Wh, Ah, Volt: Kapazität eines E-Scooter-Akkus berechnen
Um die Energie eines E-Scooter-Akkus zu ermitteln, multipliziert man seine Nennspannung in Volt mit seiner Kapazität in Amperestunden: Das Ergebnis ist in Wattstunden (Wh). Ein 72-V-Akku mit 40 Ah enthält also 72 × 40 = 2.880 Wh. Dieser Wert, und nicht die Amperestunden allein, ermöglicht es, zwei Akkus miteinander zu vergleichen. Hier erfahren Sie, wie man ihn berechnet, überprüft und was er nicht aussagt.
Das Wichtigste
- Energie (Wh) = Nennspannung (V) × Kapazität (Ah).
- Der Vergleich zweier Akkus in Ah ist nur bei gleicher Spannung sinnvoll; in Wh ist der Vergleich immer korrekt.
- Die Notation 20S10P gibt die Anzahl der Zellen in Reihe (Spannung) und parallel (Kapazität) an.
- Wattstunden geben an, wie viel Energie gespeichert ist, nicht, wie schnell sie abgegeben werden kann.
Drei Einheiten, drei Rollen
- Das Volt (V) misst die Spannung, den elektrischen „Druck“. Bei einem E-Scooter bestimmt sie vor allem die maximale Geschwindigkeit, die der Motor erreichen kann.
- Die Amperestunde (Ah) misst eine Ladungsmenge: Ein 40-Ah-Akku kann theoretisch 40 Ampere für eine Stunde oder 20 Ampere für zwei Stunden liefern.
- Die Wattstunde (Wh) misst die Energie: Sie ist das Produkt aus beidem. Sie bestimmt die Reichweite bei gleichem Verbrauch.
Eine häufige Falle: Einen 60-V-40-Ah-Akku mit einem 72-V-32-Ah-Akku zu vergleichen, indem man nur auf die Amperestunden schaut. Der erste speichert 2.400 Wh, der zweite 2.304 Wh: Sie sind energetisch fast gleichwertig, obwohl der Unterschied in Ah groß erscheint.
Die Berechnung Schritt für Schritt
Nehmen wir zwei Akkus aus unserem Katalog. Unser Performance-Akku 72 V 40 Ah für Dualtron Thunder und Thunder 2: 72 × 40 = 2.880 Wh. Unser Performance-Akku 80 V 40,5 Ah für Nami Burn-E: 80 × 40,5 = 3.240 Wh. Beide Zahlen stehen auf den Datenblättern, und die Berechnung bestätigt sie.
Um in Kilowattstunden umzurechnen, teilt man durch 1.000: 2.880 Wh ergeben 2,88 kWh. Das ist dieselbe Einheit wie auf einer Stromrechnung.
20S10P lesen: Von den Zellen zum Akku
Ein Akku ist ein Verbund identischer Zellen, oft im Format 21700. Seine Zusammensetzung wird mit zwei Zahlen geschrieben:
- S (Serie): die Anzahl der in Reihe geschalteten Zellgruppen. Die Spannungen addieren sich. Bei Lithium-Ionen-Zellen mit 3,6 V Nennspannung ergibt 20S 72 V, 22S ergibt 79,2 V.
- P (parallel): die Anzahl der Zellen in jeder Gruppe. Die Kapazitäten addieren sich. Zehn Zellen mit 5.000 mAh parallel ergeben 50 Ah.
Ein 20S10P-Akku aus 5.000-mAh-Zellen hat also 72 V × 50 Ah = 3.600 Wh, bei insgesamt 200 Zellen. Der Leitfaden zum Lesen des Datenblatts einer Lithium-Zelle erläutert die Zahlen jeder Zelle im Detail.
