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バッテリー容量の正しい計測と比較方法

USBテスターを用いたWh基準の計測方法を定め、製品間の公平な比較を可能にするためのレギュレーション解説です。


1. はじめに — なぜレギュレーションが必要か

モバイルバッテリーのレビューでは、製品スペックの「mAh」をそのまま並べて比較しているケースを見かけます。しかしこの比較方法には落とし穴があります。mAhは「電圧に依存した量」であり、電圧が異なれば同じ数値でも蓄えられるエネルギーは異なります。

本レギュレーションでは、USBテスターを用いたWh(ワット時)基準の計測方法を定め、製品間の公平な比較を可能にします。

注意

mAhでの比較は、バッテリーセルの電圧(3.6〜3.7V)とUSB出力電圧(5V / 9V / 12V等)が混在するため、単純比較はできません。
例:10,000 mAh @ 3.7V = 37 Wh ≠ 10,000 mAh @ 5V = 50 Wh


2. 製品仕様の読み方 — Ah・V・Whの意味

単位名称意味典型値
mAhミリアンペア時電荷量。電圧に依存するため、異なる電圧のデバイス間では直接比較できない10,000 mAh(セル)
Vボルト(電圧)電流を押し出す力。リチウムセルは公称3.6〜3.7V、USB出力は5V〜20V3.7V(セル)/ 5V(USB)
Whワット時エネルギー量。mAh × V で算出。電圧によらず比較できる37 Wh
Wワット(電力)電圧 × 電流 = 瞬間的な仕事率5V × 2A = 10W

Wh = mAh ÷ 1000 × V  例:10,000 mAh × 3.7V = 37 Wh

ポイント

メーカーが表記する「10,000 mAh」はセル電圧(3.6〜3.7V)基準の値です。USB出力(5V)で計算するとまったく異なる数値になります。公称mAh ≠ USB出力mAh である点を理解しておく必要があります。


3. なぜWhで比較するか — mAh比較の問題点

インターネット上のレビューでは「実際に入ったmAhを計測」という方法が見られますが、以下の理由で不正確です。

計測条件mAh表示Wh換算
USBテスター 5V給電時6,500 mAh @ 5V32.5 Wh
USB PD 9V給電時3,600 mAh @ 9V32.4 Wh ≒ 同じエネルギー

上記のように、出力電圧が違えばmAhの数値はまったく異なります。Whで比べれば同じエネルギー量であることがわかります。

本レギュレーションでは計測値を必ずWh(またはmWh)で記録・比較します。USBテスターは電圧・電流を積分してWhを自動算出するため、出力電圧の差異を気にせず比較が可能です。


4. 変換効率とエネルギーロス

エネルギーの流れと2段階のロス

モバイルバッテリーでは、エネルギーが以下の経路をたどります。各ステップで変換ロスが発生します。

図1. エネルギーフローと計測点。計測①は充電時の入力電力量、計測②は放電時の出力電力量を示す。

重要な補足

端末のバッテリーに実際に入る電力量は、モバイルバッテリーの出力電力量からさらに端末側の充電回路効率分のロスが発生します。ただしこれは端末側の特性であり、モバイルバッテリー自体の評価対象外です。
本レギュレーションはUSBテスターで計測できる範囲(USB端子出力まで)を評価範囲とします。

変換効率の目安

図2. 総合変換効率(入力→出力)の目安。品質・温度・充放電条件によって変動します。

総合変換効率(%)= 出力電力量 ÷ 入力電力量 × 100


5. 用語の定義

用語定義計測方法
入力電力量空のモバイルバッテリーを満充電するまでにACアダプタ側から供給された電力量(Wh)充電器とMBの間にUSBテスターを挟んで計測
蓄電電力量セルに実際に蓄えられた電力量(Wh)。直接計測は不可推定値。入力電力量 × 充電効率(参考値)
出力電力量満充電のMBを空になるまで放電したとき、USB端子から出力された電力量(Wh)MBとダミーロードの間にUSBテスターを挟んで計測
充電変換効率入力から蓄電への変換効率。直接測定は困難推定のみ
放電変換効率蓄電から出力への変換効率推定のみ
総合変換効率入力電力量に対する出力電力量の比率(%)出力 ÷ 入力 × 100
公称容量メーカーが表記する容量。セル電圧(3.6〜3.7V)基準のmAhで表記されることが多い仕様書から参照

