要讓 Power Wheels 童車改裝成使用 DeWalt 電池組,在電氣上可行的前提,是 DeWalt 電池組至少能供應馬達的額定瓦數,而 Power Converter 能處理這項專案所需的所有瓦特、千瓦與馬力換算。一般市售的 Power Wheels 童車,是以一顆 12V 密封鉛酸電池驅動一或兩顆小型直流齒輪馬達,每顆的額定功率依機型不同,大約落在 30 到 120 瓦之間。DeWalt 20V Max 系列的額定電壓為 18V,提供從 1.5Ah 的輕巧電池組,到 9Ah XR 大容量電池組等多種容量,換算下來,小容量約為 27 Wh,大容量則約為 162 Wh。在開始接線之前,改裝者必須先把馬達瓦數,翻譯成電池標籤上的語言——電壓、安時,以及連續放電電流——再確認算出來的瓦數需求,是否落在電池組能安全供應的範圍內。功率、電壓與電流之間的關係是 P = V × I,但業餘馬達銘牌上標示的單位(瓦特,有時是馬力),往往與 DeWalt 規格表上使用的單位不一致。Power Converter 能在同一個地方,在瓦特、千瓦、機械馬力與公制馬力、BTU/h、ft·lbf/s、cal/s 與 kcal/h 之間互相轉換,讓馬達銘牌與電池標籤,最終都能用同一種單位對話。
為什麼改裝者要把 Power Wheels 換成 DeWalt 電池
大多數 Power Wheels 隨附的 12V SLA 電池,重量大約 2 公斤,用隨附的變壓器充電需要八到十小時,而且無論有沒有使用,每年冬天容量都會流失。DeWalt 20V Max 電池組,在瓦時容量相近甚至更高的情況下,重量大約只有前者的三分之一,可以直接插進改裝者已經擁有的任何 DeWalt 充電器,而且模組化的規格,代表一顆備用電池組就能讓玩具持續運轉,同時讓另一顆充電。對於家裡已經有一堆 DeWalt工具的家庭來說,這個改裝能把一顆被遺忘在架上的電池組,變成回收再利用的電力來源。
代價在於電氣層面。DeWalt 電池組的額定電壓是 18V(20V max),而不是 12V,而且它內建的保護板,會預期一個明確定義的連續負載。這代表在動手改裝之前,必須先用同一個單位比較馬達的瓦數與電池的連續放電額定值,而這正是功率轉換工具派上用場的地方。
你會用到的功率規格
有三個數字決定了這個改裝是否可行:
馬達額定功率。印在齒輪箱上或 Power Wheels 規格表上,通常以瓦特表示。一般單馬達童車大約落在 30–60 W 的範圍;雙馬達 4x4 版的 Power Wheels,在負載下可能拉到 200 W 以上。
電池可供應功率。以額定電壓乘以連續放電電流計算而得。一顆額定連續放電 15A 的 DeWalt 5Ah 電池組,可提供 18V × 15A = 270 W 的餘裕。
能量容量。瓦時是改裝者用來比較續航力的單位。同樣一顆 5Ah 的 DeWalt 電池組,容量為 18V × 5Ah = 90 Wh,而一般市售的 12V 7Ah SLA 電池則儲存 84 Wh——能量幾乎相同,重量卻只有三分之一。
由於馬達銘牌使用的是瓦特,偶爾會用馬力;工作坊裡的冷氣標示用的是 BTU/h;而電池規格表用的是瓦時,一款能把這些單位全部串連起來的轉換工具,能讓這些換算維持準確。
如何使用 Power Converter 進行你的改裝換算
- 在你的瀏覽器中開啟 Power Converter。
- 把馬達的額定瓦數輸入到功率數值欄位——例如,100。
- 選擇你要轉換的來源單位(瓦特),以及你想要的目標單位(例如瓦特轉馬力,或瓦特轉 BTU/h)。
- 立即讀取換算結果,或勾選「Show all units at once」,一次在同一畫面上看到瓦特、kW、MW、hp、BTU/h、ft·lbf/s、cal/s 與 kcal/h。
- 用同樣的輸入值,對你的 DeWalt 電池連續瓦數再做一次相同的換算,讓馬達額定值與電池可供應功率,以相同單位並排顯示。
所有運算都在用戶端執行,因此不會上傳任何改裝相關的數字。
馬達瓦特、馬力與 BTU/h 同時呈現在一個頁面上
Power Converter 使用單一基準單位——瓦特,定義為每秒一焦耳。每一個輸入值,都會先換算成瓦特,再除算成目標單位,因此每一種配對都能保持一致。它所依據的常數是精確值,而非近似值:
| 功率單位 | 符號 | 以瓦特表示的精確值 |
|---|---|---|
| 機械馬力 | hp | 745.6998715822702 W |
| 公制馬力 | PS | 735.49875 W |
| 1 BTU per hour | BTU/h | ≈ 0.293 W |
| 1 kilowatt | kW | 1,000 W |
機械馬力是你在美國與英國規格表上會看到的單位;公制馬力——寫作 PS、CV 或 cv——則出現在歐洲與亞洲的資料表上。兩者相差約 1.4%,因此一顆 100 PS 的馬達,大約相當於 98.6 機械馬力。
實際範例。一個雙馬達 Power Wheels 齒輪箱的額定功率為 120 W。手動換算成機械馬力:
120 W ÷ 745.7 = 0.161 hp(機械馬力)
Power Converter 能立即算出相同的數字,並標示為機械 hp,以免它被悄悄換成公制 PS。反過來看,同樣輸入 120 W,換算成 BTU/h 大約是 410 BTU/h(因為 1 BTU/h ≈ 0.293 W),這正說明了這款工具如何在同一個畫面上,讓每一種單位都保持一致。在數值範圍的兩個極端——從毫瓦一路到百萬瓦,大約橫跨九個數量級——這款轉換工具會切換為科學記號表示法,以免遺失任何有效位數。
換算功率單位進行電池改裝時的常見陷阱
有三個陷阱經常讓初次動手的改裝者踩雷:
- 把機械馬力與公制馬力搞混。美國與英國的資料,把「hp」視為機械馬力;歐洲與亞洲的規格表,則把它視為 PS。兩者相差約 1.4%,在一般齒輪箱上看不出差異,但一旦換上高扭力的副廠馬達,差異就會顯現出來。Power Converter把兩者列為個別的單位,因此絕不會被悄悄合併在一起。
- 把峰值瓦數當成連續瓦數來讀。DeWalt 電池組廣告上標示的峰值放電電流,只能維持幾秒鐘。對 Power Wheels 傳動系統來說,真正重要的是連續值,因為這台玩具車運轉的是好幾分鐘,而不是幾毫秒。用這款轉換工具把兩個數字都換算成瓦特,放在同一個畫面上,差距就會一目了然。
- 把瓦時與瓦特搞混。瓦時衡量的是電池能儲存多少能量(容量、續航力);瓦特衡量的是電池在某一瞬間能供應多少功率(負載)。兩者之間透過時間相關聯,但並不能互換使用,而 Power Converter 只轉換功率——不轉換能量——因此改裝中能量的部分,仍然需要靠電壓 × 安時的計算來處理。
若想更深入了解,請參閱 Slant Height Powers a Cone's Lateral and Total Area。
若想更深入了解,請參閱 How to Calculate Leap Year in Maths: The 400-Year Rule。