Hur jämför man kapaciteten och användbarheten på en powerbank? Vad betyder powerbank kapacitet egentligen?

Powerbanks är enheter som har blivit mycket populära. Tillverkare försöker överträffa varandra genom att lägga till nya funktioner, öka deras kraft, öka deras kapacitet etc.

Kapaciteten hos powerbanken är huvudkriteriet för de flesta användare. Man väljer helt enkelt att köpa en powerbank beroende på kapacitet.

Är det rätt? Vad betyder egentligen kapaciteten i powerbanken, vad spelar det för roll hur man läser den? - Läs vidare!

Den grundläggande och ofta den enda parametern som ges av tillverkare av powerbanks är kapaciteten hos de inbyggda batterierna

Detta är ett obligatoriskt krav, eftersom varje tillverkare är skyldig att tillhandahålla kapaciteten för det inbyggda Li-ion-batteriet när det är integrerat i denna typ av enhet. Detta krävs av säkerhetsbestämmelser inom transporter, särskilt flygtransporter.

Så vi köper en powerbank med ett inbyggt batteri med en kapacitet på 10 000 mAh, medan batteriet i vår mobiltelefon är på 3 300 mAh. Vi åker på en resa i några dagar, övertygade om att vår powerbank kommer att tillåta oss att ladda vår smartphone 3 gånger... Tyvärr kommer detta inte att hända, även om vi köpte en pålitlig, beprövad everActive EB-L10K-modell med en garanterad batterikapacitet på 10 000 mAh. Varför? 

Hur många gånger kan du ladda en telefon med ett 3300 mAh batteri med en bra 10 000 mAh powerbank till ditt förfogande?

De allra flesta powerbanks använder ett uppladdningsbart batteri eller ett paket litiumjon-litiumjonbatterier med en märkspänning på 3,7V.

I vårt fall deklarerar tillverkaren användningen av ett 10 000 mAh batteri i sin powerbank. Värdet uttryckt i milliampertimmar [mAh] tar inte hänsyn till förloppet av spänningsvärdet under urladdningen , utan endast den tid under vilken det sjunker till en förutbestämd nivå, t.ex. 3,0 V för ett Li-ion-batteri.

För laddningsenheter som smartphones, surfplattor etc. används en USB-port med en spänning som inte är lägre än 5V DC - denna spänning är klart högre än den för powerbankbatteriet. Därför måste spänningen konverteras (ökas) . Vi kommer att visa dig hur du enkelt kan uppskatta energin och användbar kapacitet i vår powerbank för enheter som kräver 5V laddning.

Vi måste beräkna värdet på den energi som finns tillgänglig från powerbanken

Kapacitetsvärdet i mAh / Ah (milliamptimmar, amperetimmar) multiplicerat med spänningen V ger oss det redan uppskattade värdet av energi uttryckt i mWh / Wh (milliwattimmar, wattimmar).

I fallet med ett 3,7V 10000 mAh Li-ion-batteri kan vi enkelt beräkna den teoretiska energin som vår powerbank kommer att ha : 3,7V x 10000mAh = 37000 mWh. Energivärdet uttryckt i mWh eller Wh (wattimmar) ges vanligtvis till powerbanken utöver kapaciteten i mAh.
En typisk 10 000 mAh powerbank kan därför lagra 37 000 mWh energi. Vi kan omvandla detta värde till en enhet av kapacitet mAh för vilken utspänning som helst. 

Under idealiska, förlustfria omvandlingsförhållanden, med en spänning på 5V vid USB-utgången, har vi: 37 000 mWh / 5V = 7 400 mAh.
Resultatet på 7400 mAh är det teoretiska maximum som vår powerbank med ett inbyggt 10 000 mAh / 3,7V batteri skulle kunna ha vid 5V-utgången. Även detta värde skulle inte vara tillräckligt för att ladda vår smartphone tre gånger med ett 3300 mAh batteri.
Dessutom medför spänningsomvandlingen som sker i vår powerbank vissa förluster - verkningsgraden för omriktaren som är inbyggd i powerbanken är aldrig 100%.

En annan aspekt är effektiviteten hos enheterna

För några år sedan översteg den typiska effektiviteten för sådana enheter inte 80 % (det fanns till och med modeller under 70 %), vilket resulterade i resultatet på 5 920 mAh på USB-utgången ( 80 % från 37 000 mWh dividerat med 5V) en typisk 10 000 mAh / 37 powerbank. Wh. Detta värde kunde inte vara tillräckligt för ens 2 fulla laddningar av vår smartphone med ett 3300 mAh batteri.

I vissa nyare enheter har effektiviteten förbättrats avsevärt - för närvarande kan de bästa powerbanks skryta med en effektivitet på 90 % och högre för typiska belastningar. Med 90 % effektivitet har vår powerbank med ett inbyggt 37 000 mWh batteri redan en effektiv energi på 33 300 mWh , vilket innebär att kapaciteten på 6 660 mAh är tillgänglig för användaren vid 5V USB-utgången , vilket är över 12 % mer än den mindre effektiva kopian av samma kapacitet!

Vår modell everActive EB-L10K powerbank kännetecknas av ännu högre effektivitet och ger ett ännu bättre resultat under typiska belastningsförhållanden, vanligtvis över 6750 mAh på 5V USB-utgången, vilket är så mycket som 14 % mer än en analog enhet med en effektivitet på 80 % och samma kapacitet hos det inbyggda batteriet.

