市販のポータブル電源はリチウム電池を内蔵したものが多く、高性能ですが値段が高いのがネックですよね。
そこで、車のバッテリーを市販のケースに入れて安価な『ポタ電』を作ってみました。
ポータブル電源を作ったというより組み合わせただけですが、意外と簡単に完成します。
このページでは、ポータブル電源の作り方やバッテリー取扱時の危険性についても紹介していますので ご参考までに。
市販のポータブル電源はリチウム電池を内蔵したものが多く、高性能ですが値段が高いのがネックですよね。
そこで、車のバッテリーを市販のケースに入れて安価な『ポタ電』を作ってみました。
ポータブル電源を作ったというより組み合わせただけですが、意外と簡単に完成します。
このページでは、ポータブル電源の作り方やバッテリー取扱時の危険性についても紹介していますので ご参考までに。
「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、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からね。
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。
ポータブル電源の価格が高い理由は「大容量のリチウムイオン電池」が内蔵されているからです。
更に、直流電源を交流１００ボルト電源に変換する「昇圧回路」。
USBの５ボルト電源に変換する「降圧回路」。
ソーラーパネルを接続してもチャージ可能な「充電回路」。
それらを制御する「安全制御回路」など様々な機能が搭載されていることも要因でしょう。
ポータブル電源は、災害時や大きなキャンピングカーで使うなら便利だと思います。
しかし、キャンプで使う場合は それほど必要ないと感じる方も多いと思います。
キャンプで必要な電源と言えば、ライトやスマホの充電くらいですからね。
そこで、キャンプで使う電源くらいなら軽自動車用バッテリーで十分賄えるのでは？
そして、100Vインバーターを使う事で「昇圧回路」「降圧回路」「充電回路」「安全制御回路」も備えることが出来ると考えました。
まずはバケツタイプのポータブル電源の作り方を紹介します。
必要な材料は以下になります。
百円ショップのダイソーで物色しているとバッテリーケースに流用出来そうなアイテムを見つけました。
それが、販売価格が５００円（税抜）の「座れるバケツ」です。
バケツの内寸を計ってみると、１９センチくらい。
これはシンデレラフィットの予感！
早速、バケツを購入して軽自動車用バッテリーを入れてみたら、予想通りにピッタリでした。
B19 サイズのバッテリーなら綺麗に収まります。
しかし、惜しいことに高さが足りない…
バッテリーの電源端子がバケツから飛び出てしまうのです。
バケツにフタをすると、ご覧の通り閉まりません。
そこで、バッテリーの向きをチェンジ。
電源端子が中央付近に位置するように変えます。
すると、何とかフタが閉まりました。
もちろん、バッテリーの電源端子はフタの裏に当たっている状態です。
しかし、フタがバッテリーを押さえているのでバケツの中でバッテリーがズレないというメリットにもなるんですよね。
横から見ると、バケツの中央付近は それほど盛り上がっていません。
フタの片側にバケツを引っかけて、反対側の出っ張りの爪にロックする構造です。
そして、これがバッテリーから電源を取り出す「バッテリー直結型ソケット」です。
最大１５アンペアまでの電流をシガーソケットに取り出すことが出来ます。
バッテリーの電源端子に大きなワニ口クリップで固定するだけなので簡単です。
電源端子のプラスとマイナスを間違えないように確実に接続します。
そして、使用するインバーターは【メルテック モバイルタップインバーター MTU-30P】です。
定格出力は 30W ですが、キャンプで使うならこれで十分です。
瞬間的には 38W まで出力できます。
この100Vインバーターとバッテリー直結型ソケットを接続します。
これで、キャンプ用ポータブル電源の完成です。
ポイントなのは、ファンレスのインバーターを使う事です。
一般的に高出力の 100V インバーターには内部の過熱を防ぐために冷却ファンが内蔵されています。
しかし、低出力の 100V インバーターには最初から冷却ファンが無い（ファンレス）タイプが多いんですよね。
ファンレスのインバーターだと とっても静かなのです。
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次に工具箱タイプに必要な材料は以下になります。
この「ドカット D-4500」は主に丸ノコ入れ として販売されているようですが、釣り道具のタックルボックスとして使っ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ね。
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。
