Powerbanks Testdurchführung

In diesem Artikel möchte ich etwas genauer beschreiben, wie ich beim Test von Powerbanks vorgehe.

Testequipment

Verwendet wird zum Tests der Powerbanks vor allem:

Testkriterien

In meinen Tests von Powerbanks werden normalerweise eine Reihe von Kriterien und Werten überprüft. Einige davon sind in der Übersichtstabelle zu den Tests angegeben, einige in den Detailtests der einzelnen Powerbanks. Hier beispielsweise mal eine Zusammenfassung der Testergebnisse der Anker Powercore+ mini

Anker PowerCore+ mini
Kapazität entnehmbar [intern lt. Hersteller] 2050 mAh [3350 mAh]
Energiemenge gemessen [lt. Hersteller] 10,1 Wh [12,06 Wh]
Wirkungsgrad 61%
max Inputstrom gemessen [lt. Hersteller] 1 A [1 A]
max Outputstrom gemessen [lt. Hersteller] 1,1 A [1 A]
Ladezeit 100%/80% 3:50 / 2:45
Ladezustandsanzeige 3-Stufig (20%/50%)
Autostart/Auto-Off nein / 60 s
gleichzeitig laden/entladen nein
Zubehör im Lieferumfang Micro-USB-Kabel 55cm, Hülle, Anleitung
Gewicht 82 g
Abmesungen 95 × 23 mm
Gehäusematerial Aluminium

Im Folgenden einige Hilfestellungen, wie die einzelnen Messwerte zustandekommen und wie sie zu interpretieren sind.

Kapazität und Energiemenge

Die Hersteller von Powerbanks geben die Kapazität normalerweise bezogen auf den internen Akku an, welcher eine Spannung von 3,7 V besitzt. Um am USB-Ausgang der Powerbank jedoch eine Spannung von 5 V bereitzustellen, muss diese Spannung transformiert werden, was die Stromstärke (und damit die Kapazität) reduziert. Außerdem fallen immer noch Verluste an. Die am Ausgang wirklich entnehmbare Kapazität ist daher deutlich geringer. Angeben tue ich daher sowohl die Herstellerangabe für die interne Kapazität als auch die von mir gemessene entnehmbare Kapazität am Ausgang.

Angegeben werden kann die Kapazität auch als Energiemenge in Wh. Dabei spielt die Spannungstransformation keine Rolle, da die Energiemenge das Produkt aus Strom, Spannung und Zeit ist. Trotzdem gibt es aber normalerweise eine Diskrepanz zwischen Herstellerangabe und wirklich entnehmbarer Energiemenge, die auf die auftretenden Verluste zurückzuführen ist.

Leider gibt es auf die Kapazität noch einige weitere Einflussfaktoren. Der größte ist der Strom beim Entladen. Bei höherem Entladestrom fällt die entnehmbare Kapazität etwas ab. Um hier vergleichbare Bedingungen zu schaffen, entlade ich die Powerbanks mit folgenden Strömen, die abhängig von der internen Kapazität latut Hersteller ist:

interne Kapazität lt. Hersteller Entladestrom zur Kapazitätsbestimmung
unter 4.000 mAh 1 A
4.000 – 10.000 mAh 1,5 A
10.000 – 15.000 mAh 2 A
über 15.000 mAh 2,4 A

Übrigens mache ich zur Kapazitätsbestimmung immer mindestens 3 Messungen und bestimme den Mittelwert.

Wirkungsgrad

Den Wirkungsgrad einer Powerbank bestimme ich aus einladbarer und danach wieder entnehmbarer Energiemenge. Das Ergebnis in % sagt aus, wie viel von der eingeladenen Energie von der Powerbank wieder zur Verfügung gestellt werden kann. Normalerweise ist dieser Wert nicht übermäßig wichtig, zwar sinkt die Stromrechnung bei einer effizienten Powerbank etwas, der Unterschied liegt aber im Centbereich.
Lädt man seine Powerbank aber an einem Solar-Ladegerät oder einem Nabendynamo-Lader, ist das nicht ganz unerheblich, da die zur Verfügung stehende Energiemenge begrenzt ist.

maximaler Inputstrom

Der maximale Inputstrom letztendlich ein etwas irreführender Begriff. Genaugenommen definiere ich diesen Begriff wie folgt:

Maximaler Strom, der im Durchschnitt während des Ladens der Powerbank fließt, bis diese zu 75% geladen ist.

