Wie man Ah von 18650-Batteriepack berechnet: Ultimativer Leitfaden

Möchten Sie ein benutzerdefiniertes Batteriepack mit 18650-Lithium-Ionen-Zellen bauen?

Dann müssen Sie wissen, wie man die Ampere-Stunden (Ah) Kapazität Ihres Batteriepakets berechnet.

Warum?

Denn die Ah-Bewertung zeigt Ihnen, wie viel Ladung Ihr Pack speichern kann und wie lange es Ihr Gerät mit Strom versorgen kann.

In diesem Leitfaden, als Profi Hersteller von 18650-Akkupacks, ich werde dir genau zeigen, wie man die Ah eines 18650-Akkupacks Schritt für Schritt berechnet.

Lass uns gleich loslegen.

Was ist Ah und warum ist es wichtig

Ampere-Stunden (Ah) sind eine Einheit, die die Kapazität einer Batterie misst.

Denk daran, es ist wie der Kraftstofftank deiner Batterie.

Zum Beispiel kann eine Batterie mit 3,0 Ah Kapazität theoretisch bereitstellen:

• 3,0 Ampere für eine Stunde

• 1,5 Ampere für zwei Stunden

• 0,5 Ampere für sechs Stunden

Sie verstehen das Prinzip.

Bei 18650-Batterien haben einzelne Zellen typischerweise Kapazitäten zwischen 2,5Ah und 3,5Ah. Wenn du diese Zellen in einem Pack kombinierst, hängt die Gesamtkapazität davon ab, wie sie verbunden sind.

Und genau das werden wir heute behandeln.

Die Grundlagen der 18650-Batterien im Jahr 2025

Zuerst: Was genau ist eine 18650-Batterie?

Die 18650 ist eine Standard-Lithium-Ionen-Batterie, benannt nach ihren Maßen: 18 mm Durchmesser und 65 mm Höhe.

Diese Batterien sind überall:

• Elektrofahrzeuge

• Akku-Werkzeuge

• Laptop-Akkus

• DIY-Powerbanks

Hier sind die wichtigsten Spezifikationen einer typischen 18650-Zelle:

• Nennspannung: 3,6V-3,7V

• Kapazität: Zwischen 2.500mAh (2,5Ah) und 3.500mAh (3,5Ah)

Die große Frage ist jetzt: Wie kombiniert man diese Zellen, um die benötigte Spannung und Kapazität zu erhalten?

Hier kommen Reihen- und Parallelschaltungen ins Spiel.

Reihen- vs. Parallelschaltungen (Die Grundlage der Batteriemathematik)

Hier ist die Sache:

Wie du deine 18650-Zellen anschließt, ändert die Spezifikationen deines Batteriepacks komplett.

Lassen Sie mich das aufschlüsseln:

Reihenschaltung (S)

Wenn Sie Batterien in Reihe schalten:

• Spannungen addieren sich

• Kapazität bleibt gleich

Hier ist die Formel:
Gesamtspannung = Anzahl der Zellen in Reihe × Spannung einer Zelle

Zum Beispiel hätte ein 2S1P-Pack (zwei Zellen in Reihe) mit 3,7V-Zellen:

• Gesamtspannung: 7,4V (2 × 3,7V)

• Gesamtkapazität: Gleich wie eine Zelle (sagen wir 3,0Ah)

Parallelschaltung (P)

Wenn Sie Batterien parallel anschließen:

• Kapazität addiert sich

• Spannung bleibt gleich

Hier ist die Formel:
Gesamtkapazität (Ah) = Anzahl der Zellen in Parallelschaltung × Kapazität einer Zelle

Zum Beispiel hätte ein 1S2P-Pack (zwei Zellen in Parallelschaltung) mit 3,0Ah-Zellen:

• Gesamtspannung: 3,7V (gleich wie eine Zelle)

• Gesamtkapazität: 6,0Ah (2 × 3,0Ah)

Reihenschaltung-Parallelschaltung (z.B. 3S2P)

Hier wird es interessant.

Eine Reihenschaltung-Parallelschaltung kombiniert beide Konfigurationen, um die gewünschte Spannung UND Kapazität zu erreichen.

Zum Beispiel hätte ein 3S2P-Pack mit 3,7V, 3,0Ah-Zellen:

• Gesamtspannung: 11,1V (3 × 3,7V)

• Gesamtkapazität: 6,0Ah (2 × 3,0Ah)

Das Verständnis dieser Konfigurationen ist entscheidend, um die Spezifikationen deines Batteriepacks genau zu berechnen.

Wie man die Gesamtspannung und Ah (Schritt für Schritt) berechnet

Jetzt kommen wir zum praktischen Teil.

Hier ist ein Schritt-für-Schritt-Prozess zur Berechnung der Spannung und Ah-Bewertung deines 18650-Batteriepacks:

Schritt 1: Bestimmen Sie die einzelnen Zellenspezifikationen

Finde die Kapazität und Spannung jeder verwendeten 18650-Zelle. Diese Informationen werden in der Regel vom Hersteller bereitgestellt und können auf der Zelle aufgedruckt sein.

