Batterielaufzeit-Rechner
Schätzt die Laufzeit einer Batterie aus Kapazität, Last, Wirkungsgrad und optionaler Peukert-Korrektur.
Kapazität, Aktiv- und Standby-Last, Nennspannung und getrennte Reduktionsfaktoren eingeben. Die Peukert-Korrektur nur mit einem herstellerseitig belegten Exponenten und der Nennentladezeit anwenden.
Temperaturfaktor, Peukert-Exponent und Nennentladezeit aus dem Batteriedatenblatt übernehmen. Ohne diese batteriespezifischen Werte die Peukert-Korrektur deaktiviert lassen.
- Iavg = Iactive × duty + Istandby × (1 − duty)
- Ibatt,avg = Iavg / η
- Cusable = Crated × DoD × f_temp
- t(h) = Cusable / Ibatt,avg
- E(Wh) = Crated × Vnom
So funktioniert es
- 1
Kapazität und Last eintragen
Für die Kapazität mAh, Ah oder Wh wählen, für die Last mA, A oder W. Bei Wh oder W rechnet der Rechner mit der Nennspannung in Ampere um.
- 2
Korrekturfaktoren aus dem Datenblatt setzen
Nennspannung des Packs, Umwandlungswirkungsgrad, zulässige Entladetiefe und Temperatur-Kapazitätsfaktor eintragen. Werte aus den Datenblättern von Batterie, Ladegerät, Wechselrichter oder Gerät verwenden; die Startwerte sind keine universellen Vorgaben.
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Optional Peukert-Korrektur einschalten
Die Korrektur nur aktivieren, wenn der Hersteller einen Peukert-Exponenten und die Referenzzeit der Kapazitätsangabe nennt. Andernfalls den Exponenten bei 1 lassen. Der Rechner zeigt ideale und korrigierte Laufzeit, mittlere Last, nutzbare Kapazität und die Empfindlichkeit bei 10 % Laständerung.
Wie lange eine Batterie wirklich hält
Alessandro Volta baute 1800 die erste Batterie aus Kupfer- und Zinkscheiben, getrennt durch salzwassergetränktes Tuch. Die Grundgleichung für die Laufzeit lautet weiterhin Kapazität geteilt durch mittlere Last. Eine brauchbare Schätzung hält jedoch vier Größen getrennt: Umwandlungswirkungsgrad, zulässige Entladetiefe, temperaturkorrigierte Kapazität und eine vom Datenblatt gestützte Entladeratenkorrektur. Die optionale Peukert-Beziehung beschreibt, wie die effektive Kapazität bei steigendem Entladestrom sinkt. Sie wurde für Bleiakkus entwickelt; Exponent und Referenzbewertung müssen daher vom Hersteller stammen. Ohne belastbaren Wert bleibt der Exponent bei 1. mAh und Ah messen Ladung, Wh dagegen Energie. 3000 mAh bei 3,7 V ergeben 11,1 Wh, bei 1,2 V dagegen 3,6 Wh. Die FAA-PackSafe-Regeln verwenden Wh: Lithiumbatterien bis 100 Wh sind im Handgepäck grundsätzlich zulässig, bei 101–160 Wh ist die Genehmigung der Fluggesellschaft nötig. Abschaltspannung, Batteriemanagement, Alterung und Lastspitzen können die reale Laufzeit dennoch verändern; das Ergebnis ist eine technische Schätzung, keine Garantie.
Typische Stolperfallen
mAh mit Wh verwechseln. Die FAA-Grenzen gelten pro Lithiumbatterie in Wattstunden. Ein 27.000-mAh-Pack bei 3,7 V hat 99,9 Wh, dieselbe Ah-Angabe bei 12 V jedoch 324 Wh. Vor der Reise Kennzeichnung und Regeln der Fluggesellschaft prüfen.
Einen unbelegten Peukert-Exponenten verwenden. Die Korrektur reagiert empfindlich auf Exponent und Referenz-Entladerate. Herstellerwerte verwenden oder den Exponenten bei 1 lassen und das einfache Ergebnis als unkorrigierte Schätzung behandeln.
Einen pauschalen Kältefaktor raten. Temperatureffekte hängen von Chemie, Zelldesign, Entladerate und Abschaltspannung ab. Den Temperatur-Kapazitätsfaktor des Herstellers für den vorgesehenen Betriebspunkt eintragen.
Wirkungsgrad, Entladetiefe und Temperatur in einem unklaren Derating zusammenfassen. Diese Größen beschreiben verschiedene Verluste und Grenzen; der Rechner zeigt sie deshalb getrennt und berechnet daraus die nutzbare Kapazität.
