⚡🔌 Verwirrende Angaben? – Endlich Daten bei E-Autos und Powerbanks verstehen!

Ihr kennt es sicher aus eigener Erfahrung: Unterwegs ist das Smartphone plötzlich leer und ihr möchtet dieses mit eurer neuen dicken Powerbank laden. Aber bereits nach 2-3 Ladevorgängen ist der Akku erschöpft, obwohl diese doch das Handy 8 mal laden können soll? Oder ihr habt euch ein neues E-Auto gekauft und blickt überhaupt nicht durch, was diese technischen Angaben im Detail bedeuten?

Nun, dafür habt ihr ja uns, denn hier werden wir euch die Grundlagen vermitteln. 🙂 Also: Stifte und Zettel raus, der Physik-Lehrer kommt gleich…! Ohje, ich hoffe nicht, denn eigentlich fand ich das damals in der Schule nur semi-spannend… 

Vergleich Äpfel mit Birnen?

Damit es nicht langweilig wird, fange ich direkt einmal mit einem praktischen Beispiel an, an dem wir einerseits gut die Wertangaben vergleichen, aber auch prima die verwirrenden Angaben der Hersteller vergleichen können: Das Elektroauto!

Sicher habt ihr bereits bei uns im Blog gesehen, dass wir eigentlich bei allen Stromern die Akkukapazität in kWh angeben. Diese schwankt erfahrungsgemäß je nach Hersteller und Fahrzeug zwischen 40 und 100 kWh. Einzig bei BMW – beispielsweise beim nicht mehr erhältlichen i3 – gab es die Angabe 120 Ah-Batterie. Cool oder? Damit toppt BMW doch das dicke Tesla Model S und bietet mehr Kapazität!? Doch in der Realität hat der i3 mit „120er Akku“ nur eine Kapazität von 42 kWh.

Wie kann das denn sein? Und warum gibt der Hersteller dem Kunden hier solche Werte, die kaum verglichen werden können und augenscheinlich noch deutlich höher ausfallen als bei der Konkurrenz? Ganz einfach: es ist erlaubt und der Kunde kann doch selbst recherchieren, dass der i3 mit einer Nominalspannung von 352 V arbeitet und entsprechend 42,24 kWh Kapazität bietet – oder nicht?  

Spannung, Kapazität, Stromstärke, Leistung – ohje!?

An dieser Stelle werde ich kurz zum Klempner, denn anhand einer sinnbildlichen Wasserleitung lassen sich die einzelnen Werte prima erklären. Ach übrigens: Ein Elektroauto kann euch in einem Wassergraben keinen Stromschlag versetzen – daher wird die Geschichte hier auch nur halb so wild. 🙂

1. Die Spannung

Die Spannung ist beim Sinnbild der Wasserleitung der Druck mit dem das Wasser durch die Rohrleitung fließt. Ob der Strom an eurer Powerbank nur tröpfelt oder richtig mit Power kommt, erkennt ihr an der Einheit. Die Spannung wird in Volt (V) angeben, wobei dabei 1000 mV = 1 V entsprechen.

Und was bedeutet das für meine Powerbank bzw. Powerstation? Achtet darauf, dass die Spannung zu eurem Smartphone oder Abnehmer passt. Denn wenn die Eingangsspannung von den Geräten nicht übereinstimmen und mit zu viel Spannung (Druck) gearbeitet wird, dann besteht die Gefahr, dass das Gerät beschädigt wird. 

Und was bedeutet das für mein Elektroauto? Im Auto wird der Hochvoltakku immer mit der benötigten Spannung geladen – dafür sorgt das sogenannte BMS (Battery Management System). Ihr seht die Arbeit des BMS dann nur an der Ladeleistung, denn mit geringerer Spannung wird diese auch geringer. 

2. Die Stromstärke

Bleiben wir bei der Analogie mit dem Wasser, denn dann entspricht der Strom der Wassermenge, die durch das Rohr fließt. Beeinflusst wird diese durch den Querschnitt des Rohres und dem Widerstand. Logisch oder? Ein dickes Kabel mit einem sauberen Material kann entsprechend mehr Strom transportieren. Der Strom wird in Ampere (A) angegeben. Dabei entsprechen 1000 mA = 1 A.

Und was bedeutet das für meine Powerbank bzw. Powerstation? Eigentlich bedeutet es nur, dass sich das angeschlossene Gerät nur so viel Strom genehmigt, wie es eben braucht. 

Und was bedeutet das für mein Elektroauto? Analog der Powerbank nimmt sich das Auto nur so viel Strom, wie an der Ladesäule anliegt, oder wieviel das Ladegerät verträgt. Folgende Beispiele sollen das einmal verdeutlichen:

1. Euer Handy kann mit 2.1 Ampere laden und steckt an einer Powerbank mit maximal 1 Ampere? Easy, denn in diesem Fall wird der Ladevorgang eures Smartphones trotzdem gestartet, jedoch dauert es etwas länger.
2. Die Ladesäule kann bis zu 500 A abgeben (keine Seltenheit bei HPC-Ladern) und euer Auto kann mit maximal 200 A umgehen? Kein Problem, denn dann nimmt sich das Auto auch „nur“ 200 A aus der Ladesäule.

3. Die (Lade-)Leistung

Oben hatten wir es schon, daher kommt diese Aussage für euch nicht überraschend: Die Leistung ergibt sich aus der Spannung multipliziert mit dem Strom und wird in Watt (W) angegeben. Ihr kennt das praktischerweise vom Auto: je mehr Leistung das Fahrzeug hat, desto schneller kann es fahren.

