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リチウムってどのくらい使えるのか?

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リチウムってどのくらい使えるのか?

久々更新です。相変わらずひたすら、ご依頼いただいたキャンピングカーへのリチウム取付の作業をこなすべく、全国に伺っております。全国って言っても東名阪が多いですけどね。大阪で何台かつなげてやらせてもらう事が多いです。

この記事を書いている時点で、取付実績は80台くらいになっています。

国産、外車、ビルダー問わずで、後付けでリチウム化させてもらっている実績ではおそらく日本一かな?と自負しています。これも皆さまのおかげです。マジで皆様のお陰でご飯食べれています。ありがとうございます。

さて、リチウム化のお問い合わせの中で、「〇〇Ahでエアコンはどれくらい使えますか?」というようなご質問がとても多いので、今回は「リチウムってどのくらい使えるの?」という事について。これまでの記事の中でも書いた事あると思いますが、それだけに絞った記事は無かったと思うので、今回は特に焦点を当てて書いてみます。

かなり初心者向けな内容になっているので、わかっている方は今回も読み飛ばしてください。

バッテリーの容量表記について

まず、バッテリーの容量を表す表記についてご説明します。

Ah(アンペアアワー)表記

バッテリーの容量を表す単位として、よく400Ahとか600Ahとか書かれてますが、この「Ah」はアンペアアワーという単位です。

1Ah=1000mAh(ミリアンペアアワー)です。 

Youtubeとかで紹介されているポータブル電源なんかで、サムネイル(目を引くトップ画像の事)に「100,000mAh!!」とか、やたらゼロが多く書かれていることがありますが、100,000mAhは、Ahに直すとゼロを3つ取って単なる「100Ah」です。

やたらゼロを増やして「いかにも大容量に見せかけるため」の演出として、あえてmAh表記を使っているだけです。全く感心しませんね。

しかも、Ah表記はそれだけではバッテリー容量を表すのには不十分な単位なんです。なぜかというと。。それを説明するためにはあと2つ、単位を知る必要があります。

電圧V(ボルト)

電圧を表す単位としてV(ボルト)があります。こちらは馴染みのある単位でしょう。乾電池は1.5V。2本直列で3V。ミニ四駆でよく使いましたね。7.2Vバッテリーは田宮のラジコンでよく使いました。(筆者はねw)

で、上で書いた「Ah表記が容量を表すのに不十分」な理由として、Ahは、V(ボルト)によって変わるんです。

これを説明するために、もう一つの単位として、

Wh(ワットアワー)

があります。Wに時間をかけたもので、「電力量」を表す単位です。

Wh=V×Ah です。

電圧1Vで100Ahのバッテリーなら、100Whとなります。そしてこのWhこそが、いわゆる「バッテリーの容量」を表すための完全な表記となります。

バッテリーの容量表記はWhにしろ!

非常に簡単な事なんですが、ここまでの話をまとめると、上で「Ah表記はバッテリーの容量を表すのに不十分な単位」と書いた理由がわかると思います。

1V×100Ahなら100Whだし、3.2V100Ahなら320Whになる。

要は、Ah表記の場合、かけるVによって容量(電力量)であるWhがコロコロ変わるわけです。

なので、Ah表記するなら、前提として「何Vでの話なの?」ってことになるんです。

例えば、何度も例に出して悪いですが、本日現在、Youtubeで「ポータブル電源 mah」で検索して3個目に出てきたコレ。

チャンネル名は隠しましたw でもこのチャンネルの方も「案件」なお仕事ですからね。クライアントからの資料を書かざるを得ないわけですよ。別に415000mAhはウソじゃないしね。まぎらわしいけど。

登録6000人弱のウチの弱小Youtubeチャンネルにもポタ電の案件依頼が来るくらいですから。ちなみにウチはポタ電系の案件は一切受けません。

で、このポタ電。415000mAh で、容量1500Whとなってます。これ系のポタ電は可搬性も重要なので「軽くて大容量」を目指すため、使っているリチウムはリン酸鉄系よりもエネルギー密度が高い=軽い三元系など他のタイプのリチウムを使っています。リン酸鉄系は定格電圧3.2Vですが、三元系は定格3.6~3.7Vです。それを基に計算すると。。

やたら桁数増やしてでっかく書いてある「415,000mAh」はゼロ3つ取って「単なる」415Ahです。415Ahって大きくない?と思わせるところがミソです。実は415Ahは12Vとかではなく、セル電圧3.7Vでってことなんです。

計算すると。。415Ah×3.7V=1535Whって事になります。定格3.6Vなら1494Wh。どっちにしても1500Whに近似ですね。

上記の通り、415Ah(415000mAh) は「3.7Vで」って話なんです。

もし、車で使う12Vで換算すれば、1535Wh÷12V=127.9Ah のバッテリーってことになります。リン酸鉄系リチウムを12V系で使うとすれば定格12.8Vなので、1535Wh÷12.8V=119.9Ah になります。ウチのショップでいうところの120Ahの生セル4個と同じ容量ってことです。

このように、Ah表記は電圧Vによりコロコロ変わるので、バッテリーの容量表記としては不十分な単位であり、Whこそがバッテリー容量(電力量)を表す完全無欠の単位ということです。

1500Whとだけ書けよ。mAh表記はやたら数字多く見せて惑わせるだけで、いらんだろ?どうしても大きな数字を書きたいなら電圧も書け!って思います。

まったく、見る人(特に初心者)を惑わせる、感心しない表記方法です。最近は以前に比べて改まってきましけどね。

キャンピングカーに搭載するリチウムの容量は?

