Leserartikel Powerbank - Warum keine hält was sie verspricht

[Lar337]

Dein erster Absatz hat irgendwie nichts mit dem Thema zu tun. Ich weiß nicht, welche Spannungsänderungen der Zellen beim Laden und Entladen irgendwer miteinander verrechnen wollte.

Wenn in der Powerbank Linearregler verbaut sind, dann würde das bedeuten, dass die Spannung des Akkus über 5V liegen müsste - andernfalls müsste man sie hochregeln. Geht natürlich auch, indem zwei in Reihe geschaltete Zellen verbaut werden (7,4V). Das sprengt deine Argumentation dann aber völlig, weil ja (zumindest bei der Entnahme aus der Powerbank und dem Laden des Handyakkus) nie die Spannung hochgeregelt wird, sondern nur runter.
In der Tat ließe in dem Fall, dass man die Überflüssige Spannung einfach über einem Widerstand abfallen lässt, der maximale Wirkungsgrad mittels der Spannung berechnen. n_max = 7,4V / 3,7V = 50%
Zugegeben: Sehr ungenau, da die Spannungen nicht konstant sind.

genau. es geht um das laden eines smartphoneakkus mit einer powerbank. mein beispiel ist das laden eines smartphoneakkus mit einer powerbank. das ist ja dermaßen am thema vorbei ....

Ja ist es. Das Thema war deine Argumentation mit dem Dreisatz bei der Spannungswandlung. In deinem Beispiel findet aber (deiner Aussage nach) keine statt. Also: Am Thema vorbei.
Dein Beispiel zielt eher auf den Coulomb-Wirkungsgrad von Li-Ionen Akkus ab. Denn wenn keine weitere Elektronik im Spiel ist, bleibt ja nur der Akku als Ursache für den schlechten Wirkungsgrad.
Hier allerdings ist an deiner Messung schon irgendwas merkwürdig:
1.) Der Coulomb-Wirkungsgrad eines Li-Ion Akkus beträgt nahezu 100%. Das entspricht einerseits der Anschauung (wenn ständig Elektronen in permanenten Reaktionen gebunden würden, wäre ein Akku wohl recht schnell kaputt) und andererseits der Info auf Wikipedia
2.) Wie du selbst in deinem letzten Post gesagt hast, kann man einen Akku nur schwer mit einem anderen Akku direkt laden. Der andere Akku müsste ein ganzes Eck größer sein als der zu ladende, damit die Spannung möglichst auf der Höhe der Ladeschlussspannung bleibt. Sonst bricht der Ladevorgang spätestens dann ab, wenn die Spannungen beider Akkus gleich sind. Nebenbei wird der zu ladende Akku zu Beginn recht stark belastet, man lädt eigentlich nicht direkt mit Ladeschlussspannung... Auch wenn der vielleicht nicht tatsächlich in der Luft fliegt.

Nebenbei hast du doch gesagt, die Powerbank liefert 5V - da würde der Akku auf jeden Fall zerstört werden. Und eigentlich geht es ja sogar um diese 5V. Aber das ist ja auch der Grund, warum dein Beispiel am Thema vorbei ging. Es geht um den von mir uA in #16zitierten Absatz - und der ist falsch. Ich weiß nicht, warum du ständig das Thema wechelst?!

 

[habichtfreak]

neuer testkanditat: Easyacc pb20000ms

außerdem hab ich zwei neue vergleiche ergänzt (siehe 5. im ersten post).

 

[Yann1ck]

Leserartikel auf Startseite erwähnt!

Glückwunsch, dieser Leserartikel hat es auf die Startseite von ComputerBase geschafft!