Zum Beispiel: Samsung 30Q-Zellen haben eine Nennspannung von 3,6V und eine Kapazität von 3,0Ah.

Schritt 2: Identifizieren Sie Ihre Konfiguration

Entscheide, wie viele Zellen du in Serie und wie viele in Parallelschaltung verbinden möchtest, basierend auf deinen Spannungs- und Kapazitätsanforderungen.

Zum Beispiel: Wenn Sie ein Paket mit ungefähr 12V und 9,0Ah benötigen, könnten Sie eine 3S3P-Konfiguration wählen (3 Serien × 3 Parallel = insgesamt 9 Zellen).

Schritt 3: Anwenden der Berechnungsformel

Nun verwenden Sie diese einfachen Formeln:

• Gesamtspannung = Anzahl der Zellen in Reihe × Spannung einer Zelle

• Gesamtkapazität (Ah) = Anzahl der Zellen in Parallelschaltung × Kapazität einer Zelle

Lass uns das anhand einiger realer Beispiele sehen.

Praktische Beispiele (Hier wird es klar)

Ich zeige Ihnen, wie das funktioniert, mit einigen praktischen Beispielen:

Beispiel 1: 2S1P-Konfiguration

• Zellen: 2 Zellen, jeweils 3,7V und 3,0Ah

• Konfiguration: 2S1P (2 in Serie, 1 parallel)

• Berechnung:

  • Gesamtspannung = 2 × 3,7V = 7,4V

  • Gesamt Ah = 1 × 3,0Ah = 3,0Ah

• Ergebnis: Das Paket hat 7,4V und 3,0Ah

Beispiel 2: 1S3P-Konfiguration

• Zellen: 3 Zellen, jeweils 3,6V und 2,5Ah

• Konfiguration: 1S3P (1 in Serie, 3 parallel)

• Berechnung:

  • Gesamtspannung = 1 × 3,6V = 3,6V

  • Gesamt Ah = 3 × 2,5Ah = 7,5Ah

• Ergebnis: Das Paket hat 3,6V und 7,5Ah

Beispiel 3: 4S2P-Konfiguration

• Zellen: 8 Zellen, jede 3,7V und 3,0Ah

• Konfiguration: 4S2P (4 in Serie, 2 parallel)

• Berechnung:

  • Gesamtspannung = 4 × 3,7V = 14,8V

  • Gesamt Ah = 2 × 3,0Ah = 6,0Ah

• Ergebnis: Das Paket hat 14,8V und 6,0Ah

Profi-Tipp: Möchten Sie die gesamte Energie in Ihrem Batteriepacks berechnen? Multiplizieren Sie einfach die Gesamtspannung mit der Gesamtkapazität:
Energie (Wh) = Spannung (V) × Kapazität (Ah)

Für das oben genannte 4S2P-Beispiel: 14,8V × 6,0Ah = 88,8Wh

Berechnung von Ah für Anwendungen in der realen Welt im Jahr 2025

Jetzt wollen wir einige praktische Szenarien angehen, die du im Jahr 2025 begegnen könntest:

Bau eines E-Bike-Akkus

Angenommen, du möchtest einen Akku für ein Elektrofahrrad bauen, das folgende Anforderungen hat:

• Nennspannung von 36V

• Mindestens 10Ah Kapazität

Wie viele 18650-Zellen (3,7V, 3,0Ah) benötigen Sie?

1. Für 36V benötigen Sie: 36V ÷ 3,7V ≈ 10 Zellen in Serie

2. Für 10Ah benötigen Sie: 10Ah ÷ 3,0Ah ≈ 4 Zellen parallel

3. Gesamtkonfiguration: 10S4P

4. Benötigte Zellen insgesamt: 10 × 4 = 40 Zellen

5. Endgültige Spezifikationen: 37V und 12Ah

DIY Powerbank für Camping

Sie möchten eine tragbare Powerbank für Camping erstellen, die Ihre Geräte mehrfach aufladen kann:

1. Verwendung von 3,6V, 3,5Ah Zellen

2. Sie entscheiden sich für eine 4S3P-Konfiguration (insgesamt 12 Zellen)

3. Gesamtspannung: 4 × 3,6V = 14,4V

4. Gesamtkapazität: 3 × 3,5Ah = 10,5Ah

5. Gesamtenergie: 14,4V × 10,5Ah = 151,2Wh

Dies reicht aus, um ein typisches Smartphone etwa 15 Mal aufzuladen oder eine kleine LED-Campinglampe mehrere Nächte lang zu betreiben.

Häufige Fehler, die bei der Berechnung der Batteriekapazität vermieden werden sollten

Hier sind einige häufige Fehler, die ich bei der Berechnung des Ah-Werts ihres Batteriepacks sehe:

Fehler #1: Verwechslung von mAh und Ah

Viele 18650-Zellen geben ihre Kapazität in Milliampere-Stunden (mAh) an. Um in Ah umzurechnen, einfach durch 1000 teilen.

