Wie viel ah sollte ein Akku

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Online-Streitbeilegung gemäß Art. 14 Abs. 1 ODR-VO: Die Europäische Kommission stellt eine Plattform zur Online-Streitbeilegung (OS-Plattform) bereit. Diese ist zu erreichen unter http://ec.europa.eu/consumers/odr. Wir sind nicht bereit oder verpflichtet, an Streitbelegungsverfahren vor einer Verbraucherschlichtungsstelle teilzunehmen (§ 36 Abs. 1 Nr. 1 VSBG).

Spannung

Die Spannung eines Lithiumakkus wird in der Einheit \(V\) (Volt) angegeben. Es muss unterschieden werden zwischen der Nominalspannung, Entladeschlussspannung und Ladeschlussspannung.

Nominalspannung

Die Nominalspannung eines Akkus ergibt sich aus der Anzahl der seriell verschalteten Zellen und deren Nominalspannung. Diese haben wir für einige Zellentypen dargestellt:

Li-Ion: \(3,6V\)

LiFePO4: \(3,3V\)

LiPo: \(3,7V\)

Die Ladeschlussspannung liegt stets deutlich über der Nominalspannung, die Entladeschlussspannung deutlich darunter. Im Verlauf des Entladevorgangs sinkt die Spannung von der anfänglichen Ladeschlussspannung über die Nominalspannung bis auf die Entladeschlussspannung.

Entladeschlussspannung

Lithiumakkus dürfen nicht unter ein bestimmtes Spannungslevel entladen werden. Passiert dies doch, schädigt das die Lebensdauer immens. Zusätzlich kann durch eine Tiefentladung (Entladung unter Entladeschlussspannungsniveau) kaum zusätzliche Kapazität genutzt werden. Aus diesem Grund sollten Lithiumakkus niemals unter die Entladeschlussspannung entladen werden. Ein BMS oder Unterspannungsschutz übernimmt diese Funktion.

Die Werte lauten wie folgt für verschiedene Zellentypen (es können hierzu Abweichungen auftreten, die genauen Werte können Sie aus dem Datenblatt des jeweiligen Zellenherstellers entnehmen):

Li-Ion: \(3,0V\)

LiFePO4: \(2,0V\)

LiPo: \(3,0V\)

Ladeschlussspannung

Lithiumakkus dürfen nur auf ein bestimmtes Spannungsniveau geladen werden, da sie ansonsten irreparabel zerstört werden. Daher ist es erforderlich, dass das Ladegerät auf den exakt notwendigen Wert eingestellt wird, um eine Überladung zu verhindern. Zusätzlich sollte ein Überspannungsschutz verwendet werden (bereits Bestandteil unserer BMS) um bei einem Defekt des Ladegeräts oder Anschluss eines falschen Ladegeräts den Akku nicht zu beschädigen.

Kapazität

Die Kapazität eines Akkus wird in Ah (Amperestunden) angegeben und gibt Aufschluss darüber, wie lange der Akku einen bestimmten Strom liefern kann bis er leer ist. Beispiel: 10Ah =10Ah = Es kann 1010 Stunden \((h)\) lang ein Strom von \(1A\) entladen werden. Ebenso kann \(0,5h\) (\(30min\)) lang ein Strom von \(20A\) entnommen werden.

Akkupackkonfiguration

Eine Zelle ist die kleinste Einheit eines Akkupacks. Da diese für die meisten Anwendungen eine zu kleine Spannung und/oder Kapazität besitzt, wird sie oftmals mit weiteren Zellen verbunden um den Anforderungen gerecht zu werden. Um die Spannung zu erhöhen, werden Zellen seriell verschaltet:

Wie viel ah sollte ein Akku

Bei dieser Verschaltung muss darauf geachtet werden, dass die einzelnen Zellen bei Ladeende die selbe Spannung haben. Die Anzahl der seriell verschalteten Zellen wird mit dem Suffix \(s\) dargestellt, z.B. 3s (drei Zellen seriell), 10s (…​) Die Nominalspannung des Akkus ergibt sich aus der Nominalspannung der Einzelzelle multipliziert mit der Anzahl der seriell verschalteten Einzelzellen.

Eine parallele Verschaltung ergibt mehr Kapazität:

Wie viel ah sollte ein Akku

Bei dieser Verschaltung haben alle Zellen stets die gleiche Spannung, da sie sich durch die Parallelschaltung immer angleichen. Die Anzahl der parallel verschalteten Zellen wird mit dem Suffix p dargestellt: 2p (zwei Zellen parallel), 8p (acht Zellen parallel)…​ Die Nominalkapazität eines Akkus ergibt sich aus der Kapazität der Einzelzelle multipliziert mit der Anzahl der parallel verschalteten Zellen.

