車載用ポータブル電源(リン酸鉄リチュウム)の製作。'22/3/9追記(煙が)DC1２V電圧を下げる。

※3/9　追記の(DC12V電圧を下げる)は、中央部分　-- 2021/12/2 追記　1000Wインバータの破損　---の前に追記させて頂きました。
※2022/2/17追記の(煙が)は、中央部分　-- 2021/12/2 追記　1000Wインバータの破損　---の後に追記させて頂きました。
※12/19追記の(充電)は、中央部分　-- 2021/12/2 追記　1000Wインバータの破損　---の前に追記させて頂きました。
--　2021/12 搭載　-----------------------------------------
先月、現在加盟している趣味関係SNSの車中泊コミニュテイでスマートリン酸鉄リチュウムリチュウム蓄電池についての投稿を拝見。
現在、電気自動車用バッテリーとして使われており、他のリチュウムイオンに比べて安全で有り、急速充電が可能。
ただ、重量が1.5倍有るようですが、鉛バッテリーに比べて1/3のようです。
　今、私が車中泊用に使っているﾊﾞｯﾃﾘｰは１０年前に購入したポータブル電源(鉛20Ah)と
N-VANの中古バッテリー(同じ容量)サブに使っています。
これ以上の容量(105Ah)は、バッテリーだけで40Kgを超えるので(人１人分になる。)あきらめていました。
そうした中、メルカリで、
　６Aｈのリン酸鉄リチュウムバッテリーが、4000円で。
この種類のバッテリーはどんなものか全く経験が無かったので、色々遊ばしてもらおうとポチリました。
(現物が届いてからわかったことですが、この６Ahのバッテリーには保護回路は付いてないようです。)
　　　　　　　　詳細は下<< 2021/11/2 搭載　リン酸鉄リチュウムバッテリーをお試し購入　>>

海の物か・山の物か全くわかりませんでした。(と言うより、書いている事が本当かどうか、私としては信用できませんでした。)
調べている間に、リン酸鉄イオンバッテリーのセル開発メーカーが有り、
それを組み合わせて、鉛バッテリーの代替として、セルと安全回路等を組み合わせて製品化しているメーカーが有るようです。
最近まで、セルと安全装置等を個人で組み立てもしていたようです。
この組立メーカー間では保護回路は勿論、バッテリーの長寿命化、操作保護、セルの状態確認(スマート化)などで競い合っているようです。
例えば、リン酸鉄は氷点下に成ると充電が出来なく成るそうですが、(放電はOK。)
今、RENOGYのバッテリーを見るとヒート機能を付けて充電できるようになっていました。
ただ、価格は100Ahで１０万円を超えています。(他社のほぼ倍です。)
<<これ、先月11月の話、旧製品は１万円ほど値下がりしています。>>

先週、メルカリを見ていると、このRENOGYのリン酸鉄バッテリーの充電器(20A)(￥17000-)が、１万円で出ていました。
過去の履歴を見るとこのタイプは殆ど出ていません。
「まだ早い。」バッテリーに依っては5000円ほど高く成りますが、充電器(10A)が付属しています。
迷いましたが、ポチってしまいました。
　充電効率が93%でかなり良いのも動かされた理由です。

