AWGとは？バッテリーシステムの直径とAMPチャート。最高級のバッテリー・システムを指定したのに、性能が低下し、インバーターがトリップし続けます。何が起こっているのでしょうか？十中八九の場合、その原因は最も見過ごされている部品、バッテリー・ケーブル自体にあります。
間違ったワイヤーサイズを使用することは、大惨事のもとです。電圧降下による効率の低下だけでなく、過熱による深刻な火災の危険も生じます。私たちは、安価でサイズの小さい銅線が原因で、数百万ドルのプロジェクトが頓挫しかけたのを見てきました。このガイドでは、アメリカン・ワイヤー・ゲージ (AWG) を解明し、最高のパフォーマンスと安全性を実現するために必要なケーブルのサイズについて説明します。
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AWGとは？
その核心は AWGはアメリカン・ワイヤー・ゲージの略.これは、北米では誰もが使用している標準的なシステムで、導電性の丸いソリッドワイヤの直径を測定するためのものである。
一番に覚えておかなければならないのは、その逆の関係である： AWGの数字が小さいほど、ワイヤーは太くなります。.
ゴルフのスコアのようなもので、数字が小さいほど有利だと考えてください。4AWGのワイヤーが、大型バッテリーバンクの接続に使われる巨大な4/0（「フォー・オート」と発音する）AWGケーブルよりずっと細いのは、このためだ。この直感に反するルールを理解することが、最初の、そして最も重要なステップです。
もちろん、この規格は突然生まれたわけではない。19世紀のブラウン＆シャープ社に端を発する。今日、ASTM（米国材料試験協会）によって標準化されているため、テキサス州のエンジニアが2AWGのケーブルを指定すれば、ドイツで製造されたコンポーネントの仕様と一致することがわかるのです。
AWG直径とアンペア容量（AMP）チャートのマスター
さて、現実的な話に入ろう。これらのチャートを理解することが、良いインストレーションと素晴らしいインストレーションを分けるのだ。
AWG-直径変換チャート
まず、これらのゲージが実際にどのように異なるかを視覚化するのに役立ちます。ここでは、バッテリーシステムで扱う一般的なサイズを簡単に紹介します。
| AWGサイズ | 直径（インチ） | 直径 (mm) |
|---|
| 4/0 | 0.460″ | 11.68 mm |
| 3/0 | 0.410″ | 10.40 mm |
| 2/0 | 0.365″ | 9.27 mm |
| 1/0 | 0.325″ | 8.25 mm |
| 2 | 0.258″ | 6.54 mm |
| 4 | 0.204″ | 5.19 mm |
| 6 | 0.162″ | 4.11 mm |
| 8 | 0.128″ | 3.26 mm |
重要な概念アンペア容量対電圧降下
経験豊富なプロでさえ、多くの混乱を目にするところです。ワイヤーの適切なサイズを決めるには、2つの重要な要素のバランスを取る必要があります： 容量 そして 電圧降下.
容量 は安全番号である。絶縁体が溶け始め、火災の危険性が生じる前に、ワイヤーが扱える絶対的な最大電流と考えてください。米国電気工事規定（NEC）はこの定格を定めており、交渉の余地はない。
電圧降下しかし、それは性能の問題である。ワイヤーは1フィートごとに抵抗がある。電流が流れるにつれて、電圧は少しずつ失われていく。230VのACシステムでは、1ボルトや2ボルトの電圧降下を気にする人はいないでしょう。しかし、48V DCバッテリー・システムでは、同じ2ボルトの電圧降下でも、負荷に到達する前に4%もの電力が失われてしまうのです。これは大きな問題だ。
私たちの経験では、 低電圧直流システムでは、電圧降下が電線サイズを決める要因になることがほとんどです。 インバーターやモーターコントローラーなど、高価な機器には最低限必要な電圧があります。ケーブルが長すぎたり細すぎたりして電圧が下がりすぎると、機器の性能が低下するか、電源が切れてしまいます。
AWG アンペアシティ早見表
この表は、先ほど説明した安全性の評価である。ただし、これは安全性の最大値であって、効率の最適値ではないことをお忘れなく。
| AWGサイズ | 断面積 (mm²) | アンプ容量（アンペア）*。 |
|---|
| 4/0 | 107 | 380 A |
| 2/0 | 67.4 | 283 A |
| 1/0 | 53.5 | 245 A |
| 2 | 33.6 | 170 A |
| 4 | 21.2 | 128 A |
| 6 | 13.3 | 80 A |
| 8 | 8.37 | 55 A |
NEC表310.16による、屋外での90℃定格銅線に基づく。これは一般的な基準点ですが、必ずお住まいの地域の法令やアプリケーションの仕様をご確認ください。
低電圧DCバッテリーシステムの配線
クライアント・スポットライトソーラーとエネルギー貯蔵
実際にやってみよう。私たちが扱う一般的なシナリオは、48V LiFePO4バッテリーバンクを5,000ワットのインバーターに接続して 商業用エネルギー貯蔵システム (ESS）。ケーブルの長さが片道10フィートだとしよう。
最初にすることは、電流を求めることである：電流（I）＝電力（P）／電圧（V）。このセットアップの場合、5000W / 48Vで、次のようになります。 104アンペア.
