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Batterielebensdauer / Laufzeit-Rechner

EntwicklerMathe

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EINGANG

Automatischer Prozess

Batterie

Fähigkeit *

Zellspannung *

Nominelle Zellspannung pro Zelle. Li-Ionen ≈ 3,7 V, LiFePO4 ≈ 3,2 V, NiMH ≈ 1,2 V, Säureakku ≈ 2,0 V.

Paketspannung *

Nominelle Paketspannung. Wird verwendet, um die Last in Strom umzurechnen.

Zellen in Serie

Serielle Zellen addieren die Spannungen. Die Kapazität bleibt gleich.

Zellen in Parallele

Parallele Zellen addieren die Kapazitäten. Die Spannung bleibt gleich.

Laden

Geräteverbrauch *

Anpassungen

Tiefe der Entladung (%): 80 Verwendbare Bruchteil der Kapazität vor Ausschaltung. Li-Ionen laufen sicher etwa 80–90%, Säureakku typischerweise 50%.

Systemeffizienz (%): 90 Berücksichtigt Verluste durch Umrichter / Inverter / Kabel. 90% ist ein guter Standardwert für Gleichstrom; 80–85% für Wechselstrominverter.

Peukert-Exponent: 1 Bleiben Sie bei 1,00 für Li-Ionen / LiFePO4 / NiMH. Säureakku beträgt typischerweise 1,1–1,3 (strahlt hohe Stromaufnahme aus).

AUSGABE

Client-Seite

Paket und Last

Eigentum	Wert
Paketspannung	-
Paketkapazität (Ah)	-
Paketkapazität (Wh)	-
Verwendbare Kapazität (nach DoD × η)	-
Leistungsaufnahme	-
Stromaufnahme	-

Schätzungszeitdauer

Laufzeit

Gesamtzeit

Zeit bis zum Zustand der Ladung

Zustand der Ladung	Zeit bis zum Ende
100% (voll)	-
80%	-
50%	-
20%	-

Geben Sie Batterie- und Lastwerte ein, um die Laufzeit zu schätzen.

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Führung

Batterielebensdauer / Laufzeit-Rechner

Schätzen Sie, wie lange eine Batterie ein Gerät mit ihrer Kapazität, Spannung und Last betreiben kann. Der Rechner behandelt Eingaben in mAh, Ah und Wh, Serien- und Parallelschaltungen von Zellen, Tiefe der Entladung, Systemeffizienz und den Peukert-Exponenten für Säureakku-Chemien. Die Ausgabe enthält Paketsummen und die verbleibende Zeit bei 100%, 80%, 50% und 20% Zustand der Ladung.

Nutzung

Wählen Sie die Einheit für Ihre Batteriekapazität (mAh, Ah oder Wh) und geben Sie den nominalen Wert aus der Datenblatt aus.
Für mAh oder Ah geben Sie die nominale Zellspannung und die Anzahl der in Serie und Parallele geschalteten Zellen ein. Für Wh geben Sie die nominale Paketspannung ein.
Geben Sie die Last ein – entweder Strom (mA / A) oder Leistung (W) –, die vom Gerät verbraucht wird.
Passen Sie die Skalen für Tiefe der Entladung, Systemeffizienz und Peukert-Exponent an, um Ihren Chemie und Einsatzfall zu passen.
Lesen Sie die Paketübersicht, die Gesamtlaufzeit und die verbleibende Zeit bei niedrigeren Zuständen der Ladung.

Funktionen

Drei Kapazitäts-Einheiten – Wechseln Sie zwischen Milliamp-Stunden, Amp-Stunden und Watt-Stunden.
Drei Last-Einheiten – Geben Sie den Geräteverbrauch in Milliampere, Ampere oder Watt ein.
Serielle und parallele Zellen – Berechnen Sie die Paketspannung und die Gesamtkapazität aus den Einzelzellen-Spezifikationen.
Tiefe der Entladung-Slider – Reflektiert den sicheren verwendbaren Bereich für Ihre Chemie.
Systemeffizienz-Slider – Berücksichtigt Verluste durch Umrichter, Inverter und Kabel.
Peukert-Exponent – Wenden Sie einen Korrekturfaktor für Säureakku an (1,0 = ideal, ca. 1,2 = typischer Säureakku).
Zustand der Ladung-Auswertung – Sehen Sie die verbleibende Laufzeit bei 100%, 80%, 50% und 20%.
Automatisch aktualisierte Ergebnisse – Alle Ausgaben werden neu berechnet, sobald Sie Eingaben ändern, ohne eine „Generieren“-Schaltfläche.