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。
何と、この工具箱にもB19 サイズのバッテリーが内部の半分にスッポリと収まります。
こちらも「バッテリー直結型ソケット」をバッテリーの電源端子に確実に接続します。
そして、使用するインバーターは【セルスター ハイブリッドインバーター FTU-70B】です。
定格出力は 56W なのでメルテックの100Vインバーターよりは高出力です。
更に最大出力は 70W 、瞬間最大出力：140W（0.1秒以内）なので大型のタブレットの充電くらいなら出来るでしょう。
このインバーターもファンレス仕様なので静かです。
あと、ドカット D-4500には中皿が付属しているので小物を色々と入れることが出来ます。
ちなみに、バッテリーの上に中皿を乗せると底に電源端子が当たります。
自動車用バッテリー充電器も一緒に入れてみました。
また、中皿の下にも収納スペースがあるのでキャンプで使う電気製品を入れることが可能です。
キャンプで使う電気製品と言えば、ポータブルDVDプレーヤー、LEDランタン、デジカメ、スマホなど。
全てのアイテムを入れても、まだ余裕がありますね。
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バッテリーの直流 12V 電源を家庭用の交流 100V 電源に変換する「昇圧回路」は100Vインバーターの機能を使います。
ちなみに、安価な 100Vインバーターは矩形波タイプが多いので精密な周波数を必要とするマイコン制御のTV、計測器、電子ポット、インバーター方式の蛍光灯などの電気製品には使用できません。
バッテリーの直流 12V 電源をUSBで使用する直流 5V 電源に変換する「降圧回路」も100Vインバーターの機能を使います。
最近はUSBを使う電気製品が多いのでシガープラグ タイプのカーチャージャーを用意しておいても良いですね。
車用バッテリー充電器がチャージコントローラーと同じく「充電制御回路」として機能します。
そこで、おススメなのは『パルス充電』ができる車用バッテリー充電器です。
鉛バッテリーは長時間の使用状態が続くと内部の電解液に溶け込んでいる硫酸鉛が結晶化して電極板に固着する現象（サルフェーション）が起こります。
このサルフェーションを除去するために用いられるのがパルス充電です。
ただ、充電器に付属している機能では完全にサルフェーションを除去することは出来ませんが無いよりはマシでしょう。
なお、充電中はバッテリーから水素が発生します。
古いバッテリーや内部の電解液が減っている状態だと稀に硫化水素も発生する場合があるので大変危険です。
鉛電池の充電や保管は必ず換気の良い場所で行ってください。
自作のポータブル電源を充電する方法を以下に まとめてみました。
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ておくと良いでしょう。
充電器を一緒に用意しておけばキャンプ場でも充電できる場合がありますからね。
リンク先でシガープラグ充電器の製作方法を詳しく紹介しています。
外部リンクへ移動しますが、私が製作したサイトです。
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自作のポータブル電源を扱う場合に一番重要視しなければならないのは「安全制御回路」です。
以下に安全面で重要視するポイントをまとめてみました。
バッテリー直結型ソケットの最大電流容量が 15A なので、ソケットから取り出す電流も余裕をみて 10A 以下になるようにヒューズを組み入れると良いでしょう。
ヒューズが多いほどショートする危険性を低くすることが出来ます。
バッテリーのプラス端子には必ずバッテリー端子カバーを取り付けます。
危険性が高い電極間のショートを防ぐに為には端子カバーが有効ですからね。
電源端子にバッテリーターミナルを接続して配線する場合は電源端子間に届く長さのスパナは使わないようにします。
バッテリーターミナルのボルトを締めている時に反対側の電源端子に金属製のスパナが当たるとスパークして火傷・爆発の危険があります。
回路には電圧計を取り付けてバッテリーの使い過ぎを防ぎます。
私の場合はバッテリーの電圧が１１ボルトを下回らないように使っています。
もし、シガープラグタイプの電圧計を使う場合はシガーソケット分配器（ヒューズ内蔵）を利用すると良いでしょう。
バッテリーの充電中には水素が発生します。
稀に古いバッテリーや内部の電解液が減っている状態だと硫化水素も発生する場合があるので大変危険です。
なので、出来る限り状態の良い中古バッテリーか新品のバッテリーを使う事をおススメします。
鉛電池の充電や保管は必ず換気の良い場所で行ってください。
あと、バッテリーの種類にメインテナンスフリー バッテリー（MF）があります。
バッテリーに補充液を入れるキャップが無いので密閉型バッテリーとも呼ばれます。
