自作のポータブル電源 - 自動車の廃バッテリーを使った非常電源

今回、「ポータブル電源」の製作に使用した材料は以下のものになります。

自作ポータブル電源の材料
• 自動車用バッテリー
• ドカット4500
• バッテリー直結型ソケット
• 100Vインバーター
• シガーソケット分配器
• 12V用電圧計

自動車用バッテリー

車検時に交換した自動車用の廃バッテリーを使えば無料です。

もし、新品を購入したとしても軽自動車用のバッテリーなら価格は5,000円前後です。

ドカット4500

自動車用バッテリーを収納するケースになります。

バッテリー直結型ソケット

シガーソケットに接続されたケーブルの先端がワニ口クリップになっています。

バッテリーの端子をワニ口クリップで挟めば、すぐに12V電源が使用できます。

100Vインバーター

100V電源を使うにはインバーターでバッテリーの12V電源を昇圧する必要があります。

シガーソケット分配器

シガーソケットの分配器があると、スマホやデジカメやランタンなど多数の電気製品を一度に充電することができます。

12V用電圧計

電源を使いすぎてバッテリーを傷めないように電圧計で電圧を確認します。

充電の仕方によっては更に必要なものが増えますが、自作のポータブル電源を使用するだけなら上記のアイテムだけで完成します。

各アイテムの詳細については、次の項目でご紹介いたします。

自作のポータブルバッテリーのケースとして利用したのは「ドカット D-4500」という工具箱。丸ノコを入れる道具箱として最適なサイズです。

この工具箱はバイクや自動車の整備用工具箱として利用している方より、釣り道具のタックルボックスとして利用されている方が多いようです。

工具箱の強度としても申し分なく、素材は高耐衝撃性コーポリマー樹脂が使われていて取っ手の引張強度は110kgf、耐荷重は627kgfもあります。

イスとしてはもちろんのこと、テーブルとして利用しても便利です。完全防水ではありませんが、雨の日でもテントの外に出しておいても問題ないレベルです。

【ドカット4500】

・サイズ:465mm×280mm×280mm
・重量:2.1kg
・容量:約17L
・目安内寸法:340mm×200mm×中皿下160mm
・中皿寸法:154mm×210mm×78mm
・耐荷重:627kgf
・取手引張強度:110kgf(均等に力をかけた測定値であり保証値ではありません)

