リチウムバッテリーのセルバランスを簡単に取る

 

今朝はまずは、毎朝読んでいる他の方のブログから引用。　

「 顔立ちと顔つきは違う、顔だちは生まれつきのもの、顔つきは

後天的なもので自分で作っていくとも言われている、齢を重ね

て経験の重みや他人を受容する気持ちなど自分に対する確信が

顔に現れてくるのかもしれない、精神的に充実して張りのある

日々を送っている人は生き生きとして魅力的なものである。」

ボクも毎日一生懸命に遊ぶ努力をして、ある程度精神的に充実している感はあるけれど、

とても生き生きとして魅力的には見えなさそう。

鏡を覗いて見てみても、とてもそんなふうに見えないなと自分自身に納得。　

それでも毎日頑張って遊んでいます。　ハィ　　

今日はちょっとこむづかしい話なので、興味のない方は上の画像をクリックしてまた明日お越し下さい。　

 

 

今回はリン酸鉄リチウムバツテリーのセルバランスを少し簡単に取る方法について。　

セルバランスが大きく狂うと、バッテリーの充電容量そのものが少なくなる。　

リチウムバッテリーのセルバランスが狂うかどうかは、BMSの性能によるところが大きいが比較的に狂いやすい。

セルバランスが崩れたまま充電すると、満充電近くで特定のセルが電圧暴走してBMSのセルの上限電圧を越える。

上限電圧を越えるとBMSが入力側を遮断してしまう。

これは生セルを使って自作した場合でもメーカー製のものでも同じで、ここにBMSの優劣が顕著に表れる。

メーカー製はセルの電圧も表示されないし、入力側のBMSが遮断してもそれも表示されないので普通は気付かない。

 

 

 

下の画像はJBDのBMSの内容をスマホに表示させたものだが、セルバランスが取れてない状態で、

満充電しようとして、No2セルが電圧暴走してリミット値の3.65Vを越えたのでBMSの入力側が遮断した。

遮断して少し時間が経っているのでNo2セルは3.65Ｖから3.579Vに下がっている。

復帰電圧 (BMSの入力側が遮断してから解除する電圧)　はここには表れてないが3.500Vに設定している。

充電しようとしてもBMSが充電側を遮断しているので充電できない状態になっている。

ただし、バッテリーから放電は問題ない。

 

 

セルバランスの取り方を大きく三つ

①　一般的な方法としては、全部のセルを並列にして3.65Vの電圧を掛けてすべてのセルが3.6V以上になるまで放置する。

②　セルごとに個別の電源(3.65V)を用意して一つのセルに対して一つの電源で3.6V以上になるまで充電する。(プロのやり方)
　　セルが4個あれば4個の電源を用意する。

③　セルは組んだままで充電するが、電圧暴走するセルに抵抗を抱かせて電力を消費する。(面倒くさがりのアマチュア向き)
　　言い方を変えれば手動のバランサーである。

 

今回は③について簡単にやり方を説明。

その前にBMSのバッテリー電圧の上限を14.4Vに設定し、セルの上限電圧は3.65Vとする。

充電はセルバランスが崩れるまではAC充電でも走行充電でも構わないが、セルバランスが崩れだしたら充電電流を絞れるほうがいい。

絞れなければソーラー充電等で電流が少ないほうがコントロールしやすい。

 

以上の設定で14.4V掛けて充電すると、この例では13.6Vを越えてからNo1セルが電圧暴走を始めた。

BMSはバランスを保とうとしているが、BMSのバランス電流が小さいので電圧が3.629Vまで上がった。

 

 

バランスが取れないセルに対して、1オーム　100Ｗの抵抗をセルのプラスとマイナスに接続して電力を食わせてやる。

I=E/R でこの抵抗一つで 3.5A程度消費される。

 

 

抵抗が一つで足りなければ2個つなげば7Ａ消費される。

一つの抵抗で12Wくらい連続して発熱するので、ここはケチらずに大き目な抵抗のほうがいい。

抵抗はアマゾンで１オーム　100Wのメタルクラッド抵抗が2本で1,500円くらいである。

 

 

 

セルバランスが少し崩れたままで構わないので何とかBMSが遮断しない状態にする。

BMSが遮断しないで、充電電流がゼロになるのを確認したらそのまま放置する。

数日間そのままソーラー充電で満充電にすればセルバランスは完全に揃う。

上のリチウムにはバランサーを取付けている。

市販のBMS単体ではバランス電流はわずかにしか取れないので別で購入して付けた方が良い。

バランサーは色々あるがアリエクで売られている赤丸のタイプが比較的に電流が多く取れる。

セル電圧が3.5Vで他のセルとの電圧差が100mV程度あけば1A程度のバランス電流が流れる。

 

 

満充電のままで放置すると全てのセルの電圧がだんだんそろってくる。

 

 

セルバランスを取るときの注意事項。

①　バッテリーを充放電しないとき(12Vバッテリーの場合13.3V以下)のセル電圧のバラツキは10mV以下か。
　　これが大きく違う場合はセルバランスを取る前に、接続するバスバーの接触不良の可能性があるのでそちらを先に。
　　上のような大型のセルのボルトを締めこむ場合はボルト山や、バスバーの接触部分にグリスを薄くぬるといい。
　　(グリスは導電グリスがいいが、いい物は高価なので普通のシャシーグリスでOK)

②　BMSのバッテリー電圧の上限は14.4V、セルの上限は3.65Vとする。
　　セルを高い電圧で保持すると、鉛バッテリーのイコライゼーションと同じような働きがある。

 

今回は電圧が高いセルに抵抗を抱かせたが、同じバッテリー内でセル電圧が低いものがある場合は、
そのセルだけに電源で3.65Vの電圧を掛けて充電してもいい。　

 

 

 

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