MFバッテリーのメリットとして、電極にカルシウム鉛合金が使用されているものが多く、水素ガスの発生が抑えられているようです。
しかし、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。
以下のリンク先でMF型バッテリー過充電の危険性について紹介しています。
バッテリーの内部には充電時に発生した水素が溜まっている可能性があります。
引火・爆発の危険があるので、焚き火やキャンプ用ストーブから離れた場所に置くようにします。
直流の１２ボルトと言えど、体が濡れた状態で電源端子に触れると感電の危険があります。
バッテリの水濡れには要注意です。
今回、使用した軽自動車用のバッテリーは「カオス N-60B19L/C7」です。
※2020年11月の購入時価格は4,440円でした。
ちなみに、車用バッテリーには固有の時間率容量があるので使用時の目安になります。
「カオス N-60B19L/C7」の 5時間率容量は 36Ah なのでバッテリー電圧が 10.5V に下がるまで 7.2A の電流を５時間も流せる計算になります。
このバッテリーを使って色々とテストしてみました。
夏のキャンプでの使用実験です。
扇風機と液体蚊取り器を自作のポータブル電源で使ってみました。
まずは扇風機からテストします。
この扇風機には１２ボルトで使えるDCモーターが内蔵されているので、そのまま１２ボルト電源が使えるのがメリットです。
そして、今回は消費電流と消費電力を計測するためにデジタルメーターを取り付けています。
バッテリー電圧が13.08 V から開始します。
最初にDC 扇風機の風力を「最弱」の状態で計測してみます。
DCモーターの扇風機は弱風だと微風過ぎて野外だと涼しくありませんね。
次に風力を「中間」にします。
風力が「中間」なら普通に涼しいです。
そして、風力を「最大」にします。
とっても涼しいです！夜だと肌寒いくらいでしょう。
これなら、扇風機の風圧でヤブ蚊も近づけないと思います。
そして、最大風力だけの状態で１時間ほど使用した結果。
２時間後だと。
３時間後だと。
バッテリー１時間あたりの数値はそれぞれ、電圧降下が平均 0.116V 使用電力量が 14.3W ほどでした。
内部抵抗などの電力ロスもあると思ったのですが、扇風機を最大風力にしても意外と消費電力が少ない結果になりました。
次に液体蚊取り器を検証します。
予想外に消費電力が大きいです。
DC扇風機の中風よりも電力を消費しています。
というのも100Vインバーターは昇圧する時に変換ロスが発生するので通常よりも多くの電流を消費するのです。
ちなみにインバーター自体の待機電力は 1.1W でした。
バッテリーを長時間使いたいなら直接１２ボルト電源で使える電化製品を持っていくのがベストですね。
今度は冬のキャンプでの検証を電圧計のみで行います。
バッテリー電圧が12.9Vからスタートです。
気温は5℃。
まずは、消費電力が 6W の 12V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。
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、どうなるかを検証しました。
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 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な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。
使用する電気毛布は 12V用です。
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。
今回もバッテリーの電圧は12.9Vから開始します。
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。
テントの中の気温は 5℃です。
冷えてきました。
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。
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今回製作したポータブル電源を自動車に積載して移動する時はフタが衝撃で開かないようにベルトで固定します。
更にベルトで座席等にも しっかりと固定して、窓を少し開けて換気にも心掛けて下さい。
車で走行中に急ブレーキや衝突事故を起こすと大変危険ですからね。
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自作したりしています。
自動車用バッテリーを扱う時は危険を伴いますので、自己責任の元でお試しください。
もし、電気の知識にあまり自信が無い方は、電気の専門家の指導を受けて一緒に製作すると良いでしょう。
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