 

[fanatiXalpha]

ich hoffe du hast dein Thema abonniert und siehst es, aber

stattdessen den Werbetest umschreiben und das ganze Rezession nennen.

da sollte wohl Rezension stehen, oder?
ansonsten fand ich es sehr aufschlussreich, danke dafür

 

[habichtfreak]

auf den fehler hat mich jemand schon vor einer weile aufmerksam gemacht. hab ich wohl vergessen zu korrigieren, aber jetzt hab ich es gleich gemacht

 

[kaffeetrinken_]

Moin erstmal. Generell freue ich mich über dieses Review sehr. Man liest einfach so wenig zu dem Thema hier, dabei schätze ich, dass recht viele Computerbasler eine Powerbank nutzen.
Weiterhin großen Respekt für die Mühe. So einen ausführlichen Grundlagenteil sieht man selten. Schade finde ich nur die magere Anzahl der verglichenen Geräte. Denke grade davon lebt so ein Vergleich. Verstehe aber natürlich, dass ein Leser, kein Redakteur, nicht extra diese Artikel anschafft. Vielleicht mag ja wer was spenden?

Nun zum weniger erfreulichen Teil: Peinlich finde ich, dass es ein Artikel mit so einem groben Fehler auf die Startseite von CB schafft. Lar337 hat es oft genug und mehr als ausführlich erklärt. Das mit dem Dreisatz und dem Faktor 0,72 ist einfach Bullshit. Streicht den Abschnitt doch endlich raus. Bitte. Es tut einfach weh sowas auf einer Seite für technisch versierte Benutzer lesen zu müssen.

Danke

 

[cosmoruski]

danke für den informativen artikel!

 

[.p0!$3n.]

Hallo,

viel Mühe gemacht, und doch falsch erklärt. Ich finde solch ein Artikel gehört erst nach Überprüfung auf die Startseite. Mir stellten sich die Haare zu Berge als ich den Abschnitt mit dem Verlust gelesen habe.

Der Verlust ist nur durch die Umwandlung der Energie zu erklären. Dem Wirkungsgrad.

Wenn Spannungen Transformiert werden, ändert sich auch der Strom. Leistung bleibt gleich (abzüglich Wirkungsgrad)

P=U*I

Willst du aus 3,7V einen Ladestrom von 2A bei 5V machen, brauchst du vorm transformieren einen Strom von um die 2,75A.
Was halt dieses 0.73 Verhältniss ist von dem du da redest. Aber das hast du in den falschen Kontext gesetzt.

 

[habichtfreak]

Nun zum weniger erfreulichen Teil: Peinlich finde ich, dass es ein Artikel mit so einem groben Fehler auf die Startseite von CB schafft. Lar337 hat es oft genug und mehr als ausführlich erklärt. Das mit dem Dreisatz und dem Faktor 0,72 ist einfach Bullshit. Streicht den Abschnitt doch endlich raus. Bitte. Es tut einfach weh sowas auf einer Seite für technisch versierte Benutzer lesen zu müssen.

lars rechnet mir irgendwas vor, mit zellen in reihe. also ich hab noch keine powerbank in der hand gehabt, bei der die zellen in reihe waren. entsprechend uninteressant. nur damit wir nicht aneinander vorbei reden, du hast an dem absatz was zu meckern?

Die theoretisch entnehmbare Energie errechnet sich aus der Spannung (über USB meist 5V) und der Ladung. Die Ladung die entnommen werden kann ist aber nie die, mit der das Produkt beworben wird. Stattdessen wird die Ladung der Zellen angegeben. Die ist höher und vermarktet sich entsprechend besser. Die Ladung die man entnehmen kann lässt sich durch einen einfachen Dreisatz berechnen, nämlich 3,6V / 5V * angegebener Ladung. Gekürzt ergibt sich 0,72 * angegebener Ladung.