Hur Quick Charge-tekniken påverkar effektiviteten av laddning från en powerbank

Även när vi använder en mycket effektiv powerbank måste vi vara medvetna om att kapaciteten som erhålls på USB-utgången blir ännu lägre med en högre utspänning, när vi använder snabbladdningstekniken - Quick Charge - både när powerbanken kommer att fungera under full belastning och när den kommer att användas, bara för att hålla en annan enhet laddad (vid mycket låg utström).

En viktigare parameter i detta fall är den typiska effektiviteten för en sådan laddare. Effektivitet talar om för oss hur mycket ackumulerad energi uttryckt i en enhet Wh/mWh som faktiskt är tillgänglig för att ladda våra enheter. Sådan effektivitet är aldrig 100 %, men i de bästa enheterna är den totala energin som finns tillgänglig vid powerbankutgången endast något lägre än den för det inbyggda batteriet - ett bra exempel är den nämnda everActive EB-L10K energibanken där användaren har en 5V USB-utgång till sitt förfogande 34 040 mWh energi, med ett inbyggt 3,7V / 37 000 mWh batteri .

Så hur mycket av denna energi och hur många milliampertimmar [mAh] kommer faktiskt att gå till vårt batteri i telefonen och surfplattan?

Det finns inget tydligt svar på denna fråga, men vi ska också försöka klargöra den.

Vi måste vara medvetna om att hela processen med att ladda mobila enheter redan är mycket ineffektiv vid källan.

Som jag skrev tidigare kräver våra mobila enheter, telefoner, surfplattor, webbkameror, kameror etc en spänning på minst 5V för laddning, och de själva drivs oftast av ett batteri med en nominell spänning på 3,7V. När vi använder en powerbank-laddare har vi två spänningsomvandlingar "på vägen". Enkelt uttryckt är det en förändring från 3,7V till 5V (som vi skrev ovan), och sedan från 5V tillbaka till 3,7V.

En powerbank-enhet är designad för att effektivt överföra den tillgängliga energin från det inbyggda 3,7V-batteriet till en som är vänlig för slutenheter - tillgänglig från 5V USB-utgången. Det är här powerbankens uppgift slutar, och den vidare processen och effektiviteten av laddningen beror bara på enheten och kvaliteten på USB-kabeln som används.

Som vi förklarade tidigare, i fallet med en bra powerbank med ett 10 000 mAh / 37 000 mWh batteri, kan vi räkna med 6750 mAh / 34040 mWh tillgängliga på 5V-utgången . Med en sådan energikälla, om vår enhet skulle laddas förlustfritt, med 100 % effektivitet, skulle vi kunna räkna med  34040 mWh / 3,7V = 9200 mAh kapacitet som tillförs batteriet i vår enhet. Tyvärr är processen att ladda ett typiskt Li-ion-batteri som finns i vår telefon vanligtvis inte särskilt effektiv och som ett resultat går en stor del av denna tillförda energi förlorad, slösas bort – oftast i form av värme. Dessa förluster ackumuleras från USB-kabeln, anslutningar, elektronik i vår telefon, till det inbyggda Li-ion-batteriet, som inte heller laddas förlustfritt även under idealiska förhållanden.Vad det är för förluster och vad de beror på är ett ämne för en separat artikel, men de beror inte på vår powerbank längre.

I slutändan, i enkla enheter med typiska laddningssystem, förloras till och med cirka 30 % av energin från powerbanken. I nyare telefoner och surfplattor är processen mer effektiv och där kan vi räkna med en större mängd mAh tillförd.

Sammanfattningsvis kommer en branded powerbank med en kapacitet på 10 000 mAh att tillåta oss att ge cirka 6700-8000 mAh till batteriet i vår slutliga enhet - men bara om vår enhet har ett 3,7V batteri. mAh-värdena kan inte jämföras vid olika spänningar (vi kan alltid jämföra energin uttryckt i mWh / Wh / kWh) och så om vår enhet hade ett 7,4V batteri skulle mängden mAh som levereras till den vara hälften av samma powerbank.

På tal om frågan från inledningen - en bra 10 000 mAh powerbank borde ladda vår telefon med ett 3300 mAh / 3,7V batteri minst två gånger. Dessutom skulle vi till och med kunna räkna med ytterligare 40 % påfyllning om tillverkaren av vår telefon tog hand om den höga effektiviteten i laddningsprocessen.

När man jämför powerbanks med varandra räcker det inte att jämföra deras kapacitet , vi bör också jämföra deras effektivitet, eller åtminstone den användbara kapaciteten från USB-utgången, om tillverkaren tillhandahåller det. Dessutom måste vi vara medvetna om att oavsett kapaciteten och effektiviteten hos en sådan laddare så går en ganska stor del av energin tyvärr alltid till spillo i att vår enhet laddas.

Som vår artikel visar kan det vara mycket missvisande att endast jämföra det deklarerade värdet av batterikapaciteten inbyggd i en powerbank, särskilt eftersom inte alla tillverkare tillhandahåller denna parameter på ett tillförlitligt sätt och överdriver den på etiketten.