購入時の価格は2,282円。

仕切り板付きの中皿あり

上蓋は左右どちらからでも開けることができるダブルオープン仕様です。

しかもフタは取り外しも可能。

ODグリーンのタイプもカッコイイ。

こちらもアウトドアっぽいカラーバリエーションです。

このドカット D-4500に軽自動車用のバッテリーを入れてみました。

普通に入れると、かなり余裕があります。

バッテリーの向きを変えて工具箱の中へ入れると軽自動車用のB19サイズのバッテリーがちょうど２個収まります。

ちなみにB19サイズのバッテリーを２個入れた場合は中皿が納まりません。バッテリー端子が中皿の底に当たってしまいます。

充電器やキャンプで使う電気用品も一緒に収納してコンパクトにひとつにまとめたい方は、１つのバッテリーだけで収納する方が良いでしょう。

このポータブル電源を充電する方法は４通りあります。

①家庭用の電源から充電
②自動車のバッテリーから並列充電
③車のシガーソケットから充電
④太陽光発電で充電

①家庭用の電源から充電

一番簡単で安全なのは、100Vの「家庭用電源から充電する方法」です。

キャンプへ行く前に家庭用のコンセントからバッテリーを充電します。

キャンプ場で電源が使用できる環境ならば、キャンプ場のコンセント電源から充電することもできますので便利です。

②自動車のバッテリーから並列充電

次に効率が良いのは「自動車のバッテリーから並列充電する方法」です。

エンジンがかかっている車のバッテリーにワニ口クリップなどを利用して並列に接続して充電する方法です。 キャンピングカーのサブバッテリーと同じ充電方式ですね。

しかし、自動車のバッテリーは簡単にアクセスできない場所にある事が多いので少々苦労します。

そして、車のバッテリーは充電中に水素が発生するので換気にも十分に注意しなければなりません。

ただ、最近の自動車は燃費性能を上げる為にオルタネーターの発電量をセンサーで制御する「充電制御車」が主流になっています。

充電制御車はメインバッテリーが満充電になるとエンジンが動いていても充電が停止してしまいます。

③車のシガーソケットから充電

そして、「車のシガーソケットから充電する方法」が手軽にできると簡単なのですが、シガーソケットは15A以上の電流を流すとヒューズが切れてしまいます。

ACCにカーオーディオやカーナビ、ドライブレコーダーなどが配線されていると、更に流せる電流が少なくなります。

そこで、シガーソケットから自作のポータブル電源の配線間に定電流回路を組み込んで対応してみました。

この定電流回路には昇圧回路も備わっているので「充電制御車」で充電が停止した状態でも問題はありません。

以下のリンク先で太陽光発電で使うチャージコントローラーと昇圧回路を使ったシガープラグ用充電器の作り方を紹介していますので、興味のある方はご参考までに。

④太陽光発電で充電

最後に「太陽光発電で充電する方法」について説明します。

上記の「シガーソケットからバッテリー充電」のページで紹介した充電装置にはソーラー チャージコントローラーを使っています。

なので、持ち運び可能な折り畳み式のソーラーパネルを接続するだけで旅先でも充電が可能になります。

充電装置の作り方は以下のリンク先で紹介していますのでご覧ください。

バッテリーから電源を使用する際には、写真のようなシガーソケットを使います。

【BAL バッテリー直結型ソケット】

・最大電流容量：15A(最大)
・コード長：230mm(有効長)
・重量：100g

購入時の価格は536円でした。

非常に簡単な構造で、使用時はワニ口クリップが取り付けられた電源コードをバッテリーの端子に極性を間違えないように接続するだけです。

これで、シガープラグを利用した電気製品が使用可能になります。

またUSB充電アダプター使えば、携帯電話やスマホ、デジカメ、タブレットなどの電気製品を充電することも出来るようになります。

このポータブル電源から100Vを使用するには、車載インバーターが必要になります。

使用できる出力容量のカーインバーターはバッテリーの容量や使用する電気機器によって選択します。あとインバーターが作動している時には待機電流が流れており、電気製品を使用していなくてもバッテリーを消費します。

なので、あまり大出力のインバーターは待機電力が大きいので使用は避けた方が良いでしょう。

インバーターの中には冷却ファンが常時作動して、とてもうるさいものもありますが、写真のインバーターには冷却ファンが内蔵されておらず、とても静かです。

定格出力は56Wですが、小型でコンパクトなので重宝しています。

【セルスター ハイブリッドインバーター FTU-70B】

・入力電圧：DC12V（動作電圧範囲11.0V～15.0V）
・出力電圧：DC12V
・出力電流：最大10A
インバーター部
・出力電圧：AC100V
・瞬間最大出力：140W（0.1秒以内）
・最大出力：70W
・定格出力：56W
・出力周波数：55Hz
・出力波形：矩形波
・変換効率：80%以上
・回路方式：P.W.M.方式
USB端子
・出力電圧：DC5V
・出力電流：1.2A（最大）
本体
・使用温度範囲：-20℃?+40℃
・本体サイズ：104(W)Ｘ65(D)Ｘ35(H)mm
・付属電源コード：コード長70cm（10Aヒューズ内蔵）