Werden sowohl seriell als auch parallel verschaltete Zellen zu einem Akkupack konfektioniert, so ergeben sich veränderte Spannungen und Kapazitäten, z.B.:

10s5p (aus Einzelzellen mit jeweils nominal \((3,6V)/(2Ah) = 10 * 3,6V\) und \(5 * 2Ah = (36V)/(10Ah)\)

"C"-Rating

Mit dem C Rating wird der maximale Entladestrom und/oder Ladestrom angegeben. Man multipliziert den C Wert mit der Kapazität und bekommt als Ergebnis den maximalen Strom in \(A\).

Bsp.: Bei einem \(10Ah\) Akku mit einem C-Rating (für Lade- und Entladestrom) von \(2C\) ergibt sich ein maximaler Lade-/Entladestrom von \(20A\).

Innenwiderstand eines Akkus

Elektrotechnisch gesehen besitzt jedes elektronische Bauelement einen sog. "Innenwiderstand", so auch ein Lithiumakku. Der Innenwiderstand ist ein Maß dafür, wie viel (Heiz-)Leistung an einem Akku beim Entladen abfällt.Je höher der Widerstand ist, desto größer die Erwärmung der Zelle beim Entladen. Theoretisch erwünschte niedrige Innenwiderstände gehen allerdings oft einher mit einer geringeren Energiedichte. Man kann sich einen realen Akku als ideale Spannungsquelle (kein Spannungsabfall unter Last) und einem seriell verschalteten Widerstand (Entspricht dem Innenwiderstand) vorstellen:

Wie viel ah sollte ein Akku

Die Spannung die man an einem Akku im Leerlauf (ohne Belastung) messen kann, nennt man Leerlaufspannung. Sobald der Akku belastet wird, fällt die Leerlaufspannung auf die Belastungsspannung ab. Beispiel: Verwendet man einen \(36V\) Fahrradakku mit einem Innenwiderstand von \(0,1Ω\) an einem \(3,5Ω\) Verbraucher (entspricht grob einem \(250W\) Antrieb bei Volllast), ergibt sich folgender Stromfluss:

\(I = U/R = 36V/(3,5 + 0,1)= 10A\)

Leistung: \(P = U * I = 36V * 10A = 360W\)

An unserem Verbraucher liegen von den \(36V\) allerdings nur noch \(U = R * I = 3,5Ω * 10A = 35V\) an. \(U = R * I = 0,1Ω * 10A = 1V\) fallen am Innenwiderstand ab. Deshalb ist aus einem Akku niemals die nominale Anzahl an Wattstunden zu entnehmen. Ein Teil wird immer in Wärme umgewandelt und erhitzt den Akkupack.

Bei einer Serienschaltung von Zellen addieren sich die Widerstände: \(R_(Gesamt) = R_1 + R_2 + R_3 + ... + R_i\) Bei einer Parallelschaltung verkleinern sich die Widerstände: \(1/R_(Gesamt) = 1/R_1 + 1/R_2 + ... + 1/R_i\)

Ich sehe die Zahl "18650" erstaunlich oft, was bedeutet sie?

Diese Zahl stellt ein standardisiertes Zellenformat dar: \(18mm\) Durchmesser bei \(65mm\) Höhe. Die ersten zwei Ziffern nennen den Durchmesser (in \(mm\)), die dritte, vierte und fünfte Stelle ergeben die Länge (in \(1/10mm\)).

Unsere Akkupacks für Fahrräder u.v.a. finden Sie hier in unserem Shop

Was bringt ein Akku mit mehr Ah?

Je mehr Ah ein Akku aufweist, desto mehr Energie kann er speichern und desto länger hält eine Ladung an. Kurz gesagt: Unter Ah versteht man die Dauer, wie lang man mit einer Akkuladung arbeiten kann.

Was ist der Unterschied zwischen 3 Ah und 5 Ah Akku?

Ah sind Amperestunden und geben die Nennladung des Akkus an. Ein Akku mit mit einer Kapazität von 1,5 Ah bedeutet, dass man dem Akku 1,5 Stunden lang jeweils 1 Ampere pro Stunde entnehmen kann. Ein Akku mit 3,0 Ah entsprechend 3 Stunden und 4,0 Ah eben 4 Stunden.

Was sagt Ah über den Akku aus?

Amperestunde (Ah) Man errechnet sie, indem man die Stromstärke (in Ampere/A) mit der Zeit (in Stunden/h) multipliziert, die eine Batterie bis zu ihrer Entladung Strom liefert. Beispiel: Eine Batterie, die 20 Stunden lang Strom von 5 Ampere liefert, hat eine Ladekapazität von 100 Amperestunden (20 h x 5 A = 100 Ah).

Was ist beim Akku wichtig Volt oder Ah?

Neben den Angaben zur Stromspeichermenge in Ampere ist auch die Volt-Angabe wichtig. Je nach Höhe der Volt-Angabe variiert die Spannung, die das Gerät leisten kann. Das heißt, umso höher die Volt-Zahl, desto stärker der Akku.