Nennspannung, Ladeschlussspannung
Die Nennspannung ist ein Durchschnittswert während der Entladung. Eine voll geladene Lithium-Ionen-Zelle erreicht 4,2 V: Ein 20S-Akku zeigt also voll geladen 84 V an, obwohl er als „72 V“ bezeichnet wird. Einige Hersteller rechnen mit 3,7 V pro Zelle statt 3,6 V, was die angegebene Spannung bei gleicher Zellenzahl leicht verändert: Deshalb sieht man 18S-Akkus, die als 67 V verkauft werden. Zum Vergleich ist immer die Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen maßgeblich.
| Gängige Bezeichnung | Zellen in Reihe | Ladeschlussspannung (4,2 V pro Zelle) |
|---|---|---|
| 36 V | 10S | 42 V |
| 48 V | 13S | 54,6 V |
| 52 V | 14S | 58,8 V |
| 60 V | 16S | 67,2 V |
| 72 V | 20S | 84 V |
| 79,2 V ou 80 V | 22S | 92,4 V |
Was man mit Wattstunden abschätzen kann
Die Reichweite
Teilen Sie die nutzbare Energie durch Ihren gemessenen Verbrauch in Wh/km. Die Methode und ihre Tücken (Geschwindigkeit, Kälte, Gewicht) werden in unserem Leitfaden zur tatsächlichen Reichweite eines E-Scooters detailliert beschrieben.
Die Ladezeit
Teilen Sie die Energie, die in den Akku zurückgeführt werden muss, durch die Leistung, die das Ladegerät liefert. Ein 84-V-Ladegerät, das 5 A liefert, erbringt etwa 420 W: Es benötigt also mehr als sechs Stunden, um 2.880 Wh nachzuladen, und sogar noch etwas länger, da der Ladevorgang gegen Ende langsamer wird. Unser UltraChargeur 4 000 W lädt einen 2- bis 3-kWh-Akku in etwa einer Stunde auf, vorausgesetzt, der Akku ist für Schnellladung ausgelegt.
Gewicht und Abmessungen
Bei gleicher Zelltechnologie zahlt man für Energie mit Zellen, also mit Gewicht und Volumen. Ein Akku mit höherer Energie muss erst einmal in das Deck passen: Das ist oft die eigentliche Grenze.
Was Wattstunden nicht aussagen
Zwei 2.880-Wh-Akkus können sich bei voller Beschleunigung sehr unterschiedlich verhalten. Der Strom, den ein Akku liefern kann, hängt vom Zelltyp, der Anzahl der parallel geschalteten Zellen, den internen Verbindungen und dem BMS ab. Das ist der Unterschied zwischen unseren Original-Akkus und unseren Performance-Akkus: gleiche Spannung, manchmal gleiche Kapazität, aber nicht der gleiche Spitzenstrom. Sehen Sie sich unsere gesamte Auswahl an E-Scooter-Akkus an.
Tipp aus der Werkstatt
Bevor Sie einen Akku kaufen, überprüfen Sie die Zusammensetzung (z. B. 20S10P) und die Zellenbezeichnung. Eine angegebene Kapazität, die keiner logischen Kombination bekannter Zellen entspricht, sollte Sie misstrauisch machen.
Häufig gestellte Fragen
Wie viele Wh hat ein 72-V-40-Ah-Akku?
72 × 40 = 2.880 Wh, also 2,88 kWh.
Warum zeigt mein „72-V“-Akku 84 V an?
72 V ist die Nennspannung eines Akkus mit 20 Zellen in Reihe. Bei voller Ladung steigt jede Zelle auf 4,2 V, also insgesamt 84 V. Die Spannung sinkt dann während der Entladung.
Kann ich einen Akku mit höherer Kapazität einbauen, ohne etwas zu ändern?
Bei identischer Spannung und kompatiblen Anschlüssen ist das im Allgemeinen möglich: Nur die Reichweite ändert sich. Wenn sich die Spannung ändert, müssen Controller, Display und Ladegerät dies unterstützen.
Was ist das Verhältnis zwischen mAh einer Zelle und Ah eines Akkus?
1.000 mAh = 1 Ah. Die Kapazität des Akkus ist die einer Zelle multipliziert mit der Anzahl der parallel geschalteten Zellen.