購入時の価格は2,039円。

バッテリーケースとして使う「ドカット D-4500」にバッテリー、充電器、使用する電気機器をすべて収納しました。

バッテリーを一つだけ収納する場合は、収納サイズにかなり余裕がありますので、より多くの電気機器を入れて持ち運ぶ事が可能です。

また、中皿に自作の充電装置を収めている場合は中皿の下に収納スペースがあるので、そこへ電気機器を入れることが可能です。

充電装置は中皿に合わせた板に取り付けているだけなので取り出しが出来ます。もちろん、中皿もボックスの外へ簡単に取り出す事も可能です。

中皿の側面には4連ソケット分配器を両面テープで貼り付けています。

スイッチ付きなので、とても使いやすい分配器です。

あと、自作のポータブル電源を使用している時は電圧計が必需品です。

電圧計がないとバッテリーを使い過ぎてしまい、劣化を早めてしまいます。

劣化してしまうと12Vまで回復しない場合もあるので要注意です。

自分の場合は、なるべくバッテリーの電圧が11.5Vを下回ったら使わないようにしています。

電圧が11V台になると急に10Vを下回った事もありました。

もし、充電にチャージコントローラーを使用していて負荷端子に低電圧カット機能があれば、そこから配線しても良いでしょう。

バッテリーの電圧が11ボルトを下回ると電源を停止するものが多いです。

キャンプで必要になる電源は主にLED照明で使う時が多いのではないかと思います。

インバーターがあれば家庭用のLED電球も使用できます。

あと、少々値段が高いですが直流12Vタイプの船舶用LED電球もネットショップで販売しています。

船舶用なら防水性能があるので、防水ソケットを使えば夜露や多少の雨に濡れても安心です。

電気の無い大自然の中で火気だけで過ごすキャンプも楽しいですが、電気が使える環境でのキャンプの選択肢があっても楽しいと思います。

予備電源があればスマホやデジカメの電池切れを気にすることなく、写真や動画をたくさん撮る事ができます。 インスタ映えするキャンプシーンのシャッターチャンスを逃すこともないでしょう。

