ELFじ~さんのほっつきある記(キャンピングカー アラモのたび)

アラモで走る無計画のたびと車中泊。たび先で温泉を楽しみ、ちょっと山登りと自転車。あとは快適化、ときどきじ~さんの日常。

キャンピングカーの電力供給はリチウムイオン電池で解決 2 (2017/4/6)

2017年04月06日 | アラモの快適化
 その1で昨年12月の九州(くにさき)のたびと、2月の鹿児島のたびの記憶が入り混じって混乱してしまった。リチウムイオン電池を搭載したのは2月の鹿児島のたびからだった。

☆彡 新たなバッテリーの検討を始めた

 その1で G&YuのSMF27MS-730をダメダメだったと書いたが、北海道に出かける直前にPowersonicが爆発寸前になって使えなくなったので、急遽すぐに入手できるバッテリーをということで買ったものだ。とにかく電気の入りがきわめて悪い。充電し始めてすぐに高い電圧でも充電電流がどんどん減ってきて、一体何時間充電すればいいんだろうという感じなのだ。
 一方で生き残ったPowersonic2本も少なからずダメージを受けている。そのため、この2つのバッテリーにソーラーを加えても、夏の北海道の長旅には耐えられそうにない。そこで秋口から新しいディープサイクルバッテリーを探していたのだ。

 新たにバッテリーを購入するとしたら、重要な条件は次の4つ。
① アラモの電装BOXに収まること。(元々のPowersonic PS-121000がちょうど4個収まるスペース)
② 俗な言い方ではあるが、電気の入りがいいこと。(低い充電電圧でもぐんぐん充電ができ、満充電に必要な充電電圧が低いこと)
③ サイクル寿命が大きいこと。(充放電の回数が多くなっても容量の減少が少ない)
④ 単体の容量が大きいこと。(並列接続は避けたい)
⑤ 充電ガスの発生がない。
⑥ 価格が低い。

 というような優先順位になる。セカンドシートの前側に追加のバッテリーBOXをつけたので、当面は①の条件を満足しなくてもいいが、最終的には既存の電装BOXにきちんと収まるようにしたいものだ。




☆彡 リチウムイオン電池がいいのではないか

 そういうことで考えると、Powersonic PS-121000を4個ということになる。今まではそれでは電力不足になっていたわけだが、ソーラーを入れたから何とかなるのか? でも雨天・曇天が2~3日続いたらやはりアイドリング充電に追われることになるのかなど、色々考えた末に4個のPowersonicのうち1組2個をリチウムイオンバッテリーにすることを思いついた。

 リチウムイオン電池は直列接続はできないそうなので、24Vのものという条件になるとこれしかない。
蓄電システムさんのリン酸鉄リチウムイオンバッテリー 24V80Ah lifepo4 という製品だ。


☆彡 購入したリチウムイオン電池







 80AHのうち90%まで放電できるという事なので、100AHのディープサイクルバッテリーを70%まで放電する場合と同等になる。このリチウムイオン電池を90%まで放電した際(なのかな?)のサイクル寿命は2000回(容量維持率70%以上)と言っている。一方Powersonic PS-121000の場合はサイクル寿命の特性グラフを補間して読み取ると、70%まで放電すると300回程度(容量維持率70%)ということのようだ。寿命6倍以上ということになる。
 価格については 24V80Ah lifepo4は現在は27.6万円で Powersonic PS-121000は2個で6.9万円。購入価格は4倍ということだ。これなら寿命を考えて迷わずリチウムイオンに軍配が上がる。だがこれから先10年以上もキャンカーで旅ができるかということが問題だ。6年でキャンピングカーを降りるなら経済的にはマイナスになる。


