満タンサブバッテリーで電気毛布は何時間使えるのか?

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以前の記事、ディープサイクルバッテリーでPCを耐久運転してみるで、デスクトップPCの耐久運転を行いましたが、このときは電圧計や電力計が備わっておらず数字の裏付けを取ることができませんでした。

その後、ディープサイクルバッテリーに電圧計を取り付けるとともに、アマゾンで見つけた安価な電力計を入手しましたので、これらの機器でデータを取りつつ、快適な冬場の車中泊には欠かせない電気毛布の耐久運転を行ってみました。

テスト方法

車内温度のテストでたびたび登場している電気毛布ですが、これを2枚とも使いました

温度設定を「中」に設定した上でディープサイクルバッテリーから電力を供給して作動させ、その途上におけるバッテリー電圧積算電力を記録しました。

以前の記事、ハイエースにDIYでソーラーパネル設置ハイエースソーラーサブバッテリーを4個に増やすのに一苦労でご紹介しましたが、バッテリーは、12Vのディープサイクルバッテリーが二個直列に繋がれており、定格出力700Wのインバーターで100V交流電流を供給します。

測定器を含め、次の図のように機器を繋げてあります。

なお、テストの間はソーラーパネルからの充電は行っていません

バッテリー耐久テスト

今回のテストの回路図

「4個に増やしたはずなのに、この図にはバッテリーが2個しかないけど?」と突っ込みが入りそうですね。4個に増やした際には、この図の回路をもう一つ増設しました。しかし、今回のテストは2つのうちの1つの回路のみから電力を供給し続けましたので、この図に出てこないあと2個はずっと休んでいる、というわけです。

使用機器

各機器の型番は、下記の通りです。

バッテリー ACDelco ディープサイクルバッテリー M27F 容量105Ah

バッテリー耐久テスト

インバーター 正弦波インバーター DENRYO SK700-124

バッテリー耐久テスト

電力計 節電 エコチェッカー ET30D 

バッテリー耐久テスト

電圧計 小型デジタル電圧計 2.4V~30V

バッテリー耐久テスト

電気毛布 コイズミ 電気掛・敷毛布 室温センサー付 188×130cm KDK-6051

バッテリー耐久テスト

テスト結果

バッテリー電圧低下でインバーターから警告音が出るまで電気毛布を稼働させました。なお、夜間や外出時はインバーターと電気毛布を停止させていましたので、このテストの間ずっと連続運転していたわけではありません。

バッテリーを休ませるとある程度復活すると言われているので、この中断はバッテリーの寿命が長めになるように作用している可能性があります。(その影響の大きさは今回のテストでは不明ですが)

運転時間累計と、電圧、積算電力の関係は、下記グラフのようになりました。

薄緑のグラフが電圧、黒いグラフが積算消費電力です。

また、こちらのサイトの情報によると、ディープサイクルバッテリーは、電圧13Vでフル充電10.5Vで残量ゼロ、とのこと。

11V以下(グラフのピンクのエリア)の電圧になると復活は難しいらしいので、11Vになったらすぐに充電が必要です。

今回は2個直列ですから、フル充電なら13×2=26V残量ゼロなら11.5×2=21Vとなります。

なお、電圧のグラフがいったん下がって真上に上がっている箇所が3つありますが、ここでは電気毛布稼働中の電圧をチェック後、いったんインバーターを切って電圧を落ち着かせた時の電圧の変化を表しています。その間は電気毛布を運転していませんので、同じ稼働時間に2つの電圧が存在することになります。

ご覧の通り、電気毛布への電力の供給を止めると、電圧が1~2V程度アップしました。

従って、バッテリーの残量がゼロになるとされている電圧21V(バッテリー1個あたり10.5V)でテストを終了しましたが、実際の電圧は2個で23V程度あった、つまり完全に空っぽではなかった、ということです。

とはいえ、これ以上使ってバッテリーが復活できなくなると困るので、テストはここで終了しました。

結論

このグラフから言えることは、

  • 電気毛布2枚を「中」に設定した状態で、13時間55稼働できた。
  • この間の積算電力は、1.23kWh

 (ちなみに、このときの電気毛布一枚あたりの平均消費電力は、1.23kWh/13:55/2=約44Wとなります。)

  • 従って、容量105Ahのディープサイクルバッテリー一個をフル充電すると、電気毛布一枚がおおよそ14時間運転できる…はず。
  • これ以外に何も使わなければ、だいたい二泊分、というところでしょうか。

計算値との比較

容量105Ahのバッテリー1に蓄えられている電力は、理論上は

105A×12V×1h=1260Wh

なお、105Ahは、20時間率です。今回のテストでの稼働時間は約14時間と、これよりやや短いのですが、一方で途中で電気毛布を停止したりもしているので、条件の厳しさはほぼ同等というところでしょうか。

一方、今回使うことができた電力は、バッテリー2個で

1.23kWh=1230Wh

つまり、バッテリー2個にフルに蓄えているはずの電力 1260Wh×2=2520Wh約半分しか使えなかった計算になります。

しかし、一般的には「蓄えたエネルギーの7が取り出せる」と言われています。

 

この原因としては、下記のようなことが考えられます。

  • このバッテリーは、既に半年ほど使っているので、劣化している
  • インバーターで電力が消費されている

インバーターの仕様を見ると、最大効率は91%と記載されています。今回はインバーターの定格である700Wに対してその一割強の負荷しか掛けていないので、効率は91%よりも低いはずです。

仮にバッテリーに蓄えたエネルギーの7割が取り出せるはずが5割しか取り出せていないとすれば、インバーターの効率は5/7=約7

あながちあり得ない話ではありませんね。

このあたりは、変圧器の損失を理解すればもう少し明らかにできそうですが、また別の機会に。

インバーター仕様書(菱電ホームページより)

以上、読んでくださり、ありがとうございます。

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