バッテリー満タン時間

Question

特に長距離運転するトラックの
バッテリーの容量ってどのくらいなのですか？
バッテリーがゼロから満タンにするには
どのくらいの時間がかかるのですか？
ブランドによって多少は異なるとは思いますが...
それには、
運転しながらバッテリーに蓄えられているものと、
運転するのに必要に応じて使われているものがあります。これらを考慮して、数値として出すことは可能ですか？

sailor · Accepted Answer

一般的な大型トラックでは１００Ａｈ～１５０Ａｈのバッテリーを２台直列に接続して使用しています。

バッテリーの充電にかかる時間は充電する際の電流によって異なるのですが、車両に取り付けられて運用される場合は、定電圧での充電が行われため車両に取り付けられている発電機（オルタネーター）の出力と車両で消費される電力の差分により異なります。一方、バッテリーを充電器などで充電する際は基本的に充電器の出力で充電時間が決まりますが、あまり極端な高率充電（大きな電流を流し短時間で充電すること）はバッテリーを傷めてしまいますので、現実には満充電にするのに２４時間程度の時間をかけて充電することになります。俗にいうバッテリーを上げてしまった場合に３０分程度で行う急速充電は満充電にすることはできません。また、完全に放電してしまったバッテリーは急速充電すると、その性能を損なう恐れがあるので、このような場合は２４時間かけてゆっくりと充電するのが好ましい方法です。この場合の充電電流はバッテリーの容量（Ａｈ）/２４で得られる電流で２４時間かけての充電というのが基本ですが、電流値がこれ以下であっても電圧がバッテリー１台あたり１５.５Ｖを超える場合は電流値を下げる必要があります。従って完全にあげてしまった状態では充電初期のバッテリー内部のインピーダンス（電気抵抗と考えてよい）がきわめて大きいため、電圧の制限を守ると十分な電流が流せないため、充電初期（開始から数時間）には２４時間率充電に要する電流が流せません。従って完全に０の状態まで放電してしまったバッテリ０はより長い時間をかけて充電する必要があります。また、この条件はバッテリーの容量（大きさ）とは無関係でどのようなバッテリーでも変わりません。従って使用する充電器が十分大きな容量を持つものであれば、できるだけバッテリーを傷めることな完全に放電してしまったバッテリーを完全充電するのに要する時間は、バッテリーの大きさとは無関係に２４時間＋αということになります。

車両を運転中には基本的にバッテリーは充電状態に置かれて使用されるように車両が設計されていますので、基本的には常時充電中であると考えてよいでしょう。発電量＜消費量となる場合がないわけではありませんが基本的には発電量＞消費量となるように設計されています。

充電・放電を数値化して見ることができる計器としてアンメータ（充電電流計）というものが装備されている車もあります。この計器は目盛りの中央が０で右が＋（充電中）左が－（放電中）を示すようになっておりリアルタイムで状態を把握できます。

sailor · Answer

最初の質問内容からは外れてしまいますが、ＥＶ（電気自動車）についてですね。確かにＦＣ-ＥＶ（燃料電池電気自動車）これからの技術として大いに期待される分野であることは確かですが、燃料電池自体の利用にかなり多くの問題があります。燃料として水素を使用する場合は、水素の車両への搭載方法について問題があります。水素はＬＰＧのように圧縮することで簡単に液化してくれるようなガスではないので、非常に高い圧力でボンベに詰めて搭載するか、金属水素化物（水素吸蔵合金など）として搭載するかの方法をとるわけですが、どちらにしても現在のエンジンを積んだ自動車よりも航続距離が短くなってしまう点や、高圧の水素ガスを扱うので燃料の補給の際の安全性の問題、事故などでもれた際に水素は非常に引火性が高く燃焼速度が早いため簡単に爆発を起こす危険性がある点などです。ＦＣ-ＥＶにはメタノールなどの液体燃料を搭載し改質器を通し水素を得る方法がありますが、この方法は今までの給油設備をあまり改造することなく利用できる点は有利ですが、改質器を搭載するスペースが必要なことや改質する際にＣＯ2が発生するなどの問題もあります。

一方、バッテリーを使うＥＶでは充電に時間がかかること、バッテリーを搭載するスペースはかなり大きなスペースを占めること、バッテリーの重量（リチウムイオン電池では重量の点はかなり改善されたが非常に高価です）が大きいことなどがあげられます。

ＦＣ-ＥＶのように個別に小さな発電設備（燃料電池は電池というよりも発電設備に近い）を持つよりも、大型の定置設備を使用したほうが発電の効率は高くなり、燃料改質を行った場合でも発生したＣＯ2の回収が容易である事や、燃料電池で副産物として発生する熱の利用（蒸気を発生し蒸気タービン使い発電する等のコージェネレーション等）が可能である点などがあり、最終的なエネルギー効率ではバッテリー式の方がやや有利なようです。