Und was bedeutet das für meine Powerbank bzw. Powerstation? Die Leistung auf eurer Powerbank gibt an, ob sie auch in der Lage ist beispielsweise euer Notebook zu laden. Dafür müsst ihr aber unbedingt auf die Spannung achten. Außerdem kommt hier ein Marketingtrick zum tragen: multipliziert doch bei Gelegenheit mal die Spannung und die Stromstärke euer Powerbank. Stimmt die Angabe der Leistung dann noch? 🙂

Und was bedeutet das für mein Elektroauto? Die Leistung ist hier wichtig für die Ladegeschwindigkeit und natürlich die Entnahme aus dem Akku. Beispielsweise kann ein modernes Elektroauto mit über 200 kW (also 200.000 W) laden und ein Auto mit Vollstrom und dicken Motoren verbraucht eben auch kurzzeitig 700 kW (also 700.000 W oder in alter Währung: 951 PS).

4. Die Energie – bzw. Leistung über die Zeit…

Eine weitere wichtige Angabe ist die Leistung über die Zeit in Wattstunden (Wh). Diese Einheit ist wichtig, wenn wir eine zur Verfügung stehende Energiemenge abrufen möchten. Beispielsweise können wir einen Eimer mit Wasser schnell oder langsam ausschütten. Die Menge an Wasser begrenzt im Eimer ist begrenzt, aber die Dauer der Entleerung kann man beeinflussen.

Und was bedeutet das für meine Powerbank bzw. Powerstation? Eure Powerbank hat beispielsweise 20 Wh? OK, dann könnt ihr ihr 20 W über eine Stunde abrufen, oder 10 W über 2 Stunden, oder 5 W über 4 Stunden… theoretisch, denn hier schlägt noch die Verlustleistung mit ins Kontor.

Und was bedeutet das für mein Elektroauto? Wie schon bei der Powerbank ist hier natürlich der Akku der begrenzte Faktor, über den sich die Reichweite des Autos definiert. Gehen wir beispielsweise von einem Tesla mit 100 kWh (100.000 Wh)-Akku aus, so könnten wir mit einem Verbrauch von 20 kWh/100 km (20.000 Wh/100 km) entsprechend 500 km weit fahren.  

5. Die Verlustleistung

Ohne Verluste funktioniert ein energetisches System nicht, daher müssen wir unbedingt noch einen Blick auf die Verlustleistung werfen. Beispielsweise kann unsere beispielhafte Rohrleitung defekt sein und an einigen Stellen schon etwas verkalkt, wodurch das Wasser langsamer fließt.

Und was bedeutet das für meine Powerbank bzw. Powerstation? In der Powerbank und in eurem angeschlossenen Gerät müssen Spannungen gewandelt werden, außerdem gibt es noch die Schutzelektronik in der Powerbank und natürlich Verluste beim Ladevorgang der Zellen, usw. An all diesen Stellen wird Energie in Wärme umgewandelt und kann für den eigentlichen Zweck nicht mehr genutzt werden. Dabei ist es egal, ob der Verlust in der Powerbank oder in eurem Gerät (Handy, Smartphone, Tablet, Laptop, Navi, usw.) entsteht. 

Und was bedeutet das für mein Elektroauto? Natürlich gibt es auch hier Verluste – daher werden HPC-Kabel auch gekühlt. Im Auto gibt es dann natürlich Verluste beim Laden des Akkus, etc. Jedoch nutze die Hersteller diese Verlustwärme mittlerweile zum erwärmen des Akkus oder des Innenraums, etc. 

6. Die Kapazität

Eingangs hatte ich erwähnt, dass man die Kapazität eines Akkus in Ah oder mAh angeben kann. Diese Angabe bezeichnet die Energiemenge, die ein Akku aufnehmen kann. Im Wasserbeispiel ist dies gut mit der Größe eines Eimers vergleichbar. 

Und was bedeutet das für meine Powerbank bzw. Powerstation? Nur mit der korrekten und transparenten Angabe der Spannung und der Kapazität lässt sich eine Aussage über die Kapazität des Akkus treffen. Behaltet das beim Kauf einer neuen Powerbank oder Powerstation im Blick. 😉

Und was bedeutet das für mein Elektroauto? Am eingangs erwähnten Beispiel von BMW habt ihr ja gesehen, welche Differenzen bei der wahllosen Angabe von Kapazitäten auftreten können. Also lasst euch nicht von den Herstellerangaben blenden, sondern rechnet genau nach – dann erlebt ihr auch keine bösen Überraschungen! 🙂  

Fazit

Ist es nicht spannend, welche Methoden die Hersteller anwenden, um die Verbraucher zu blenden? Mit unseren Tipps könnt ihr diesen nun offen gegenübertreten und auch in Foren könnt ihr nun gerne mal „angeben“ und einen Möchtegern-User korrigieren. Wie oft habe ich schon von einer Ladeleistung in kW/h oder kWh/h (was ja eigentlich sogar korrekt ist, da sich die h rauskürzen) gelesen… 

Hier ist es letztendlich wie beim Einkaufen: vergleichen kann man nur, wenn man eine gemeinsame Basis der Angaben nutzt. Wenn ein Artikel mit 100g für 3€ und einer mit 80g für 2,50€ angeboten wird, müsst ihr in diesen Fällen auch rechnen. Bei Powerbanks und Akkus rechnet ihr aber entsprechend nicht auf eine Basis von 100g, sondern „einfach“ die Speicherkapazität in kWh und schaut dann, ob alles passt, oder ob es ein „Problem“ gibt. 🙂 Schreibt uns doch gerne in die Kommentare, wenn ihr auch schon von einer vermeintlich dicken Powerbank enttäuscht wurdet.