バッテリーの容量表記はWhがベストってことをご理解いただいた上で、やっとキャンピングカーの話になります。

Whがベスト!と言いつつ、当方でも「〇〇Ah」として販売しています。210Ahとか300Ahとか。ただし、電圧とWhも併記しています。

当方でリチウムの取付をご依頼いただいたお客様に取り付けるのは、主に400Ahと600Ahが多いです。以下、600Ahを例に解説します。

キャンピングカーに搭載するリン酸鉄系リチウムイオンの単セルの電圧は定格3.2Vです。

12V車で使う場合、それを4直列して、3.2V×4=定格12.8Vとして使用します。

実際には、12V車で600Ahにする場合は、3.2V 600Ahの単セルは現状無いので、「3.2V 300Ah」の単セルを最初に2並列して「3.2V 600Ah」とし、それを4直列して「12.8V 600Ah」 にします。ですので、バッテリーの個数としては8個使う事になります。

24V車の場合、8直列する必要があるので、12V車のように「最初に単セルを2並列」する事はしません。単純に「3.2V 300Ah」のセルを8直列して「25.6V 300Ah」 とします。そしてその容量(電力量)は

12V車なら定格12.8V×600Ah=7680Wh

24V車なら定格25.6V×300Ah=7680Wh

で、どちらも同じという事になります。使ってる個数が同じなので当然ですね。

で、どれくらい使えるのか?

って話になるわけです。やっと。

どれくらい使えるのか?計算方法

家電の消費電力は「W」で表されます。例えばドライヤーは1200wくらいです。どの家電にも、よーく見ると消費電力が書いてあります。

600Ahの電力量は7680Whですので、1200Wのドライヤーなら単純計算で

7680Wh(バッテリー容量)÷1200W(消費電力)=6.4時間 使えることになります。そういう計算です。

実際には「インバーターの変換ロス」があるので、消費電力はもう少し大きくなります。インバーターの変換効率を90%として、1200Wのドライヤーを使うとすると、

1200W÷0.9=1333W となるので、使える時間はもう少し短くなります。

電子レンジはキャンピングカーの電装品の中では消費電力が大きいものの代表格で、ドライヤーと同じく1200Wくらい使いますが、使うのはせいぜい5分程度と短いので、実はバッテリーの消費量にはあまり影響しません。リチウムの場合はです。

鉛の場合は大電力を使うと途端に電圧が落ちて戻りが悪い=取り出せる電力量が減るので、別な意味でダメです。

下のスクショは、ある方で電子レンジを稼働させた時のスクショです。インバーター効率は85%くらいでしょうかね。

まぁ、スマホアプリで見るBMS上のこの数値はバッテリーからどれくらい放電しているか?の数値で、インバーターの変換ロスも含まれた数値なので、こちらを見ておけばいいと思います。

スマホじゃなくても、RENOGYのバッテリーモニター

などを付ければスマホで見るのとほぼ同じ値が取れますし、「現在の消費電力で何時間持つか?」が常に表示されるので便利です。消費電力によって使用可能時間は刻々と変化しますけどね。

じゃあエアコンはどれくらい使える?

家庭用エアコンというのは、冷房最大で800Wくらいで動きます。設定温度まで冷やし切ると200W以下で動きます。インバーター制御によってきめ細かくパワーがコントロールされています。

外気温や設定温度により消費電力が変わるので、「エアコンはどれくらい使いますか?」という質問には一概には答えられないのです。

最大800Wでなら7680Wh÷800=9.6時間 ですし、半分の400Wでなら19.2時間。200Wでなら38.4時間 使えることになります。そういう計算です。

実際に昨年600Ahを積んだ方の体験談としては、夏にエアコンをずっと。最強とかではなく常識的な26℃とかの設定で、夕方から翌朝まで一晩30~40%減だそうです。Ahに換算すると180~240Ah減という事になります。

この点については、現時点では「聞いただけ」なので、もう少し暑くなってきたら動画で記録して、エビデンスを取り、Youtubeで公開したいと思います。

エアコン使わない時期は?