Zum Beispiel: 2500mAh = 2,5Ah

Fehler #2: Nicht Berücksichtigung der Entladerate

Die Nennkapazität einer Batterie wird typischerweise bei einer niedrigen Entladerate (wie 0,2C) gemessen. Wenn Sie mehr Strom ziehen, sinkt die effektive Kapazität.

Zum Beispiel könnte eine 3,0Ah-Zelle bei Entladung mit 1C (3 Ampere) nur 2,7Ah liefern.

Fehler #3: Verschiedene Zellen mischen

Die Verwendung von Zellen mit unterschiedlichen Kapazitäten in derselben Parallelschaltung führt zu der niedrigsten gemeinsamen Kapazität. Verwenden Sie immer identische Zellen für optimale Leistung und Sicherheit.

Sicherheitsüberlegungen und Batterieschutzsystem (BMS)

Schau:

Sicherheit ist SUPERwichtig, wenn man mit Lithium-Ionen-Batterien arbeitet.

Diese Batterien können Feuer fangen oder sogar explodieren, wenn sie nicht richtig gehandhabt werden. Deshalb musst du ein Batteriemanagementsystem (BMS) in dein Pack integrieren.

Ein BMS erfüllt mehrere kritische Funktionen:

• Überwacht die einzelnen Zellspannungen

• Verhindert Überladung und Tiefentladung

• Sorgt für ein ausgewogenes Laden aller Zellen

• Schützt vor Kurzschlüssen

• Verhindert thermisches Durchgehen

Die meisten Verbraucherbatteriepacks enthalten ein BMS mit einer Abschaltspannung zwischen 2,8V und 3,0V pro Zelle, um Schäden zu vermeiden.

Hier sind einige zusätzliche Sicherheitstipps:

• Verwenden Sie hochwertige Zellen von renommierten Herstellern wie Samsung, LG, Sony oder Panasonic

• Mischen Sie niemals Zellen mit unterschiedlichen Kapazitäten oder Ladezuständen

• Lagern und handhaben Sie Batterien in einer kühlen, trockenen Umgebung

• Verwenden Sie ordnungsgemäße Punktschweißtechnik (niemals direkt an Zellen löten)

• Tragen Sie immer Sicherheitsausrüstung beim Bau von Batteriepacks

Ihre Berechnungen in der Praxis überprüfen

Hier ist die Sache:

Theoretische Berechnungen sind großartig, aber es ist immer gut, deine Ergebnisse zu überprüfen.

So testen Sie die tatsächliche Kapazität Ihres Batteriepacks:

1. Laden Sie Ihr Paket vollständig auf

2. Verwenden Sie eine kontrollierte Entladerate (typischerweise 0,2C)

3. Messen Sie die insgesamt gelieferte Energie

4. Vergleichen Sie mit Ihren Berechnungen

Wenn Ihr 6,0Ah-Pack beispielsweise bei einem Entladungstest 5,8Ah liefert, liegt das ziemlich nah am theoretischen Wert (und ist aufgrund des Innenwiderstands und anderer Faktoren normal).

Zusammenfassung

Lassen Sie uns das zusammenfassen.

Die Berechnung der Ah-Kapazität Ihres 18650-Akkupacks basiert auf dieser einfachen Formel:

Gesamtkapazität (Ah) = Anzahl der Zellen in Parallelschaltung × Einzelzellkapazität

Beachten Sie diese wichtigen Punkte:

• Serielle Verbindungen (S) erhöhen die Spannung, aber nicht die Kapazität

• Parallelschaltungen (P) erhöhen die Kapazität, aber nicht die Spannung

• Serien-Parallel-Kombinationen (SxP) erhöhen beides

• Immer eine BMS für die Sicherheit verwenden

• Verwenden Sie passende, hochwertige Zellen

Wenn Sie diese Prinzipien verstehen, können Sie ein maßgeschneidertes 18650-Akkupack entwerfen, das Ihren genauen Spannungs- und Kapazitätsanforderungen entspricht.

Das Beste daran? Sobald Sie das beherrschen, können Sie Akkupacks für nahezu jede Anwendung bauen – vom Betrieb Ihrer DIY-Elektronikprojekte bis hin zur Erstellung von Backup-Strom für Ihr Zuhause.

Haben Sie ein Akkupack mit 18650-Zellen gebaut? Lassen Sie mich Ihre Erfahrung in den Kommentaren wissen!

Denken Sie daran: Sicherheit geht vor. Befolgen Sie immer die richtigen Handhabungsverfahren beim Arbeiten mit Lithium-Ionen-Batterien. Und wenn Sie sich bei Ihren Fähigkeiten nicht sicher sind, sollten Sie stattdessen ein fertiges Batterypack kaufen, anstatt es selbst zu bauen.