ポイント

「蓄電電力量 = 出力電力量」ではありません。
放電時にも変換ロスが発生するため、出力電力量は蓄電電力量より小さくなります。ただし「出力電力量」はUSBテスターで実測できる唯一の値であり、製品性能比較の基準として使用します。


6. 計測レギュレーション(手順)

必要な機材

  • USBテスター(Wh積算計測対応機種)
  • 規格対応ACアダプタ
  • 計測対象モバイルバッテリー
  • ダミーロード(または端末)

USBテスターの接続方法

図3. USBテスターの接続位置。計測する機器の間にインライン接続する。計測前にWhをリセットすること。

計測①:入力電力量の計測(充電時)

モバイルバッテリーを完全放電させた後、ACアダプタとモバイルバッテリーの充電端子の間にUSBテスターを接続する。充電完了まで待ち、USBテスターが表示するWhを記録する。この値が入力電力量
📌 充電完了の判断:本体LED/インジケーターが「満充電」を示したとき

計測②:出力電力量の計測(放電時)

満充電にしたモバイルバッテリーのUSB出力端子とダミーロード(または端末)の間にUSBテスターを接続する。バッテリーが完全に空になるまで放電し、WhをUSBテスターから記録する。この値が出力電力量
📌 放電完了の判断:出力が自動停止したとき(電圧降下による保護回路動作)
📌 この値がバッテリー性能の比較基準値となる(直接計測可能な最も信頼性の高い数値)

計測③:各種値の算出と公称値比較

計測①・②の値から以下を算出する。

総合変換効率(%)= 出力電力量 ÷ 入力電力量 × 100
公称Wh = 公称mAh ÷ 1000 × 公称電圧(例:3.7V)
容量再現率(%)= 出力電力量 ÷ 公称Wh × 100

指標判定目安備考
総合変換効率80%以上:優秀
70〜80%:標準
70%未満:要注意
入力電力量と出力電力量から算出
容量再現率85%以上:良好
75〜85%:標準
75%未満:要注意
変換ロスを考慮した正常範囲内かを確認

ポイント

容量詐欺の判断
容量再現率が著しく低い場合(例:60%以下)は、セルの実容量が公称値を大きく下回っている可能性があります。変換ロス(70〜80%)を考慮した上でなお乖離が大きい場合は、容量詐欺の懸念があります。


7. 計測条件の統一

項目推奨条件理由
室温20〜25℃温度はリチウム電池の特性に影響する
充電規格製品推奨規格(仕様書記載)非推奨規格では出力が制限される場合がある
放電負荷一定負荷(ダミーロード推奨)端末による負荷変動を排除するため
放電電圧5V固定(比較目的)電圧を揃えることで計測条件を統一
USBテスターWh積算対応機種mAhのみの機種では不可
初期状態計測前に1サイクル以上実施新品時の初期特性の影響を排除

8. まとめ

  • 比較基準は必ずWh(ワット時)で行う
  • mAhでの単純比較は電圧依存のため不正確
  • 計測値は出力電力量(計測②)を性能比較基準とする
  • 「蓄電電力量 = 出力電力量」は不正確。放電時にも変換ロスが発生する
  • 総合変換効率70〜80%は正常範囲。著しく低い場合は品質に疑問
  • 端末側の充電ロスは本レギュレーションの評価対象外
  • 計測条件(室温・電圧・負荷)を統一して比較する

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