e-bikeのスピードと航続距離：速く走るとどれだけバッテリーを使うのか

家まであと10 km（6マイル）、バッテリー表示は残り2目盛り、そして前の町からずっと45 km/h（28 mph）を保ってきた。そんな場面で32 km/h（20 mph）に落とせば、その2目盛りはずっと長く持ちます。このガイドでは、e-bikeのスピードと航続距離の関係を、計算式、数字、前提条件とともに示します。手元のバッテリーでどのくらいの速度で走るかを、自分で決められるようになります。

e-bikeは速く走ると航続距離が短くなりますか？

e-bikeは速く走るほど航続距離が短くなります。1 km進むのに必要なエネルギーが、主に空気抵抗のせいで速度とともに急に増えるからです。

平らな道で進むのを妨げる力は2つあります。転がり抵抗のパワーは速度に比例して増えます。空気抵抗は速度の2乗で増えるため、それに打ち勝つパワーは3乗で増えます。Wikipediaの自転車の性能のページは、空気抵抗のパワーは「速度の3乗に比例して増える」とはっきり書いています。その計算例では、ライダーとロードバイクの合計90 kgで、32 km/hでは175 Wの76%、40 km/hでは300 Wの83%が空気抵抗に使われます。

45 km/hでは32 km/hよりどれだけ多くエネルギーを使いますか？

私たちのモデルでは、e-bikeは45 km/h（28 mph）で32 km/h（20 mph）より距離あたり約75%多くエネルギーを使い、パワーは約2.4倍必要です。

使ったのは標準的な式です。パワー = 0.5 × 空気密度 × 空気抵抗面積 × 速度³ + 転がり抵抗係数 × 質量 × g × 速度。入力値は次のとおりです。

• ライダーと車体の合計120 kg（265 lb）
• 空気抵抗面積0.5 m²。上体を起こしたe-bikeライダーとしての私たちの仮定
• 転がり抵抗係数0.006。Wikipediaが空気圧の高いタイヤについて示す0.003〜0.006の上限
• 空気密度1.225 kg/m³。Engineering ToolBoxの15 °C（59 °F）での値
• 平らな道、無風

このモデルでは、45 km/h（28 mph）のとき空気抵抗が全体の約87%を占めます。だから前傾姿勢、体に合った小さめの上着、風のない日は、ゆっくり走るときより速く走るときのほうがはるかに大きく効きます。

速度によってバッテリーでどこまで走れますか？

私たちのモデルでは、450 Whのバッテリーで走れるのは、25 km/h（15.5 mph）で約74 km（46マイル）、32 km/h（20 mph）で51 km（32マイル）、45 km/h（28 mph）で29 km（18マイル）です。モーターのロスを含まず、ペダルはこがない場合です。

450 Whを使ったのは、e-bike航続距離計算ツールが、バッテリーの定格ワット時の約90%を使えると想定しているからです。500 Whの90%は450です。上の距離は車輪でのエネルギーです。実際のモーターと駆動系は一部のエネルギーを熱として失うため、バッテリーが出す量は車輪より多くなります。逆に脚は助けになります。ペダルで出した1 Wは、バッテリーが出さずに済む1 Wです。

正確な距離より、比率のほうが役に立ちます。32 km/hから45 km/h（20から28 mph）に上げると、1回の充電で走れる距離は約43%短くなります。 ほかの条件が同じなら、バッテリーの大きさに関係ありません。

速いe-bikeでは航続距離をどう計画すればいいですか？

速いe-bikeの航続距離は、実際に保つ速度をもとに計画し、風、坂、寒さに備えた余裕を足します。

1. アシストが止まる速度ではなく、現実的な巡航速度を選びます。
2. その速度の距離あたりのエネルギーを表から読むか、航続距離計算ツールで自分の数字を出します。
3. 往復の距離を掛け、余裕として25%を足します。航続距離計算ツールと同じ余裕です。
4. 結果がバッテリーの使えるワット時を超えるなら、速度を落とす、職場で充電する、大きいバッテリーを買う、のどれかにします。

45 km/h（28 mph）での往復に使えるバッテリーの80%より多く必要なら、帰りは32 km/h（20 mph）に落としてください。 距離あたり43%のエネルギー節約は、16 km（10マイル）で8.6分余計にかかることより価値があります。

寒さ、タイヤ選び、アシストモードについては、e-bikeの航続距離ガイドで説明しています。速く走るときの法律面は、高速電動自転車のガイドを読んでください。

バッテリーで速く走るときに避けたい失敗

1. もっと低い速度で測った航続距離をうのみにすること。その数字がどの速度とアシストレベルを前提にしているかを聞いてください。
2. 向かい風の中を全速で走ること。向かい風はあなたの対気速度に上乗せされ、空気抵抗のパワーは対気速度の3乗で増えます。
3. 平らな舗装路で「バッテリーを節約するため」にタイヤの空気を抜くこと。空気圧が低いと転がり抵抗が増えます。タイヤ空気圧ガイドで確認してください。

これらの数字の根拠

計算式と転がり抵抗の範囲はWikipediaの自転車の性能のページ、空気密度はEngineering ToolBoxによるもので、どちらも2026年11月3日に確認しました。空気抵抗面積0.5 m²と質量120 kgは、上体を起こしたライダーと一般的なe-bikeについての私たちの仮定で、測定値ではありません。このページのために自転車をテストしてはいません。入力値を変えれば距離は動きますが、速度ごとの比率はほぼ変わりません。