あと、高出力の100Vインバーターを使用せず、なるべく12Vで使用できる電気製品を使用した方が効率が良い。

インバーターは電源を入れているだけで待機電力の消費が大きく、無駄にバッテリーの電圧を下げてしまいます。

そもそも自動車用のバッテリーは充電をしながら使用する事を想定して作られています。

使用時は電圧が11Vを下回らないように使用しないとすぐにダメになってしまうので注意が必要です。

後日、知人から大型バイクの廃棄バッテリーを頂いたので自作のポータブル電源として使ってみました。

軽自動車用のバッテリーと比較すると一回りほど小さいのですが、メインテナンスフリーのバッテリーなので車内で充電をするには最適です。

普通の開放型バッテリーには上部に補充液を入れるキャップがありますが、密閉型バッテリーにはありません。

なのでメインテナンスの必要がないのです。

そして、電極にはカルシウム鉛合金が使用されているものが多く、水素ガスの発生も抑えられているようです。

このことから、密閉型のシールドバッテリーの方が車内で充電するには安全性が高いと言えるでしょう。

ドカット4500にもピッタリとフィットします。

注意点として、劣化した密閉型のシールドバッテリーは過充電を起こすとバッテリー本体が過熱して膨れてくることがあります。

メインテナンスは不要でも廃バッテリーを使用する場合は定期的にバッテリーに異変が無いかをチェックする必要があります。

現在使用している軽自動車用のバッテリーは長年使われた中古の廃バッテリーなので、ポータブル電源として使える時間が非常に短い。

バッテリーに多くの電気製品を接続して負荷をかけると電圧降下が激しくて使いものにならない時があります。

そこで、新品のバッテリーを使ったら性能は、どれほど上がるのかを試してみることにしました。

現在、自作のポータブル電源に使っている廃バッテリーは満充電時では12.6Vの「HITACHI FAZ 40B19L」。

そして今回、新品のバッテリーとして選んだのは高性能で話題のパナソニックから発売されている「カオス N-60B19L/C7」です。

ネットショップなら新品価格でも意外と安く手に入ります。2020年11月の購入時価格は4,440円でした。

このバッテリーを使って色々とテストしてみました。

高性能なバッテリー Panasonic Blue Battery Caos 。

早速、新品のカオス バッテリーに入れ替えて満充電します。

充電が完了して5時間ほど経過したバッテリー電圧は12.9V。

この電圧数値からテストを開始です。

まずは、消費電力が６Wの12ボルト用のLED電球を点灯させてみます。

６Wの12V用電球なので流れる電流は0.5Aほど。

クリアタイプの電球色なので、とても良い雰囲気。

電球を点灯させるとバッテリー電圧は12.7Vまで降下しました。

気温は5℃。

１時間後には更に電圧が下がり、12.6V。

そして、３時間後には12.5Vまで降下しましたが、そのままの電圧を最後までキープしていました。

夜の19時から夜中の1時過ぎまで、6時間以上はLED電球を点灯させてみましたが、最終的には12.5Vまでしか下がりませんでした。

これなら、もっとハイパワーのLED電球を点灯させてもいけそうですね。

そして後日、今度は色々な電子機器を同時充電すると、どうなるかを実験しました。

充電するのはスマホ小・スマホ大・タブレット・デジカメの４台。

事前にそれぞれの電子機器の充電時に流れる電流を計測すると。

・スマホ小は1.40A
・スマホ大は1.11A
・タブレットは1.28A
・デジカメは0.46A

すべて合計すると4.25Aの電流が流れるので、USB出力の5Vで単純に計算すると21.25Wの消費電力ということになります。

バッテリーは満充電の12.9Vの電圧からスタート。

12Vシガーソケット用の二口USBアダプターの最大出力電流は2.4A。

このUSBアダプターは百円ショップで200円（税抜）でした。

最大値の2.4Aを超えないように組み合わせます。

そして、充電を開始すると12.4Vまで電圧降下しました。

以前、中古のバッテリーを使っていた時はタブレット１台とスマホ２台を充電すると、わずかな時間で11V以下まで電圧降下を起こしていましたが、さすが新品のバッテリーは違いますね。

１時間後には12.2Vまで電圧が下がりました。

そして、すべての電子機器の充電が完了したのは3時間40分後。

バッテリー電圧は12.5Vまで回復していました。

今回、スマホやタブレットは0%からの充電ではありませんでしたが、おそらく０からのフル充電も可能だと思います。

最後に消費電力の大きい電気毛布を自作のポータブル電源で試してみたいと思います。

今回もバッテリーの電圧は12.9Vから開始します。

使用した電気毛布は12V用のものです。

【SOJOY 電気毛布 12V車用】
・簡単操作でシガーソケットを直接に接続し、HI/Med/LO 3段階切り替え
・45分タイミング機能が付き
・内部は温度制御装置も取り付き、安全性アップ
・電源を切るときは、スイッチオフもしくはシガーライタープラグを抜いても可能
電流：DC12V
ヒューズ：7A
消費電流
　Hi：(約)4.2A（50.4W）
　Med ：(約)3.2A（38.4W）
　Lo：(約)2.2A（26.4W）
サイズ：(約)幅100cm×縦150cm
重　量：(約) 815g
コード長さ:(約) 1.8m
材　料：ポリエステル

