Akku-Ladezeit-Rechner

Wie kannst du die Akku-Ladezeit berechnen?

Die Ladezeit hängt vor allem von drei Angaben ab: Akkukapazität, Ladestrom oder Ladeleistung und Ladebereich. Dazu kommen der Wirkungsgrad und - je nach Akkutyp - die Ladekurve am Ende des Ladevorgangs.

Für die Eingabe nimmst du die Kapazität vom Akku oder Datenblatt, wählst mAh, Ah oder Wh, trägst Start- und Ziel-Ladestand ein und gibst den Strom in A oder mA beziehungsweise die Leistung in W an.

Der Rechner unterscheidet dabei zwischen einer rein rechnerischen Zeit und einer praxisnäheren Zeit mit Ladekurve. Das ist besonders bei Lithium-Akkus und Blei-Akkus sinnvoll: Am Anfang kann das Ladegerät meist den angegebenen Strom liefern, gegen Ende sinkt der Strom aber deutlich. Deshalb ist die Zeit bis 80 % oft besser planbar als die Zeit bis 100 %.

So funktioniert die Ladezeit-Formel

Die Rechnung läuft in Worten so: Der Akku muss nur den Anteil nachladen, der zwischen Start-Ladestand und Ziel-Ladestand liegt. Diese nachzuladende Kapazität wird durch den wirksamen Ladestrom geteilt. Der wirksame Ladestrom ist kleiner als der Nennstrom des Ladegeräts, weil beim Laden Verluste entstehen. Bei einer Eingabe in Wh wird entsprechend mit Ladeleistung statt Ladestrom gerechnet.

Ein Beispiel: Ein Handy-Akku mit 5.000 mAh wird von 10 % auf 100 % geladen. Nachzuladen sind 4.500 mAh beziehungsweise 16,7 Wh. Das Ladegerät liefert 2 A, bei 85 % Wirkungsgrad kommen am Akku wirksam 1,70 A an. Ohne Ladekurve ergibt die Rechnung 2 Std. 38 Min. 49 Sek.

Mit Ladekurve dauert derselbe Ladevorgang 3 Std. 22 Min. 51 Sek. Der Unterschied kommt durch die Phase am Ladeende. In diesem Beispiel ist der Akku bis 80 % nach 2 Std. 3 Min. 32 Sek. geladen, die letzten Prozent brauchen im Verhältnis deutlich länger. Der Energiebedarf inklusive Verluste liegt bei 19,6 Wh, obwohl im Akku nur 16,7 Wh nachgeladen werden.

Warum Start- und Ziel-Ladestand die Ladezeit stark verändern

Du lädst selten den ganzen Akku nach. Deshalb macht es einen großen Unterschied, ob du von leer bis voll rechnest oder nur einen Teilbereich betrachtest. Ein 3.000 mAh Akku von 0 % auf 80 % bei 1,5 A braucht 1 Std. 52 Min. 56 Sek. Nachgeladen werden dabei 2.400 mAh. Die Ladekurve verlängert hier nichts zusätzlich, weil der Zielwert bei 80 % liegt.

Bei einem 2.000 mAh Handy-Akku von 20 % auf 80 % bei 500 mA sind es 2 Std. 49 Min. 25 Sek. Nachgeladen werden 1.200 mAh. Auch hier endet die Rechnung bei 80 %, also in einem Bereich, in dem die Zeit gut abschätzbar ist.

Anders sieht es aus, wenn du bis 100 % lädst. Ein 10 Ah Akku bei 2 A von 10 % auf 100 % braucht mit Ladekurve 6 Std. 9 Min. 26 Sek., rechnerisch ohne Ladekurve wären es 5 Std. 17 Min. 39 Sek. Bis 80 % ist derselbe Akku nach 4 Std. 7 Min. 4 Sek. geladen. Für den Alltag heißt das: Wenn du nur wissen willst, wann dein Gerät wieder nutzbar ist, ist die Zeit bis 80 % oft aussagekräftiger als die volle Ladezeit.

Ladezeit von E-Bike, Powerbank und Autobatterie einordnen

Bei größeren Akkus ist die Einheit Wh oft praktischer als mAh. Ein E-Bike-Akku mit 500 Wh und 36 V braucht bei 150 W Ladeleistung 4 Std. 43 Min. 36 Sek. Ohne Ladekurve wären es 3 Std. 55 Min. 18 Sek., bis 80 % dauert es 3 Std. 8 Min. 14 Sek. Der Energiebedarf inklusive Verluste liegt bei 588,2 Wh.

Bei Powerbanks wird häufig mit mAh geworben. Eine 10.000 mAh Powerbank von 10 % auf 100 % bei 2 A braucht 6 Std. 9 Min. 26 Sek. Nachgeladen werden 9.000 mAh, der Energiebedarf inklusive Verluste liegt bei 39,2 Wh. Das ist derselbe Zeitwert wie bei einem 10 Ah Akku mit denselben Ladebedingungen, weil 10.000 mAh genau 10 Ah entsprechen.

Bei Blei-Akkus ist die volle Ladung besonders träge. Eine 60 Ah Autobatterie mit 6 A von 20 % auf 100 % braucht mit Ladekurve 14 Std. 7 Min. 4 Sek. Die reine Rechnung ohne Ladekurve liegt bei 9 Std. 24 Min. 42 Sek. Bis 80 % dauert es 8 Std. 37 Min. 39 Sek. Daran siehst du, warum Ladegeräte bei Autobatterien gegen Ende oft lange im Nachlade- oder Erhaltungsbereich arbeiten.

Typische Fehler beim Akku-Ladezeit berechnen

Der häufigste Fehler ist, den aufgedruckten Ladestrom als vollständig nutzbar anzusetzen. Ein Ladegerät mit 2 A bedeutet nicht, dass dauerhaft 2 A im Akku gespeichert werden. Im Beispiel mit 85 % Wirkungsgrad bleiben wirksam 1,70 A am Akku. Der Ladefaktor liegt dann bei 1,18.

Auch mA und A werden leicht verwechselt. 500 mA sind nicht dasselbe wie 5 A. Wenn dein Ladegerät in mA beschriftet ist, wähle im Rechner auch mA. Bei USB-Netzteilen ist dagegen oft die Watt-Angabe besser, etwa bei einer Powerbank oder einem Handy-Netzteil.

Ein weiterer Punkt: Ein starkes Netzteil macht dein Gerät nicht automatisch schneller. Akku, Ladeelektronik, Temperatur und Ladekurve begrenzen den Strom. Deshalb kann ein 4.000 mAh Akku bei 10 W von 5 % auf 90 % nur geringfügig schneller wirken als erwartet: Die Rechnung ohne Ladekurve ergibt 1 Std. 28 Min. 48 Sek., mit Ladekurve 1 Std. 32 Min. 18 Sek. Bis 80 % sind es 1 Std. 18 Min. 21 Sek.

Grenze der Rechnung: Sie modelliert typische Ladeverluste und eine vereinfachte Ladekurve. Ein gealterter Akku, ein sehr warmes Gerät oder ein Ladegerät mit abweichender Regelung kann in der Praxis andere Zeiten liefern.