Maximal bedeutet hier, dass dieser Wert durchschnittlich erreichbar ist, wenn man ein passendes Ladegerät und gute Ladekabel verwendet. Es bedeutet nicht, dass nie ein höherer Strom fließt, da einige Powerbanks hier merkwürdiges Verhalten zeigen, z.B. am Anfang etwas geringerer Strom der dann gegen Mitte des Ladevorgangs etwas ansteigt. Der wirklich maximale Wert ist aber nicht so entscheidend, sondern eher der mittlere Ladestrom unter guten Bedingungen, bis der Ladestrom gegen Ende des Ladevorganges reduziert werden muss. Denn davon hängt letztendlich die Ladezeit ab.

Diese Grafik verdeutlicht das etwas:

Erklärung Ladestrom Powerbanks

maximaler Outputstrom

Der maximal erreichbare Outputstrom wird maßgeblich durch das zu ladende Gerät und das verwendete Ladekabel bestimmt. Der maximal erreichbare Wert ist hier sehr von der genauen Konstellation abhängig. Bei steigendem Strom fällt in jedem Fall die Spannung am Ausgang der Powerbank. Manche Geräte begrenzen dann den Ladestrom recht schnell, damit die Spannung nicht so stark einbricht. Andere Geräte sind da toleranter und akzeptieren auch eine stärker einbrechende Spannung. Das macht die Ganze Messung komplex. Wie bestimmt man überhaupt den maximal möglichen Outputstrom einer Powerbank?

Eine eindeutige Antwort darauf gibt es leider nicht. Zumindest sollte man aber für vergleichbare Bedinungen sorgen. Ich definiere den maximalen Outputstrom als den Strom, den die Powerbank liefern kann, bevor die Ausgangsspannung unter 4,75 V (das erlaubte Minimum laut USB-Spezifikation) einbricht. Dieser Messwert erlaubt eine gewisse Vergleichbarkeit unter verschiedenen Powerbanks. Auf der anderen Seite sollte einem aber klar sein, dass der in der Praxis erreichbare Strom von vielen Parametern abhängt.

Ladezeit

Die Zeit, bis eine leere Powerbank komplett geladen ist, ist ein leicht bestimmbarer und interessanter Wert. Allerdings sinkt die Ladegeschwindigkeit einer Powerbank gegen Ende (ab ca. 80% Ladestand), da dann der Ladestrom deutlich gesenkt werden muss. Die letzten paar Prozent Ladestand dauern also überproportional lange. Daher ist es auch interessant, wie lange das Laden einer Powerbank bis 80% Ladestand dauert. Beide Werte messe ich.

Autostart / Auto-Off

Autostart bezeichnet die Funktion einer Powerbank, dass sie sich bei Einstecken des Ladekabels in die Powerbank mit angeschlossenem zu Ladendem Gerät selbst aktiviert und der Ladevorgang ohne weiteres Zutun beginnt. Bei Powerbanks ohne diese Funktion muss noch ein Taster kurz gedrückt werden um den Ladevorgang zu starten.

Die meisten Powerbanks schalten sich nach einer gewissen Zeit komplett ab, wenn kein Ladestrom fließt, um den internen Akku zu schonen (Auto-Off). Danach muss entweder per Autostart oder durch Drücken eines Tasters die Powerbank wieder aktviert werden. Angegeben wird jeweils die Zeit nach der die Powerbank ohne Stromfluss automatisch abschaltet.

gleichzeitig laden/entladen

Manche Powerbanks können gleichzeitig geladen werden und Strom abgeben. Dies kann insbesondere nützlich sein, wenn man die Powerbank als Puffer, z.B. an einer Solarzelle einsetzen will.

Selbst Powerbanks die dies können, sind aber ggf. nur mit Einschränkungen als Puffer nutzbar, beispielsweise weil bei Unterbrechung der Ladung auch der Ausgang abgeschaltet wird und erst manuell wieder aktiviert werden muss.

Wer besonders hohe Anforderungen hat, benötigt vielleicht sogar eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV). Dann ist es sogar unerwünscht, wenn bei Ladeende oder Ladestart der Ausgang nur für einen Sekundenbruchteil abgeschaltet wird. Auch solches Verhalten zeigen manche Powerbanks.

Ich teste jeweils, ob gleichzeitiges Laden/Entladen möglich ist und wenn ja welchen Einschränkungen dieses unterliegt.


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