45分経過すると自動で電源が切れるので、電気毛布はシュラフを温める目的で利用します。

テントの中の気温は5℃。

まずは電気毛布のスイッチを入れてHiモードから実験すると、電圧は一気に下がり11.9Vまで低下しました。

Hiモードだと流れる電流は4.2A、消費電力は50.4Wなので電圧降下が大きいですね。

でも５～１０分おきに電流値が変わるようで、11.9V → 12.6Vへ変化しています。

そして、４５分が経過して電気毛布のスイッチは自動でオフになりました。

終了時のバッテリー電圧は12.6V。

シュラフの中に気温計を入れていたので、何℃になっているか確認してみます。

シュラフの中の温度は20℃になっていました。

このシュラフは厳冬期用のダウンシュラフで羽毛量が900グラムあります。

45分ほどでは、ダウンが体温近くまで暖まることはないようですね。

今度は実際にシュラフの中に入って電気毛布のMed（ミドル）モードで試してみます。

Medモードの場合は消費電流が3.2A、消費電力は38.4Wになります。

スイッチを入れてすぐに電圧は11.8Vまで低下しました。

Medモードの場合でも11.8V → 12.6Vへ電圧が変化しています。

シュラフに入ると背中に敷いている電気毛布の暖かさが体に伝わってきます。

かなり暖かいのでMedモードでも十分です。

冬キャンプで体が冷えた時に、暖かいダウンシュラフに入ることができると嬉しいですね。

電気毛布の電源がオフになる45分後には、バッテリーの電圧は12.5Vになりました。

この電気毛布の自動オフ機能は解除ができないので、シュラフを暖める目的で使うのがベストだと思います。

これらの結果から、バッテリーを劣化させずに使用するには50W以下の消費電力でバッテリー電圧を12V前後に維持しながら使う方が良いでしょうね。

自動車用のバッテリーを流用した自作のポータブル電源にもメリットとデメリットがあります。

実際に使って感じた印象を挙げてみます。

自作ポータブル電源の利点
• 価格が安い、もしくはタダ
• 製作が簡単
• 12Vで使うなら問題ない

価格が安い、もしくはタダ

軽自動車用のバッテリーなら新品を買っても安いし、友人や知人に車検で交換になったバッテリーをもらえば無料です。

製作が簡単

12V電源を使うだけなら「バッテリー」と「直結型ソケット」のみでも使えます。

12Vで使うなら問題ない

劣化した自動車用バッテリーでも100V電源でなく、12V電源を使うだけなら、そこそこ使えます。

対してデメリットはと言うと。

自作ポータブル電源の欠点
• 使用時間が短い
• 転倒すると液漏れする
• ショートする危険性がある
• 水素ガス発生の危険性がある
• 電気の知識が必要

使用時間が短い

自動車用バッテリーは電圧が11Vを下回るような使い方をすると、すぐに劣化してしまいます。

転倒すると液漏れする

鉛バッテリーの内部には希硫酸が入っていますので、転倒させると大変危険です。

ショートする危険性がある

バッテリー端子が剥き出しになっていると、ショートさせてしまう危険があります。

ショートした場合、接触した金属がバッテリー端子に溶着して取れなくなった経験があります。

水素ガス発生の危険性がある

自動車用バッテリーは充電時に水素ガスが発生します。

車内で充電する際は窓を開ける、火気厳禁なども心がけなければなりません。

電気の知識が必要

私は電気工事士の資格を持っており、家では12Vのソーラー発電システムを作ったりしているので、電気の危険性については充分に理解しているつもりですが、たまに配線ミスをすることもあります。

自動車用バッテリーを使用する際は危険を伴いますので、自己責任の元でお試しください。

最後に「不便を楽しむためにキャンプへ行くのだから電源なんて必要ない！」という方もいるでしょう。

確かに昔は携帯電話なんて持ってなかったし、カメラはフイルム式たったので内蔵電池が必要でも一年以上は交換をすることはありませんでした。

電池が必要なものと言えばヘッドランプとラジオくらいでしたね。

キャンプで電池が無くなれば夜はロウソクランタンで過ごし、天気予報が分からなくても雨が降ればキャンプ場で連泊をして不便なキャンプを楽しんでいました。

でも、現在はLED照明やスマートフォンのおかげで快適なキャンプライフを過ごせています。

スマホにはカメラや時計、コンパス、地図、カーナビ機能があり、ひとつのアイテムで多くの事をこなしてくれます。

ただ、デメリットとしてスマホがバッテリー切れになると、写真も撮れないし、地図も見れず、現在時刻も分からなくります。

便利なキャンプも不便なキャンプも両方楽しめる準備をしておけば、更にキャンプのスキルが向上するのではないでしょうか。 そういった意味でもポータブル電源があっても良いかなと思っています。

電気の知識にあまり自信が無い場合は、市販のポータブル電源を買う方が安心でしょう。

いつかは人気のJackeryポータブル電源 を使ってみたい。

現在市販されている ほとんどのポータブル電源は、インバーターやチャージコントローラーが内蔵されているので、ソーラーパネル＋ポータブル電源のみの組み合わせで家庭用の電化製品を使うことが可能ですからね。