ok, nehmen wir mal die formel die .p0!$3n. gerade als einwand genutzt hat. U₁*Q₁=U₂*Q₂. links (1) seien die akkus in der powerbank, rechts (2) der usb ausgang. den wirkungsgrad nehmen wir mit 100% an, weshalb er in der formel fehlt. Die marketingabteilungen nehmen natürlich die höchsten werte zum werben. ein unwissender kunde würde annehmen, die 10.000 mAh würde sich auch auf die Spannung am usb port beziehen. dem ist jedoch nicht so. das ist vielen nicht bewusst und wenn ich als tester eine solche powerbank nachmesse und nur auf 6500mAh komme, dann ist das erst mal sehr schlecht (nur 65% der beworbenen zahl). die genannte formel erklärt aber, warum dieser wert eben doch nicht so schlecht ist, denn 10.000mAh könnte ich selbst unter günstigsten bedingungen niemals messen. und weil nicht jeder mit physikalischen größen vertraut ist, formel umstellen oft schon kopfzerbrechen bereitet und der unterschied zwischen ladung und kapazität schon mal gar nicht bekannt ist (wegen kreide holen und so), deshalb habe ich es in worten erklärt. aber machen wir es gerne nochmal, nur mit formel. sag einfach in welcher zeile ich einen fehler gemacht habe:

W1 = W2 // W = U * Q // Q = I * t
U1 * Q1 = U2 * Q2   // /U2
(U1 * Q1)/U2 = Q2

nehmen wir vereinfacht an, u1 ist 3,6/3,7V und u2 konstant 5V. dann kann man nach der eben genannten formel U1/u2 rechnen (3,7V/5V), was nun mal 0,72 (einheitenlos) ergibt. diesen wert kann man nun in die formel einsetzen. da beide spannung nicht konstant sind, macht dass das ganze nur zu einer näherungsformel:

Q2 = Q1 * 0,72

die 0,72 sind ein faktor, den man auch in prozent angeben kann, genau das habe ich gemacht, die genannten 72%. berücksichtigt man diesen faktor bei der betrachtung der ladungsmessung, kann aus einer "10000mAh" powerbank eben nicht mehr als 7200mAh entnommen werden (bei 5V). und die differenz zwischen 6500 und den 7200 sind der wirkungsgrad. punkt.

und jetzt du, welche der formeln ist bullshit?

 

[michinmr]

Eigentlich ist das doch gar nicht so kompliziert, nur etwas ungünstig formuliert: es gilt nur festzuhalten, dass der Satz

Das ist aus physikalischer Sicht der Hintergrund warum man mit einer 2.000 mAh Powerbank den 2.000 mAh Akku im Smartphone niemals vollständig laden kann.

sich nur auf den vorherigen Satz zum Wirkungsgrad bezieht, und nicht auf den ganzen Absatz, der mit dem Dreisatz beginnt.

 

[habichtfreak]

Eigentlich ist das doch gar nicht so kompliziert, nur etwas ungünstig formuliert: es gilt nur festzuhalten, dass der Satz sich nur auf den vorherigen Satz zum Wirkungsgrad bezieht, und nicht auf den ganzen Absatz, der mit dem Dreisatz beginnt.

Stimmt. eigentlich müsste ich den endverbraucher näher betrachten. sofern er einen schaltregler verbaut hat, ist der dreisatz unerheblich. aus diesem grund habe ich ja auch die Wh gemessen, weil dieser wert nicht durch die transformation der spannung beeinflusst wird, sondern einzig vom wirkungsgrad. hat der endverbraucher aber einen linearregler verbaut, dann wird die überschüssige spannung in wärme umgewandelt und der dreisatz ist von bedeutung. nach meiner erfahrung ist im großteil der geräte eben der günstige linearregler verbaut, mag sein, dass das in der premiumklasse nicht mehr so ist, entsprechende geräte standen mir bisher nicht zu verfügung.

halten wir also fest, ja die begründung ist unvollständig, wenn man den verbauten laderegler berücksichtigt. ich finde aber, wenn ich darauf näher eingehe, verwirrt das viele leser zu sehr, weil zu technisch und für die betrachtung der powerbank auch erst mal unerheblich.

 

[.p0!$3n.]

An deinen Formeln ist nix falsch. Du setzt sie nur in den falschen Kontext.