Nicht zusammenpassende Zellen oder Module mischen. Ein Reihen- oder Parallelpack wird durch sein schwächstes Element und die Regeln des Batteriemanagements begrenzt. Vorgaben des Herstellers zu Paarung, Balancierung und Austausch befolgen.
Häufig gestellte Fragen
Was besagt Peukerts Gesetz eigentlich?
Peukerts Zusammenhang beschreibt, wie die effektive Kapazität eines Bleiakkus mit steigendem Entladestrom sinkt. Der Rechner verwendet C_eff = C_rated × (I_ref / I)^(k − 1). Für einen idealen Akku gilt k = 1,00. Victron nennt 1,25 als vertretbaren mittleren Standardwert für viele Bleiakkus; der richtige Exponent und der Nennprüfstrom müssen jedoch vom Hersteller stammen. Ohne belastbaren Peukert-Wert k auf 1,00 lassen.
Warum hält mein Handy nie so lange wie die mAh-Angabe vermuten lässt?
Die Kapazitätsangabe wird unter festgelegten Prüfbedingungen ermittelt. Display, Funkmodule, Prozessor, Leistungswandlung, Temperatur, Abschaltspannung und Alter verändern die nutzbare Energie. Ein Gerät mit wechselnder Last lässt sich mit Aktivlast, Standby-Last und Tastverhältnis abbilden. Wirkungsgrad und Temperaturfaktor nur mit einem Messwert oder einer begründeten Datenblattannahme verwenden.
Was ist der Unterschied zwischen mAh und Wh?
mAh ist Ladung, Wh ist Energie. Zwei 3000-mAh-Akkus speichern bei unterschiedlichen Nennspannungen unterschiedliche Energie: 3000 mAh bei 3,7 V sind 11,1 Wh, bei 1,2 V nur 3,6 Wh. Umrechnen mit Wh = V × Ah. Die FAA verwendet Wattstunden für Passagierbatterien: Bis 100 Wh sind sie im Allgemeinen zulässig, 101 bis 160 Wh benötigen die Zustimmung der Fluggesellschaft und unterliegen Mengen- und Verpackungsregeln.
Wie beeinflusst die Temperatur die Laufzeit?
Temperatur verändert nutzbare Kapazität, Innenwiderstand, Spannungseinbruch und Alterung. Die Stärke hängt von Zellchemie, Entladestrom und Abschaltspannung ab. Den Kapazitätsverlauf im Datenblatt lesen und den verbleibenden Kapazitätsanteil in das eigene Temperaturfeld eintragen; er bleibt vom Wirkungsgrad getrennt.
Was bedeutet Entladetiefe (DoD) für die Laufzeit?
Die Entladetiefe ist der Anteil der Nennkapazität, der vor dem Stoppen genutzt werden soll. Bei 50 % DoD stehen im Laufzeitmodell 50 Ah einer 100-Ah-Angabe zur Verfügung. Der passende Grenzwert hängt von Chemie, gewünschter Zyklenzahl, Batteriemanagement und Herstellerangaben ab und hat deshalb ein eigenes Eingabefeld.
Warum ist der Akku nach einem Jahr im Schrank schlechter?
Kapazität kann durch Kalenderalter, Ladezustand bei der Lagerung, Temperatur und Zyklenhistorie sinken. Die Geschwindigkeit unterscheidet sich stark nach Chemie und Produkt. Den Pack messen oder seine aktuell geprüfte Kapazität als Eingabe verwenden; bei einem älteren Akku nicht automatisch von der ursprünglichen Nennangabe ausgehen.
Reicht mAh geteilt durch mA für die Stundenzahl?
Für eine ideale Konstantstromschätzung ja: 2500 mAh ÷ 250 mA = 10 Stunden. Der Rechner zeigt diesen einfachen Wert neben einer korrigierten Schätzung. Tastverhältnis, Wandlungsverluste, nutzbare Entladetiefe, Temperatur, Abschaltspannung, Alter und ein belegter Peukert-Exponent können das reale Ergebnis verändern.
Calcflux / battery-life-1.2.0
Berechnungsnachweis
- Formelversion
- battery-life-1.2.0
- Geprüft
Formel
t = [C × I_ref^(k−1) × DoD × f_temp] / [D × (I_active/η)^k + (1−D) × (I_standby/η)^k]Annahmen
- Nennkapazität, Spannung und Korrekturfaktoren stammen aus dem Datenblatt der Batterie oder Zelle.
- Temperaturfaktor, Peukert-Exponent und Nennentladezeit aus dem Batteriedatenblatt übernehmen. Ohne diese batteriespezifischen Werte die Peukert-Korrektur deaktiviert lassen.
Grenzen
- Abschaltspannung, Batteriemanagement, Alterung und Lastspitzen können die Laufzeit verändern.
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