これで、リン酸鉄イオンバッテリーのポータブル電源製作がGOが決定です。
置き場所は、
　　ここ、サブバッテリーと旧のポータブル電源(黄色)の置き場所です。
ここの置き場所は、幅59cm・奥行き15cm・高さ38cm。中央45cmのみ奥行きが18.7cm有ります。
100Ahの低価格のバッテリーでは、33✖18✖19cmぐらいの物と22✖19✖17cm程度が主に。
これで上限、100Ahの容量に決めました。　取扱面で重量が11Kgで押さえたかった事も有ります。
ほぼ、22✖19✖17cm程度の充電器無しのタイプに決めていましたが、
念の為に、調べてみると。
出てきました。26✖17✖21cm。で￥44600-のモニター価格に成っています。
セルのサイズから
このタイプは100Ahのセルが４個直列接続(4S1P)で横に立てて並べているようで。
33cmのタイプは50Ahのセルを２個並列にして４個直列(4S2P)にしているよう。
　　しかもBluetooth仕様も。
RENOGYに近い。スマート仕様です。
その他のデータも結構しっかり公開しています。
「エイや」でポチリました。
４日ほどで届きましたが、確認をした範囲ではまず間違いありません。
同時にインバータを選択。1500Wにしたかったのですが、長さが合いません。
　1000Wにしました。
24✖11✖6cmで、サイズ的にぴったりです。価格的にも１万円ほどで最安。
<
しかしです。　先週、電源を組立後にテストを実施。
IH調理器で977W負荷をかけてテータを取っている最中(1～2分後)にヒューズが切れてアウト。保護回路が働いていない。
出力用のトランジスターが壊れたようでヒューズを入れ替えても飛んでしまいます。
製造不良か設計が甘いのか。
ただ、他のインバータでは寸法的に合わないのでそのままこのタイプを使います。>>
　　　　　　詳細は下<<2021/12/2 追記　インバータの故障　>>

　後、バッテリーダイレクト(12V用)にシュガソケット。(￥900-)
　バッテリーの日常管理用にメーター(￥1280-)
メータは電流計機能の付いたものと迷いました(￥3000-程度UP)が、スマホで確認が出来るのでシンプルな物にしました。

これで、仕様は確定。
サイズ、　260✖170✖280mm、約13Kg
容量　　　100Ah、1280Wh
AC100V　瞬間(0.1sec程度)最大　　2000W
　　　　　短時間(30sec程度)定格　1000W
　　　　　連続定格(感触)　　　　600W程度
その他出力　12Vｼｭｶﾞｰｿｹｯﾄ　２個
　　　　　　USB ２✙ 2個
充電はAC100Vから、20A、５時間程度で80%充電を心掛ける。
バッテリー寿命　　5000サイクル

次に組立です。
　　　
移動は、有り合わせのベルトでショルダー形式に。
バッテリーとインバータの配線は当初付属の7sq線を使用していましたが、1000W付近に成ると100Aに達してアウト。
シリコンケーブル6AWG（14sq相当）耐熱200℃最大電流300A、3200本／0.08mm素線。赤10cm、黒22cm。10cm単位売。
圧着は14sq圧着端子で圧着機能(5.5sqmax)ペンチなので、機械的にはペンチで、電気的には半田仕上げ。
充電(クリップ)用としてバッテリー端子に8sq裸端子を取付。
シュガーソケットの電源線は0.5sqから1.25sqに取換え、有り合わせのシーソースイッチを取付。
バッテリーに電源(出力)スイッチが付いていないので、負荷側で切るしかない。
インバーターは電源を供給すると発光ダイオードが点灯するが、電流は1mA程度なので無視。
ただ、今回の故障のようにインバータの出力トランジスターが壊れるとバッテリーはショート状態になる。
この場合はインバータのヒューズ50A✖３個(150A)が飛ぶが、40Aに替えたい所。現在はそのまま。

組立完了(故障復帰)後に簡単な測定を実施しました。
　コンセント部に簡易的なワットメータを差し込み、負荷はIH調理器で出力を調整。
バッテリーの出力はスマホアプリで確認しました。
結果　ワットメータ　370W時、12.9V、32.9Aで効率87%。同じく493W時、12.7V、45.4A、86.8%。
　　　　　　　　　　538W時、12.7V、50.3A、84.3%。659W時、12.6V、64.2A、81.7%。
この辺は、私には詳しくは解りません。
おそらく、インバータには負荷の電源投入直後の突入電流・起動電流・定常時の力率などと入力電圧が絡んでいると思います。
ただ、入力線を7sqから14sqに替えた事で、65Aですが線の発熱は全くきになりませんでした。
65A流れた時の配線の電圧降下は赤・黒で0.02V・1W弱でした。
ここが細い、或いは長い線だと突入・起動電流が流れた時、この数倍の電圧が下がり、
インバータは出力を保とうとして更に電流が増えるように思います。
おそらく、このインバータの入力端子の定格電流も多くて50A程度だと思います。
(調べて見ましたがデータが見当たらず、ネジ軽8mｍの物が50Aでした。)
機会を見て、締め付けをボルトに替えようと考えています。
ただ、他社の商品を見てもカタログ上ですが「似たり寄ったり」でした。
しっかりした物は、サイズ的に大きく成り、それなりの価格に成っています。

