バッテリー持続時間計算ツール:キャンピングカーのバッテリーはどれくらい持つ?
100 AhのLiFePO4バッテリーは50 Wの負荷を約20時間動かします – 同じ容量のAGMバッテリーは半分しか放電すべきでないため約12時間です。この計算ツールで、冷蔵庫、FFヒーター、ノートPC、コーヒーメーカーに対するサブバッテリーの現実的な持続時間を求めましょう。
容量、バッテリーの種類、負荷電力を入力してください。機器がインバーターを経由する場合はその効率を反映し、鉛バッテリーでは大電流時のプーケルト効果も反映します。
結果
推定持続時間
20 時間 29 分
使用可能容量80%基準(LiFePO4(リン酸鉄リチウム))
- 使用可能エネルギー
- 1,024 Wh
- バッテリー側電力
- 50 W
- バッテリー電流
- 3.91 A
計算過程を表示
- 1放電電流:50 W ÷ 12.8 V = 3.91 A
- 2使用可能エネルギー:12.8 V × 100 Ah × 80% = 1,024 Wh
- 3持続時間:1,024 Wh ÷ 50 W = 20.5 h(20 時間 29 分)
計算方法
持続時間は、バッテリーの使用可能エネルギーを、負荷が実際にバッテリーから取り出す電力で割った値です。
使用可能エネルギー [Wh] = 公称電圧 [V] × 容量 [Ah] × 使用可能率持続時間 [h] = 使用可能エネルギー [Wh] ÷ バッテリーから取り出す電力 [W]負荷がインバーターを経由する場合、インバーターは機器の消費より多くの電力をバッテリーから取り出します:バッテリー側電力 = 機器電力 ÷ 効率。効率88%では、機器の100 Wがバッテリー側で約114 Wになります。
サーモスタット制御の機器(冷蔵庫、ヒーター)は連続運転しません。稼働率は定格電力を平均値に換算します:60 W × 40% = 平均24 W。
鉛バッテリーのプーケルト効果
AGM、ジェル、開放型バッテリーの容量は20時間率(C20)で表記されています。より速く放電すると、取り出せる容量が減ります。計算ツールはC20電流を基準にプーケルトの式を適用します:
C_eff = C20 × (I20 ÷ I)^(k − 1) ただし I20 = C20 ÷ 20計算例
定格45 Wのコンプレッサー冷蔵庫が夏に時間の約50%稼働し、100 AhのLiFePO4バッテリーの80%を使いたい場合。
入力値
- バッテリー容量: 100 Ah
- バッテリーの種類: LiFePO4(リン酸鉄リチウム)
- 負荷電力: 45 W
- 稼働率: 50 %
- 負荷がインバーター(100 V)を経由する: いいえ
- システム電圧: 12 V
- 容量の使用可能率: 80 %
結果
1 日 21 時間
推定持続時間
- 使用可能エネルギー
- 1,024 Wh
- バッテリー側平均電力
- 22.5 W
- バッテリー電流
- 3.52 A
- 換算
- 1.9 日
計算過程
- 平均電力:45 W × 稼働率 50% = 22.5 W
- 放電電流:45 W ÷ 12.8 V = 3.52 A
- 使用可能エネルギー:12.8 V × 100 Ah × 80% = 1,024 Wh
- 持続時間:1,024 Wh ÷ 22.5 W = 45.5 h(1 日 21 時間)
変数の説明
- バッテリー容量(Ah)
- メーカーの定格容量。鉛バッテリーはC20(20時間率)の値です。
- バッテリーの種類
- 公称電圧(LiFePO4 12.8 V、鉛 12 V)、推奨使用可能率、プーケルト指数を決めます。
- 使用可能率(%)
- 寿命を大きく縮めずに放電できる深さ。LiFePO4:80–90%、鉛:約50%。
- 負荷電力(W)
- 銘板または測定器の電力。機器が複数ある場合は合計を入力します。
- 稼働率(%)
- 機器が実際に電力を消費している時間の割合。常時負荷:100%。
- インバーター効率(%)
- 出力電力と入力電力の比。定格負荷で通常85–92%。
よくある間違い
- AhとWhの混同:12.8 Vの100 Ahは1,280 Whですが、24 Vなら2,560 Whです。蓄えられたエネルギーはWhでしかわかりません。
- 定格容量をすべて計画に入れる:鉛バッテリーは半分程度しか放電すべきでなく、そうしないと急速に劣化します。
- インバーターを忘れる:10–15%の損失に待機消費(通常5–15 W)が加わり、持続時間が目に見えて短くなります。
- 平均ではなく定格電力を使う:冷蔵庫やヒーターはオン・オフを繰り返します – 稼働率なしでは持続時間を大幅に過小評価します。
- 寒さを無視する:0 °Cでは鉛バッテリーの容量が目に見えて減り、LiFePO4は通常氷点下では充電自体ができません。
前提と限界
- バッテリーは開始時に満充電で、状態が良好(劣化は考慮しません)。
- 計算電圧は公称電圧:12.8 V(LiFePO4)または12.0 V(鉛);実際の電圧は充電状態と負荷によって変わります。
- インバーターの待機消費は含まれず、負荷が長く休止している間に加算されます。
- 温度の影響、自己放電、BMSの遮断、配線損失は含まれません。
- 結果は目安であり保証ではありません。重要な用途(例:医療機器)には安全マージンを設けてください。
よくある質問
100 Ahのバッテリーは100 Wでどれくらい持ちますか?
100 AhのLiFePO4バッテリー(12.8 V、80%使用)は約1,024 Whを供給し、100 Wの負荷を約10時間動かします。100 AhのAGMバッテリー(12 V、50%使用)は約600 Wh、つまり約6時間で、電流が大きいとプーケルト効果でやや短くなります。
なぜバッテリーが計算より早くなくなるのですか?
よくある原因:残存容量が減った古いバッテリー、低温、インバーターの待機消費、過小評価した稼働率、計算に入れていない追加負荷(ウォーターポンプ、照明、ヒーターのファン)。
複数の機器をまとめて計算できますか?
はい:すべての機器の平均電力を足して負荷として入力してください。機器が多い1日全体なら、1日のWhを求める消費電力計算ツールの方が適しています。
出典と根拠
- プーケルトの式(W. Peukert, 1897)、バッテリー工学の標準的な公式
- メーカーデータシートの一般的な放電深度と効率(LiFePO4、AGM、ジェルバッテリー;インバーター)