Den Wirkungsgrad anhand von mAh zu bemessen ist falsch. Du vergleicht Amperestunden. Ampere ist aber nicht Leistung sondern Strom. Du kannst halt bei 3.6V eine Stunde lang 10000mA entnehmen. Transferiertst du die Spannung auf 5V, kannst du noch 7200mA eine Stunde lang entnehmen.

Damit du aber einen Wirkungsgrad bekommst, musst du aber noch auf Watt (oder entsprechend Wattstunden) umrechnen. Dann kommst du bei 3.6Volt auf 36000mWh (3.6V*10000mAh). Der Akku kann also bei 3.6V eine Stunde lang 36Watt liefern. Oder 64Watt eine halbe Stunde.

Bei 5V kommst du eben auch auf 36000mWh (5V * 7200mAh).
Es ist wird also die gleiche LEISTUNG geliefert.

Wenn du jetzt nur 6500mAh misst, ergibt sich der tatsächliche Wirkungsgrad, wenn man mit 7200mAh vergleicht. Denn das eine ist der theoretische (errechnete) Wert und 6500mAh der tatsächlich gemessene. Bei der Spannungswandlung gehen also 10% der Energie in Wärme verloren. Also ein Wirkungsgrad von 90% (6500mAh/7200mAh=0.9).

Jetzt wird am Smartfone nochmal gewandelt. Vielleicht mit etwas Glück auch mit 90% Wirkungsgrad. Dann ergibt sich pi mal Daumen einGesamtwirkungsgrad von 80%.

Deshalb kann man einen Akku von 3000mAh mit einer Powerbank von 3000mAh nur zu (wenn überhaupt) 80% Laden.

Realistischer sind aber wohl deine 70%. Das sind die 0.72, die hier zufällig auch das Spannungsverhältiss von 3.6V zu 5V sind.

Ich hoffe jetzt ist es kla. :-)

Grüße

 

[Piktogramm]

@.p0!$3n.

Deine Kritik ist vom Prinzip her richtig, aber mAh und Ah bzw. mWh und Wh sollte man nicht so beliebig durcheinander schmeißen wie du.
Vor allem handliche Akkupacks die bei 5V 36kWh liefern... Benziner würden gegen Elektroautos keinen Stich mehr sehen, wenn wir diese Energiedichten erreichen könnten.

 

[.p0!$3n.]

Sorry. Habe es auf dem Smartphone getippt und wohl ein paar mal das "m" vergessen. Ist korrigiert!

Ändert aber nix am Grundsatz, dass ein teils falscher Lesertest immernoch auf der CB Startseite ist.

 

[-Ps-Y-cO-]

Warum machstes dann nicht besser??
Schreib einen neuen Lesertest der diesen hier dann von der startseite kickt?...

 

[alxtraxxx]

Toller Test und gut geschrieben
Wieso manche denken man könnte Output=Input erreichen beim Laden verstehe ich nicht, wo ist bei euch die Verlustleistung hin?
Davon abgesehen halten die meisten Akkus nicht mal 100% der Leistung die drauf steht wenn sie komplett geladen sind, nicht umsonst kauft man sich je nach Anwendungsfall die teureren.
Vermutlich haben die Zweifler auch Netzteile im Rechner mit 100% Wirkungsgrad X)

 

[habichtfreak]

110% rechnen die dir sogar vor ;P

Den Wirkungsgrad anhand von mAh zu bemessen ist falsch. Du vergleicht Amperestunden.
[...]
Damit du aber einen Wirkungsgrad bekommst, musst du aber noch auf Watt (oder entsprechend Wattstunden) umrechnen.

wie wäre es denn, wenn du den artikel mal aufmerksam lesen würdest?

Berechnet wird der Gesamtwirkungsgrad aus entnommener Energie (Mittelwert aus drei Messungen), geteilt durch zugeführter Energie (Mittelwert aus zwei Messungen).

Energie, das ist Wh (wattstunde).

randbemerkung: der faktor 0,72 hat mit dem wirkungsgrad rein gar nix zu tun.

 

[.p0!$3n.]