容量は100Ahなので大容量の電気製品を使用しない限り、2～３泊程度は充電しないで行ける(と言うより、行く。)つもりです。
その方が、充電回数が減るので寿命的ににも良さそうに思います。
　　今日、投稿前に電源関係を定位置に設置。
思い付きでIH調理器を隣に出しばなし。奥には鍋が有るので、休憩時には直ぐに温めが出来ます。
6Aｈのバッテリー(照明専用の予定です。)の配置が少しおかしいですが、今回、ソーラー(12W２枚)も如何するか様子を見てからです。

-- 2021/12/19 追記　充電　-----------------------------
100Ahバッテリーの残量が測定などの為に50%に成っていたので、今日(12/19)充電をしました。
　充電は、バッテリーユニットを室内に持ち込んで、20Aの充電器で直接バッテリーの電極を挟んで充電。
残量が50%なので細かい事は考えずに50Ahを充電するのに50Ah／20A⇒2.5時間の予定です。
朝9:10に充電をスタート。(3℃、13.768V、20.8Aでスタート。)
11:30にバッテリーは100%に到達。(最後、17℃、13.870、19.7Aで終了。)
時間はだいたい計算通りですが、充電はまだ定電流領域です。
セルの電圧も3.455・3.461・3.472・3.483Vでバランスも良さそうなので、これで充電は終了にしました。
私の感覚ですが80～85%程度の充電に成っていると思います。

-- 2021/12/2 追記　1000Wインバータの破損　------------------------------
　１回目組立後に測定を兼ねて試運転を実施。
負荷はIH調理器で500W設定でスタートしました。問題なし。
この時のバッテリーとインバータの配線は容量不足はわかっていましたが、耐熱線なので合えて付属のクリップ線(7sq)を使用。
案の定、800W付近でかなり熱く成りましたが、思い切って900W(ﾜｯﾄﾒｰﾀｰでは977W)に。
やっぱりダメのようなので電源を切ろうとした時(１～2分後)にインバータ内部で発光(ヒューズ切れ)して電源が落ちました。
この時の、バッテリー側の電圧は12.5V、電流103Aでした。
インバータの定格出力が1000Wなので、行けないとダメなはずです。
たとえダメでも保護回路が働かないとダメです。
　中を開けて見ました。
電源側の配線が3.5sqの２重配線。100A/２本の電流が流れるので定格ギリギリで70～80℃ぐらいまで温度が上がっていたはずです。
しかも、その横に破壊したと思われる出力トランジスタの放熱板が有ります。
見た感じでは、600～700Wクラスの設計です。
上記、完了後の測定時、触ったときの感触ですが、530W出力でケース温度の最も高い所で45～50℃程度。
658W出力で55～60℃程度。
このぐらいが、連続定格の限界だと思います。
入力端子も定格40A程度でしょう。(6mmのネジなので)
売らんが為の1000W定格出力のようです。
と言う事で、この商品は「永久保証」とか。
実質は１年経過後は中国へ送ってほしいと言う事なので、「１年保証」に成りますが。
交換してもらいました。
マニュアル化されていて、対応は早かったです。
最終的には、「この製品は３００ｗくらいの電化製品（モーター付き）と連接することがおすすめですが、」
との事です。
販売競争がかなり熾烈なようです。
この商品の価格は500～700Wクラスですから仕方無いのでしょう。
次に壊れた段階で、インバータは取り換えます。
ちなみに、この前購入したポータブル電源(518Wh)では定格出力500Wで600Wを越えても
30秒程度はOKでしばらくしてから保護回路が働きます。
もう一つ問題が有りました。
このインバータの出力電圧は120Vです。
ワットメータを使っていると上部が発熱して樹脂が変形しました。
108Vに調整して発熱しなくなりましたが、日本仕様ではないです。