ＥＶについては勉強中の身であるのでごく大まかですが・・・あしからず

sailor · Answer

オルタネーターの発生電圧をあまり下げてしまうと、バッテリー以外の電装品の動作が不安定になる可能性があり（実際は多くの電装品が９Ｖ程度まで動作が可能だか、安全に動作させる事を考えるとむやみに下げることは得策ではない）ますし、設定電圧をあまり大きく下げてしまうと、瞬間的な負荷の増大に対しての追従性が悪くなる（数１０ミリ秒程度サージ負荷の時に急激な電圧低下か生じる）ため、電装品の安定動作が保証されないなどの問題が生じるためです。また、バッテリー自体をほぼ完全充電の状態に保つためにも、この程度の電圧は必要です。

このような制御の実際はＥＣＵ内部での電圧監視機構や電気的負荷の検出機構（大きな負荷となる電装品の電源の監視）によるものや、バッテリーと車両電装回路の間に電流検出回路を設け電流の方向（充電状態か放電状態かを検出）を検出しさらに電圧、負荷の状態などを検出し、オルタネーターの電圧制御端子への制御信号を作り出し制御しています。また、オルタネーター内部に内蔵される制御機構にも電圧を内部で検出しオルタネーター単体で電圧制御する（いわゆるＩＣレギュレーター内臓タイプ）で内蔵されたレギュレーターに制御端子を備える物と、オルタネーター内部にはスイッチングモジュールのみを持ち電圧の検出や制御は外部に置くタイプがあります。

sailor · Answer

一部誤解があるようなので書き加えます。オルタネーターの発電量の制御は基本的に電圧によって行われています。バッテリーが満充電に近くなると、設定された電圧（１３.８Ｖ～１４.５Ｖ程度がほとんど）での充電が電流がほとんど流れなくなるということであって、バッテリーの状態を（直接）監視して発電量の制御を行っているわけではありません。ただし、最近の高度な制御系統を持つものでは、車両側の電気負荷が小さい場合は発生させる電圧の基準値を下げる（１２.５Ｖとかに）などの制御を行っているものもあります。これはバッテリーの電力を温存しつつ、エンジンに対する負荷（オルタネーターの駆動力）を減らし、少しでも省燃費を図るための制御です。

バッテリーにとってもっとも効率的でダメージを与えない充電方法は自動車での実装中に採用されている定電圧充電ではなく、在る一定の電圧に達するまでは定電流で充電し、その後に定電圧に切り替え、満充電に達したあとは、自己放電（バッテリーは使用していなくとも少しずつ化学反応が進み放電してゆく）を補うためのトリクルチャージという方法での充電を維持する事が最良なのですが、これは自動車では採用されていません。このような高度な充電方法をとるものとしてはバッテリーを動力源に使うフォークリフトや構内車などの電動車両の充電器があります。これらでは電圧・電流のみでなくバッテリーの液温なども計測しながら行っています。

noname#10873 · Answer

＞この時間を算出するのですか？

え～と、これは今までの経験ですね（^^;
たいがいこのクラスのバッテリー（1ヶ）だとこのくらいの時間で比重がこの程度くらいまで上がってますから（^^;
アバウトでスミマセン　m(__)m

計算方法は#1さん書き込みを読むと出ていますね
「充電電流はバッテリーの容量（Ａｈ）/２４で得られる電流で２４時間かけての充電というのが基本」と書かれてますのでこのような計算が成り立ちます。

　“バッテリーの容量÷２４＝〇×アンペア”　となりますね。

＞バッテリーが満タンになった場合、それら電気はどこへいくのですか？

車の発電機（オルタネーター）は常に発電はしていません。これはバッテリーの状態と使用している電気製品の使用量によって常に変化しています。
バッテリーがいっぱいになると発電量は物凄く少なくなります。

noname#10873 · Answer

＞バッテリーの容量ってどのくらいなのですか？

バッテリーの大きさにより変わりますので、一概には言えません。　下記のHPでバッテリーの説明しているのでこれを参考にどうぞ！

ユアサバッテリーのHP　↓
http://www.yuasa-battery.co.jp/topics/qaa/information_qaa.html

＞バッテリーがゼロから満タンにするにはどのくらいの時間がかかるのですか？

それは充電する方法により異なりますので一概には言えませんが、大型トラックのバッテリー（例：145G51クラス）の場合、比重が1.15程度の時に7A程度の電流で充電すると10～12時間程度で満充電（比重1.28）になるかと思いますね（条件等により変化します）

＞数値として出すことは可能ですか？

可能だとは思いますが、あいにく私は数式には弱い為、分かりません　スミマセン　m(__)m

それを知りたいのでしたら“電流系”を付けたらどうでしょうか？
これならメーターを見るだけで充電しているのか放電されているのか分かりますからね（^^;

参考URL：http://www.yuasa-battery.co.jp/topics/qaa/information_qaa.html

バッテリー満タン時間

一般的な大型トラックでは１００Ａｈ～１５０Ａｈのバッテリーを２台直列に接続して使用しています。

この回答への補足

最初の質問内容からは外れてしまいますが、ＥＶ（電気自動車）についてですね。

この回答への補足

一部誤解があるようなので書き加えます。

この回答への補足

＞この時間を算出するのですか？

＞バッテリーの容量ってどのくらいなのですか？

この回答への補足

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