen. Das ist doch ok, bezogen auf den Wirkungsgrad.

Das ist doch schon viel realistischer und der Test mit den 50E wurde durch das Handyladen total verfälscht, oder?

Es ist also sinnvoller Wh zu ermitteln und zu vergleichen als mAh, richtig?
Dann passt es auch wieder zu den errechneten 77% von Lux-Perpetua.

Kleiner Nachtrag. Ich habe gerade gesehen, dass das USB Wattmeter 30 Wh gemessen hat, bevor das PB2S abgeschaltet hat (Der speichert die Werte und nach dem Abschalten habe ich ihn an einen anderen USB Ausgang angeschlossen. Ohne Last natürlich.)
Mit den errechneten 33 Wh von steidlmick sind das ja 90 % Wirkungsgrad und damit richtig gut

 

[steidlmick]

Ich hab vergessen zu erwähnen, dass ich am Anfang des Tests mein Handy geladen habe. .
..
Das war wohl kontraproduktiv für meinen Test.

Ja, allerdings!
Kein Wunder, dass die Zahlenwerte überhaupt nicht zueinander passen...

Das ist doch schon viel realistischer und der Test mit den 50E wurde durch das Handyladen total verfälscht, oder?

Vermutlich, aber bei den widersprüchlichen Angaben kann man das jetzt nicht mehr nachvollziehen.

Es ist also sinnvoller Wh zu ermitteln und zu vergleichen als mAh, richtig?

Ja, unbedingt, weil du ja unterschiedliche Spannung hast!

Ein Lithium-Akku hat eine Nennspannung von 3.7 V und USB arbeitet normalerweise mit 5.0 V.
Wenn man die Spannung hochregelt, dann geht der Strom entsprechend zurück (und in Folge auch der Wert für die Amperestunden). Daher ist der Energieinhalt in Wattstunden Wh als Vergleichswert in solchen Fällen viel aussagekräftiger, weil sich dieser aus der Multiplikation von Strom, Spannung und Zeit ergibt.