最近、A/H定格を10倍にするために12Vの電池を10個直列に並べたいというお客様の電池回路のお手伝いをすることになりました。この方法では彼のやりたいことができないことはわかっていました。
要するに、電池を直列に並べると回路への供給電圧が上がり、電池を並列に並べると利用可能な電流が増えるということです。下の回路図を見ていただければ、参考になるかもしれません。
上の図では、直列回路では、負荷が電池を見ている場合、2つのセルまたは2つの電圧源を見ていることがわかり、電流は負荷に向かう途中で1つのセルから他のセルに流れなければなりません。並列回路では、負荷は2倍のプレート幅を持つ1つのセルを見ているので、電圧は1つのセルと同じですが、電流はどちらかまたは両方のセルから直接負荷に流れることができます。2つの独立した電流源を使用すると、効果的に電流容量が2倍になります。
しかし、このプロジェクトに取り組んでいるうちに、A/Hコールドクランキングアンペアや他のいくつかの用語は、それまでよく知らなかった項目であることに気がつき、少し調べてみる必要がありました。私は、テストパーツとしてDC12Vの鉛蓄電池をいくつか選んで、調べ始めることにしました。
20 A/hと書いてあるものを見つけたのですが、これは1アンペアで20時間、あるいは20アンペアで1時間ということでしょうか？
私がこれを理解する方法では、それは25°C/77°Fの条件で20時間1Aでなければなりません。
標準的な12Vディープサイクル鉛蓄電池は、特に断りのない限り20時間のレートでテストされています。常にメーカーのデータシートでテスト条件を確認してください。 - specifications mean nothing without knowing what conditions the specifications are good for.（仕様がどのような条件で有効なのかを知らなければ、仕様には何の意味もありません。）
始動用電池は10時間のレートでテストされますが、同じ警告があります。
それで調べてみますと、特定の電池では、20時間で電池を放電するためにテストされた電流は1.2アンペアでした。 2番目の12V電池を調べたところ、20A/Hの定格があり、20時間のレートでテストされた電流は1アンペアでした。 また、セルあたり1.75Vの順方向電圧の表記もありました。 この電圧は放電時のセルあたりの電圧です。
元の電池のデータシートに戻ると、カットオフ電圧は10.5Vと表示されていました。 したがって、12V電池が6個の2Vセルであることに基づいて、10.5V/6を計算して1.75Vを得ましたので、いわば基準を合わせて比較していることを確認しました。 また、掲載されているレートは3回の充電放電サイクルの平均であり、最小値ではないというメモもありました。 これは、20A/hの定格を得るために20時間で1Aと予想されるところが1.2Aである理由の説明です。 これは少し混乱させますが、データシートを常に見なくてはいけない理由の良い例でもあります。
20A/H、すなわち1Aで20時間の定格の電池を持っていますが、2アンペアが必要です。データシートには、1.9Aの場合は10時間で電池を消耗することを示しています。これはどのように理解したらよいでしょう。私達はWilhelm Peukertのせいにできますが、真実は彼が状況を説明し、私達を助けるために公式を提供していることにより信用されているということです。放電率が上がると、電池の利用可能な容量は、ほぼPeukertの法則に従って減少します。
言い換えれば、鉛蓄電池の電流消費が早いほど、バッテリの充電寿命全体にわたって使用できる総電流が少なくなります。 上記の私の例では、上記の20アンペア時の電池は1Aを20時間生成できます。つまり20A/Hですが、1.9Aでは10時間で、つまり19A/Hで使用不可となり、Peukertの法則によれば私が望んでいた2アンペアの時では、これはさらに悪化します。
ここで、
H は定格放電時間（時間）
Cはその放電率での定格容量（アンペア時間）
Iは実際の放電電流（アンペア）
kはPeukert定数（無単位）
tはバッテリを放電する実際の時間（時間）
kを求める式は次のようになります：
したがって、元の定格は1Aで20時間のレートで20Ahです。
そして、2番目の数値は、10時間で1.9Aでした。これは19Ahです。
k = 1.079914285
計算をまとめると、もしこの電池を2Aで使うつもりなら使用可能時間は10時間には到達しません。
計算を検証するには：20 / (1.9 x 1.079914285) = 19Ahなので、1.9Aで割ると10時間で放電し、データシートの仕様に一致します。 2アンペアの放電でも同じことをすると、9.46時間になることがわかります。（25°C、バッテリは新品など…）
非常に重要な注意事項：ニッケルカドミウム電池とニッケル水素電池のような化学物質の異なる電池を混合する場合は、追加の調査を行う必要があります。 電圧または電流定格の異なる電池を混合する場合は、さらに調査が必要ですが、ここでは取り上げていません（特に、バッテリバンクを単一のユニットとして再充電する場合）。 このレポートでは、同じ電池を複数個接続する場合について調べています。
電池の用語説明
バッテリバンクは、単一のアプリケーション用に2つ以上の電池を結合することです。
直列接続では、2つの電池の電圧を合計しますが、同じ電流定格（アンペア時としても知られています）を維持します。
並列接続を行うと、使用可能な定格電流は増加しますが、電圧は同じままです。
コールド クランキング アンペア（COLD CRANKING AMPS、CCA）：米国の定義
電圧が低下しすぎて使用できなくなる前に、華氏零度（約-17.8°C）で30秒間電池から連続的に取り外すことができる最大アンペア。一般的にこの用語はエンジン始動用電池にのみ使用されます。
クランキング アンペア（CA）： 米国の定義 。CCAと同じだが、温度は華氏32度（0℃）。
ライフサイクル： フル充電からフル放電、そして再びフル充電に戻るまでの電池の1サイクル。 電池が実行できるサイクルの総数は、そのサイクル寿命です。 ほとんどの電池メーカーは、自社製品のサイクル寿命については触れていません 。
アンペア時（A / H）：電池の種類に基づいてさまざまな定義があります。 電池がAH（Amp Hour）定格を与えられている場合、そのレートでの時間数が明記される必要があります。 アプリケーションのニーズを探すときは、同様のレートを比較していることを確認してください。
- ディープサイクル電池の場合、標準レートは20時間です
- 始動用電池は、通常、10時間のレートで評価されます
非常に重要な注意事項：ニッケルカドミウム電池とニッケル水素電池のような化学物質の異なる電池を混合する場合は、追加の調査を行う必要があります。 電圧または電流定格の異なる電池を混合する場合は、さらに調査が必要ですが、ここでは取り上げていません（特に、バッテリバンクを再充電する場合）。 このレポートでは、同じ電池を複数個接続する場合のみについて調べています。