エアコンを使わない時期は、7680Whを使い切る事は困難です。僕は400Ah(5120Wh)ですが、それでも減っても、一晩15~20%程度です。600Ahなら10~15%程度でしょう。電気の心配は不要です。

いまさらですが…実際に使用可能な容量について

前の記事「満充電とは何か?」に書いた通り、実際に使える容量というのは「満充電電圧をいくつに設定するか?」によっても変わります。BMSで自由に設定できるわけでして。

そして、当方で取り付けた場合の初期設定では「バッテリーにとっての本当の満充電」よりも少し低い電圧(満充電の手前)で充電をストップする設定にしていますので「実際に使える電力量は搭載量の最低80%と考えてください」とご案内しています。

実際は90%以上。100%近く使える事もありますが、ご案内上は「最低80%」です。7680Whの80%は6144Whです。

充電を強くすることもバッテリー容量と同じくらい重要

逸れましたが、上で書いた通り、一晩で30~40%(180~240Ah)減った電力を、翌日いかにして復活させるか?が重要なわけです。

お問い合わせをくださる皆様の傾向として、どうしても最初はバッテリー容量にばかり気が行きがちなように思えます。が、充電を強くする事も同じくらい重要です。

充電が弱ければ、いかに大容量なバッテリーを積んだとしても使う分に充電が追い付かず、日を追うごとにだんだん減っていきいつかはゼロになります。最初の数日は大容量の恩恵にあずかれるでしょうが、ゼロになってからは1日の使用分を賄う事が出来ずに単なるウェイトになり、せっかくリチウム積んでるのにRVパークや電源サイトを探す羽目になります。負けです(何が?笑)

逆に、充電が強ければバッテリー容量なんてのは1~2日持つ容量があればいいです。多すぎても重いですし。600も要らず、400Ahでも充分かもしれません。エアコン無しの車なら200Ahでも充分だと思います。

ソーラーは地味だけど働き者

その、充電を強くするために、走行充電に加えて、ソーラーの搭載・または増設をお勧めしています。一か所に長逗留する旅なら、外部電源を除けばソーラーしか頼れませんので、ソーラーはあればあるだけいいですし、毎日少しずつ移動する旅でも500W程度あると心強いと思います。

当方ではソーラーの1日の発電量は

搭載量の70%(冬季は50%)×4時間分 

でご案内しています。

上で書いた40%分(240Ah)の消費を賄うのに、走行充電50Aだけだと4-5時間かかる計算になります。ちょっと長いですよね。

そこに、例えば500Wソーラ―があると、500×0.7×4=1400Whの発電が期待できます。7680Whのバッテリーに対して18%/日です。Ahに直すと108Ah。実際は、夏場はもうちょい入ります。逆に、200Wだと計算上8%/日くらいにしかなりません。

ソーラーでこれだけ入ってくれれば、残り132Ahを走行充電するのに3時間程度と、ソーラー無しよりもだいぶ縮まります。消費が30%(180Ah)なら、ソーラーで108Ah入ってくれれば残りは1-2時間の走行で回復します。

結果、「全然減らない」という事になるわけです。

あと、もう一つの利点として、大容量ソーラーがあると、その電力がエアコンを動かす足しになり、結果としてバッテリーがあまり減らない という事も言えます。

エアコン冷房最大800Wと書きましたが、500Wソーラ―があればその70%=350W出たとして、バッテリーからの持ち出しは450Wで済みます。冷え切って400Wくらいで動いてくれれば、50Wくらいの持ち出しは全然気にしなくていいレベルです。

まとめ めざせオフグリッド

いかがでしたでしょうか。お問い合わせで最も多いであろうご質問の1つ。「どのくらい使えるんですか?」に少しはお答えできたかな。。?

今度からはご質問頂いた際はこの記事のリンクをご案内しようと思います(笑)

強力な充電(発電)パワーと、適切なバッテリー容量の組み合わせが大事です。

当方で取り付けている生セル600Ahの搭載サイズは350×300×高さ240ミリほどです。だいたい鉛バッテリー2個分(200Ah)より少し大きい程度。

下の写真は、鉛3個をリチウム600Ahに換装した時の写真です。

Before

After

600Ahでこのサイズになります。数値上の容量は2倍。実使用においては4倍程度に感じられるはずです。そして500W程度の大容量ソーラーを載せれば、エアコン使う時期は「ほぼオフグリッド」。使わない時期は「完全オフグリッド」が実現します。

ご自身の使い方と照らし合わせて参考にして頂ければ幸いなのでした!

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執筆者:


  1. jt1962 より:

    とても分かりやすい説明ありがとうございます。リチウム電池のmAhは全く同感です。モバイルバッテリーのセル電圧が3.7ボルトだと知らなかった頃は意味が分からず毎回混乱していました。

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名前 : 岡崎 慎一

5歳でトイラジに出会い、それ以来ブランクはあれどずっとラジコン好き。
とあるアーティストのMV撮影でDJI INSPIREでの撮影を目の当たりにしてドローン空撮を志す。現在はそのMV撮影時に飛ばしていた人に師事。

ドローンの他、登山とマラソンとロードバイクと天体撮影とラジコンと音楽とデリカスペースギアとPCとカレーが好き。 これら全部を活かして、旅をしながら稼げるバックパッカーとなり世界一周に憧れてます!
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