さて、アンペア容量表を見てください。6AWGのワイヤーで80A（不十分）、4AWGで128A（良さそう）。では、4AWGを選ぶのですね？そうはいかない。電圧降下をチェックする必要がある。10フィート以上、104Aの4AWGケーブルの電圧降下は約0.21V、つまり0.44%です。これは素晴らしい。しかし、そのケーブルの長さが25フィートだったらどうでしょう？電圧降下は1%を超え、パフォーマンスが低下し始めるかもしれません。6AWGで何とかしようとしたら、ドロップはひどくなり、ケーブルは危険なほど熱くなるでしょう。2/0AWGのような太いケーブルは、確かに初期費用はかかりますが、期待する性能と安全性を得るための保険なのです。
座礁の重要性
バッテリー・ケーブルには 撚り線ソリッドコアではない。話は終わりだ。2つの大きな理由は、柔軟性と耐久性だ。撚り線、特に柔軟性の高いクラスKタイプは、産業用ギア・フォークリフトに見られるような絶え間ない振動に耐えることができる、 マリンバッテリー システムでも何でも、壊れることはありません。また、狭い場所での作業も非常に簡単です。
代替規格：メートル法mm²換算
ヨーロッパの機器を扱っていますか？おそらく、平方ミリメートル（mm²）で表記されたワイヤーサイズを目にすることでしょう。完璧な換算はできませんが、近い等価値をいくつかご紹介します：
- 1/0 AWG ≈ 50 mm² (技術的には53.5)
- 2 AWG ≈ 35 mm² (技術的には33.6)
- 4 AWG ≈ 25 mm² (技術的には21.2)
- 6 AWG ≈ 16 mm² (技術的には13.3)
安全第一バッテリーの専門家による3段階のサイズ計算
迷ったときは、これが社内で使っている3段階のプロセスだ。
ステップ1：最大連続電流の決定
ピーク負荷に対してサイズを決めることはできない。連続負荷（NECでは3時間以上運転するものをこう呼ぶ）には、安全バッファが必要だ。125%ルールがプロの標準です。 必要なアンペア容量 = 最大連続アンペア x 1.25
104Aのインバーターを使用すると、104A x 1.25 = 130A。つまり、少なくとも130Aの定格の電線が必要であり、4AWGはすぐに使えなくなり、2AWG以上になる。
ステップ2：電圧降下の計算
クリティカルな直流システムでは、電圧降下を抑えたいものです。 3%以下.オンライン電圧降下計算機を使用します。電圧、ステップ1のアンペア数、ワイヤーの往復距離を入力します。計算機は、目標を満たす最小AWGを出力します。最終的には、ステップ1またはステップ2のどちらか太い方のワイヤーを選択します。
ステップ3：環境ディレーティングのチェック
1本の電線管に何本ものケーブルをまとめて配線していませんか？システムは常に30°C（86°F）以上の高温環境にありますか？いずれも、熱の発生が多くなり、ワイヤの実使用アンペア容量が低下します。このような場合、ケーブルを「ディレーティング」する必要があります。
結論
要するに、配線がシステムを支えているのだ。について 低電圧バッテリー, 電圧降下のサイジングは、アンペア容量のサイジングと同じくらい重要です。-そうすることで、支払っただけの性能をフルに発揮することができるのです。細部に至るまで重要であるため、常にシステムを正しくヒューズしてください。
このシステムレベルの考え方が、私たちの仕事の核心です。もしお客様のプロジェクトが既製品のバッテリー以上のものをお求めであれば、私たちのチームは次のようなものを専門に作ります。 カスタムバッテリーソリューション.私たちは、お客様の電圧、電流、性能のニーズに合わせてパックを設計し、すべてのコンポーネントが完璧なハーモニーを奏でるようにします。 お問い合わせ は、最初からお客様の電源ソリューションを設計します。
よくあるご質問
1.200アンペアのバッテリーシステムには何AWGのワイヤーが必要ですか？
200アンペアであれば、2/0か3/0 AWGから始めることになります。正解は、電圧と距離によって異なります。12Vシステムで200Aの負荷がわずか10フィート以上かかる場合、妥当な電圧降下を維持するには、巨大な4/0ケーブルが必要になります。しかし、48Vであれば、同じ距離を2/0の小さなケーブルで済ませることができるでしょう。
2.距離が短い場合、より細いワイヤーを使用できますか？
できますが、注意が必要です。本当に短い配線（バスバーからヒューズまで数インチ）の場合、定格電流だけで電線のサイズを決めることができます。しかし、電圧降下がコンポーネントにとって許容可能であること、および連続負荷に対するNECの125%規則に従っていることを確認する必要があります。
3.バッテリー・ケーブルが小さすぎるとどうなりますか？
主に2つの問題がある。まず、パフォーマンスが低下します。電圧降下は機器の電力を奪い、パフォーマンス低下やシャットダウンを引き起こします。これは大きなボトルネックとなる。2つ目は、より深刻な火災のリスクだ。抵抗はすべて熱に変わります。サイズの小さいケーブルは絶縁体を溶かすほど熱くなり、短絡を引き起こす可能性がある。これが火災の始まりです。
4.AWGとSAEワイヤーの違いは？
SAE（自動車技術者協会）ワイヤーは自動車で見かけることが多い。重要な違いは測定方法です。SAEの規格は銅導体自体の面積しか見ていません。AWG規格はワイヤーの総直径に基づいています。このことが意味するのは、同じゲージ数であれば、SAE規格のワイヤーは通常少し小さく、AWG規格のものほど多くの電流を扱えないということです。絶対に混在させないでください。