Akku- & Batterielaufzeit

Ah (Amperestunden) beschreibt eine elektrische Ladungsmenge im Zusammenhang mit Strom und Zeit. mAh ist dieselbe Einheit in kleinerer Schreibweise: 1.000 mAh = 1 Ah. Wh (Wattstunden) beschreibt dagegen Energie; dafür ist zusätzlich die Spannung nötig. Deshalb sagen 5 Ah ohne Voltangabe noch nicht, wie viel Energie in Wh vorliegt. kWh ist eine größere Energieeinheit: 1 kWh = 1.000 Wh.

V steht für Spannung, A für Strom und W für Leistung. Wird die Last als Strom eingegeben, berechnet der Service die zugehörige Leistung mit W = A × V. Die gleiche mAh-Zahl bei unterschiedlichen Spannungen bedeutet daher nicht automatisch die gleiche Nennenergie.

`LAUFZEIT` verwendet entweder Kapazität und Spannung oder unmittelbar Energie. Als Last akzeptiert der Modus Leistung oder – bei Kapazitätseingabe – Strom. Zusätzlich gehen nutzbare Kapazität und Wirkungsgrad ein. `ENERGIE / KAPAZITÄT` rechnet mAh/Ah mit Spannung nach Wh/kWh um oder Wh/kWh mit Spannung nach Ah/mAh zurück.

`BENÖTIGTE KAPAZITÄT` beginnt mit Leistung, gewünschter Laufzeit, Spannung und den beiden Faktoren. Daraus entstehen rechnerisch benötigte Nennenergie sowie Ah und mAh. `LADEZEIT` nutzt entweder Kapazität plus Ladestrom oder Energie plus Ladeleistung und gibt eine ideale sowie eine unter dem eingegebenen Ladewirkungsgrad geschätzte Zeit aus.

`SERIE & PARALLEL` berechnet mathematische Pack-Nennwerte aus Einzelspannung, Einzelkapazität sowie S- und P-Anzahl. `AKKUS VERGLEICHEN` stellt zwei Kapazitäts-/Spannungsszenarien unter derselben Leistung und denselben Faktoren gegenüber; sichtbar sind Energie, nutzbare Energie, Laufzeit und Differenzen. Der Vergleich bewertet keine Akkuqualität.

Aus Energie lautet die Grundbeziehung des Rechners: nutzbare Wh ÷ W = rechnerische Laufzeit in Stunden. Bei einer Stromlast verwendet der Kapazitätseingabeweg entsprechend Ah ÷ A; bei einer Leistungslast ist Ah × V ÷ W die äquivalente Beziehung. Die Last wird dabei als konstanter Eingabewert behandelt.

Die beiden Prozentwerte werden multipliziert, nicht addiert. 80 % nutzbare Kapazität und 90 % Wirkungsgrad ergeben daher 0,8 × 0,9 = 0,72 des Nennenergiewerts. Die Prozentwerte sind Eingaben des Nutzers; der Rechner legt keinen allgemein passenden Wert fest.

So kann der Modus für benötigte Kapazität aus Last und gewünschter Dauer einen mathematischen Nennwert ableiten. Er ist keine Kauf- oder Produktauswahl.

Im Modus `LAUFZEIT` werden 10 Ah, 12 V, eine Leistungslast von 20 W, 80 % nutzbare Kapazität und 90 % Wirkungsgrad eingegeben. Der Service berechnet zuerst 10 Ah × 12 V = 120 Wh Nennenergie. Mit beiden Faktoren bleiben 120 × 0,8 × 0,9 = 86,4 Wh nutzbare Energie. Geteilt durch 20 W ergibt das 4,32 h.

Die sichtbare Laufzeitdarstellung rundet zunächst auf Anzeigeminuten und zeigt für 4,32 h den Wert 4 h 19 min. Diese Normalisierung betrifft nur die Ausgabe; die Serviceberechnung arbeitet mit dem ungerundeten Stundenwert weiter.

Das Beispiel beschreibt eine Rechnung mit einer konstant angenommenen 20-W-Last. Es beschreibt keine tatsächlich garantierte Einsatzdauer eines bestimmten Akkus.

Im Modus `SERIE & PARALLEL` werden 3,7 V und 3 Ah je Einzeleinheit sowie 3 in Serie und 4 parallel eingegeben. Der Service berechnet eine Packspannung von 3,7 × 3 = 11,1 V und eine Packkapazität von 3 Ah × 4 = 12 Ah beziehungsweise 12.000 mAh. Daraus entstehen 11,1 V × 12 Ah = 133,2 Wh Packenergie; das Modell zählt 12 Einheiten.

Diese Beziehungen erklären ausschließlich die im Tool gezeigten Nennwerte für die eingegebenen Einheiten. Sie sind keine Anleitung zum Aufbau, Verschalten oder Absichern realer Akkupacks.

Für die Ladezeit teilt der Rechner im Kapazitätsweg Ah durch A und im Energieweg Wh durch W. Das Ergebnis ohne Verluste heißt ideale Ladezeit. Für die geschätzte Ladezeit teilt das Modell anschließend durch den eingegebenen Ladewirkungsgrad als Dezimalfaktor. Bei 10 Ah, 2 A und 80 % Ladewirkungsgrad ergeben sich beispielsweise ideal 5 h und im Modell 6,25 h.

Im Vergleichsmodus werden beide Szenarien mit derselben eingegebenen Leistung sowie denselben Faktoren berechnet. Eine Energiedifferenz oder Laufzeitdifferenz ist damit eine Differenz dieser Modellannahmen – keine Aussage darüber, welcher Akku haltbarer, sicherer oder qualitativ besser ist.

Für die Darstellung normalisiert die Page Zeitwerte nach der Berechnung: unter einer Stunde als Minuten, unter 48 Stunden als Stunden und Minuten, danach als Tage und Stunden. 1,999 h werden deshalb als 2 h 0 min angezeigt. Eine Anzeige-Rundung wird nicht in spätere Servicewerte zurückgeführt.

Das Modell übernimmt die eingegebene Last, Spannung, Kapazität und Faktoren als Rechenwerte. Es modelliert keine veränderliche Last, Temperatur, Zellalterung, Innenwiderstand, Spannungsverlauf, Batteriechemie, Schutzschaltungen, tatsächliche Abschaltspannung, Ladeprofile oder Entladerate.

Laufzeit, benötigte Kapazität, Ladezeit und Packenergie sind mathematische Ergebnisse aus den Eingaben. Das Tool ersetzt keine Messung, Herstellerdokumentation oder praktische Auslegung eines realen Akkusystems.