Schreib einen neuen Lesertest der diesen hier dann von der startseite kickt?...

Das Thema an sich interessiert mich nicht.
Mich interessiert nur das der Test offensichtlich fachlich falsch ist. Der Ersteller bleibt aber sturr und geht nicht auf die Kritik von mehreren Seiten ein. Diese bezieht sich in erster Linie auf folgenden Abschnitt seines Testberichts:

Die ist höher und vermarktet sich entsprechend besser. Die Ladung die man entnehmen kann lässt sich durch einen einfachen Dreisatz berechnen, nämlich 3,6V / 5V * angegebener Ladung. Gekürzt ergibt sich 0,72 * angegebener Ladung. Anders ausgedrückt: Maximal 72% der angegebener Ladung kann entnommen werden.

sowie:

Im ungünstigsten Fall könnte von der eigentlich guten Zelle in der Powerbank (3.200 mAh) gerade mal 1.500 mAh übrig bleiben. Das ist aus physikalischer Sicht der Hintergrund warum man mit einer 2.000 mAh Powerbank den 2.000 mAh Akku im Smartphone niemals vollständig laden kann.

Das ist schlicht falsch erklärt.
Der einzige Grund, warum das Lades eines Handys mit einer Powerbank gleicher Größe nicht geht, ist die Verlustleistung beim Transformieren der Spannungen. Selbst wenn der USB mit 1000V arbeiten würde.

Zudem werden die Akkuzellen immer in Reihe verschaltet, da sie Ihre Ladung sonst untereinander ausgleichen würden. Hat man also auf einmal in einer Powerbank 4 Zellen in Reihe geschaltet, wären dort nicht mehr 3,6V Klemmspannung sondern gut 14,4V. Diese muss die Powerbank dann noch auf 5V USB Spannung RUNTER transferieren.

Wenn man das nun mit dem einfachen (aber falschen) 3-Satzt von Habichtfreak kurz umrechnet, also 14,4V zu 5V käme man auf 2,88 (oder 288%). Es könnten also 288% der Ladung entnommen werden
Upsi.

Den Part des Testes weiter unten, wo er die Verlustleistung misst, bemängelt hier auch keiner. Der ist richtig und zeigt ja auch schön warum das Handy und die Powerbank so warm werden beim Laden.

 

[habichtfreak]

Zudem werden die Akkuzellen immer in Reihe verschaltet, da sie Ihre Ladung sonst untereinander ausgleichen würden. Hat man also auf einmal in einer Powerbank 4 Zellen in Reihe geschaltet, wären dort nicht mehr 3,6V Klemmspannung sondern gut 14,4V. Diese muss die Powerbank dann noch auf 5V USB Spannung RUNTER transferieren.

wenn heute der 1. april, würde ich es verstehen, aber so kann ich nur sagen, du scheinst komplett beratungsresistent zu sein. du hattest offensichtlich auch noch nie eine powerbank in der hand, schon gar keine die man öffnen kann, denn selbst mit physik klasse 8 (oder so) erkennt man, dass es keine reihenschaltung ist, sondern parallel. und ja, die ladung gleicht sich aus.

sieht das für dich nach reihenschaltung aus?

oder das:

oder das:

oder das:

notiz an mich selbst: diskutier nicht mit holz

 

[foolproof]

Du hast offensichtlich keine Ahnung von Elektrotechnik und willst uns jetzt anhand der billigsten Powerbanks "beweisen", dass sie immer in Parallelschaltung betrieben werden ?!
Ich denke, das kann man so nicht verallgemeinern. Die einen Hersteller machen es so, die anderen anders. Gerade die billigen machen eine Parallelschaltung, weils viel einfacher ist und man die Schaltung für eine Zelle genauso für 10 Zellen verwenden kann.

Momentan werden aber Powerbanks mit Qualcomm QuickCharge modern, und die müssen auf der höchsten Stufe 12V bei 2A ausgeben können. Ich denke da vermutest nicht mal du, dass die da parallel geschaltet sind.