Häufige Anwendungsfälle

IoT und eingebettet – Berechnen Sie die Größe von LiPo- oder Münzzellen für Sensoren mit Schlafstrom und kurzen Impulsen.
Solar und abgelegene Systeme – Berechnen Sie die Größe von Säureakku- oder LiFePO4-Paketen und wenden Sie die Peukert-Korrektur an.
Drones und RC – Überprüfen Sie Spezifikationen gegen gemessene Leistung während des Fluges.
UPS und Backup-Leistung – Schätzen Sie, wie lange eine UPS ein Server bei einer bestimmten Last halten kann.
Elektrowerkzeuge und E-Bikes – Vergleichen Sie 18650-Pakete mit unterschiedlichen S/P-Verbindungen.

 Häufig gestellte Fragen

Was ist Peukerts Gesetz und wann spielt es eine Rolle?

Peukerts Gesetz beschreibt, wie die verwendbare Kapazität einer Batterie abnimmt, wenn der Entladestrom zunimmt. Die Beziehung verwendet einen Exponenten k: Eine Batterie mit einer Nennkapazität von 100 Ah bei einer 20-Stunden-Entladung kann bei einer 1-Stunden-Entladung nur 70–80 Ah liefern. Der Effekt ist für gefüllte und AGM-Säureakku (k ≈ 1,1–1,3) dominant und vernachlässigbar für Lithium-Ionen oder LiFePO4-Chemien, bei denen k praktisch 1,0 ist.
Was ist die Tiefe der Entladung (DoD) und warum verkürzt sie die Laufzeit?

Die DoD ist der Prozentsatz der Nennkapazität, den Sie vor Wiederaufnahme entladen lassen. Die meisten Chemien können nicht sicher bis 0% entladen werden – Lithium-Ionen-BMSs schalten normalerweise bei 10–20% ab, um die Zellen zu schützen, und Säureakku wird typischerweise auf 50% begrenzt, um die Lebensdauer zu verlängern. Das Multiplizieren der Nennkapazität mit der DoD ergibt die realistische Energie, die Sie pro Zyklus aus dem Paket ziehen können.
Wie verändert sich die Packkonfiguration durch Serien- und Parallelschaltung?

Serielle Verbindungen addieren die Spannungen und behalten die Amp-Stunden-Kapazität einer einzelnen Zelle bei. Parallele Verbindungen addieren die Amp-Stunden-Kapazität und halten die Spannung konstant. Ein 4S2P-Paket aus 3,7 V / 2.500 mAh-Zellen erzeugt 14,8 V bei 5.000 mAh (74 Wh Gesamt). Die Gesamte Energie in Watt-Stunden ist unabhängig von der Anordnung gleich, aber die Spannungs- und Strommerkmale unterscheiden sich erheblich.
Warum gehört die Umrichter-Effizienz zur Berechnung?

Die Batterieenergie wird selten direkt an der Paketspannung verbraucht. DC-DC-Umrichter, lineare Regler und Inverter verlieren einen Teil der Energie als Wärme. Ein 90% effizienter Buck-Umrichter liefert nur 0,9 Watt an die Last für jedes Watt, das aus der Batterie genommen wird; ein off-grid-Sinuswelleninverter ist oft 80–85% effizient. Das Multiplizieren der verwendbaren Kapazität mit diesem Effizienz-Faktor ergibt eine realistische Laufzeit-Schätzung.
Was ist die C-Geschwindigkeit und wie verhält sie sich gegenüber der Laufzeit?

Die C-Geschwindigkeit gibt den Entladestrom als Vielfaches der nennwertigen Kapazität an. Ein 10 Ah-Paket, das bei 1C entladen wird, zieht 10 A und leert sich in etwa einer Stunde; bei 0,5C (5 A) dauert es zwei Stunden. Datenblätter geben normalerweise die Kapazität bei einem bestimmten C-Rate (oft 0,2C oder 0,05C) an. Eine Entladung bei einer viel höheren C-Geschwindigkeit als die nennwertige Prüfung löst den Peukert-Effekt aus und verringert die bereitgestellte Kapazität.

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