☆彡 リチウムイオン電池への期待

 そういう経済的比較を別にしてもリチウムイオン電池は何といっても電気の入りがいい。最大で1Cの充電が可能で電流・電圧を制限しないとこれ以上の充電電流が流れてバッテリーが損傷するほどだ。期待しているのはソーラー発電ができない日にアイドリング充電や走行充電をするが、オルタネータが落ち着いた時点での27.6Vでもぐんぐん充電してくれることだ。これがうまくできればソーラーで発電できない日も補充電の負担が大幅に減少する。それが安全にできるような接続方法を検討しなけれなならない。

 また放電電流も最大1Cなので80AHのリチウムイオンバッテリーは80Aまで使える。そのため電子レンジも問題なく使えるが、6分間で4AHも消費するのでできるだけオルタネータ併用のほうがよさそうだ。


☆彡 走行充電、アイドリング充電のための回路をどうするか

 リチウムイオン電池はソーラー発電用の電池としては実績が多数あり、ほとんどチャージコントラーラーに任せておけばいい。固定式の場合は商用電源もあるので充電器で充電することができる。一方でキャンピングカーの場合は走行充電をどのように行うかということが重要になる。リチウムイオン電池の特性を生かして急速充電したいという期待は大きい。しかし、オルタネータでリチウムイオン電池を充電することに関しては、役に立つ技術的な資料がない。わずかにオンリースタイルのリチウムイオンバッテリーとSBC-002Aを組み合わせてうまくいきますよというPRがあり、セット販売がある程度だ。  
 他に気になっていたのはKULOSのシステムだがこれは一体型での販売で、なにやら難しいことをしてシステムを作ったような言い方だ。要するに素人は手を出さずにシステムの完成品を買えと言わんばかり。

 どうも走行充電の際に充電のコントロールをどうするのかが難しいようだ。最初は充電電流が大きくならないように、手持ちのニューエラのサブバッテリーチャージャーSBC-001Bを使って走行充電の電流を30Aに制限することから始めてみた。

☆彡 サブバッテリーチャージャーSBC-001Bを組み込んだ

 このリチウムイオン電池をSUB2として組み込んで、 ソーラーとオルタネータの切り替えシステムを構築 した。オルタネータからの充電はSBC-001Bを通しておけば30Aを超えることはない。これでまさに意気揚々として2月になって鹿児島方面に出かけて行った。


☆彡 SBC-001Bを実際に使ってみたら

 このたびでは晴天に恵まれ、電力危機ということはなかったが、期待していたほどにはソーラーの充電がないという印象だった。(後日、原因がわかった)そしてアイドリング充電ではオルタネータからSUB2(リチウムイオン電池)への充電はほんの少し。30Aの限界まで電流が流れるかと期待した電子レンジ使用時の電流も15Aもいかなかった。
 この電子レンジの利用に当たって、何しろリチウムイオン電池の性能が良すぎた。
 どういうことかというと、リチウムイオン電池から40Aの電流が流出しているのに電圧降下が少なくて、オルタネータの電圧マイナス0.6~0.7Vまでしか下がっていないのだ。もちろん電子レンジを使ったのは夕刻で、リチウムイオン電池はかなり充電されていたということはある。しかしこれは逆に言えばSBC-001Bの電圧降下が0.4-0.7Vと大きいために、SUB2の電圧がある程度あればオルタネータからの電流は流れないということで、電気の理論通りの当たり前の結果になった。

 この結果から行くとSBC-001Bを使ってリチウムイオン電池を急速に充電することは難しそうだ。うまくいっていればSBC-001Bをもう一台並列に入れて、60Aまで流せる構成にしてもよいと考えていたがこれではだめだ。

 仕方がないSBC-001Bに代わる接続システムを考えよう。


☆彡 ソーラー充電の切り替えをしたいが切り替えリレーは失敗だった

 もう一つ、 ソーラーからSUB1とSUB2への切り替えリレーの接点抵抗の問題がある。こちらはとりあえずSUB1への充電をあきらめて、SUB2直結にして東京に出かけて行ったが、これではソーラーの能力を最大限生かした充電システムになっていない。

 本日もまた書ききれなかった。 その 3に続けよう。


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