- 2022/2/17 追記　煙が　------------------------------
先週2/12安曇川への移動中に車の後ろから焦げた臭いがしてきました。
ビックリしてバックミラーを見ると電源辺りから白い物が。
急遽、車を止めて確認です。
　　結果は、バッテリーからシガーソケット(赤丸)を通してテレビ(緑丸)への配線の被覆が溶けていました。
取り合えず、焦げた配線を取り外し、３個のバッテリーはそれぞれ別々の位置に移動させてから安曇川へ。
後から調べてみると、シガーソケットから途中２か所電源プラグ付きの延長戦で接続。
中間線の被覆が完全に焦げていました。(上写真上部)
下部分の配線は照明用に以前使っていた物を丸めてしまい込んでいたものでここの被覆も溶解。
中途半端でそのまま置いていた事と、配線が0.3m㎡(最大電流3A程度)と細いので、
これが原因かと調べて見ましたが決定打はなし。
取り合えず、配線を太くして復帰をさせました。
何となくスッキリしない状態で、一昨日2/15もう一度調べると、テレビの電源が入りません。
テレビを分解して見ると、
　電源部分が焼けていました。
そこで気に成ったのが、電源電圧。
テレビの電源は定格12V。
今回、リン酸鉄リチュウムに替えて13Vチョット。充電途中に電源を入れると14Vを越えます。
焼けている部分は電源回路の入力部分の抵抗らしき部品。
テレビ本体は１０年前に１万円チョットで購入した中華製の安価品です。
１５V程度までは耐電圧は欲しいのですが仕方が有りません。
そこで思うのが
　シュガーソケットの手前に電圧を下げる必要が有るのでは。
今日、電源装置を手配しました。　1000円弱です。
更にもう一つ。
基板の焼けた部分の下に通気口が有ります。
テレビを箱に収納して使用していたので、通気(放熱)を悪くしていた事もあると思います。
幾つかの要因が重なっての発煙のようです。

-- 2022/03/09 追記　DC12V電圧安定化　------------------------------
　テレビの通気口の下の位置に通気用穴を開けました。

　市販ポータブル電源のシュガーソケットの電圧を計って見ると、13.4V。　
どうも、バッテリーの電圧がそのままのようです。
ただ、そのままでしたら充電時には充電電圧(14.4～14.6V)が掛かります。
これに繋ぐ電気製品はこの電圧に耐えなければいけないのですが。
保証は有りません。
ちなみに、N-VANの充電電圧は(実測で)14.2Vです。
　電源装置が入って来たので、これを組み込んで11.5V程度にしておこうと考えていたのですが。
単純にしたく成り、気が替わりました。
　１０Aクラスの整流ﾀﾞｲｵｰﾄﾞで、電圧を落とす事に。
ﾀﾞｲｵｰﾄﾞの電圧はほぼ0.6Vですから12Vに対しての効率は９５%程度。
電圧はピタッと一定にはなりませんがほぼ鉛バッテリー程度の電圧に成ります。
電流を稼ぐためにﾀﾞｲﾜｰﾄﾞ２つを並列接続にして、電流バランス用に0.1Ωの抵抗をﾀﾞｲｵｰﾄﾞに直列接続。
ガラス管ヒューズを挿入しました。

-- 2021/11/2 搭載　リン酸鉄リチュウムバッテリーをお試し購入　------------------------------
　今、N-VANには、１０年前に購入したポータブル電源を乗せています。
そろそろ、次のステップではないかと、先月にポータブル電源を購入しましたが、なかなか直ぐには処分が出来ません。
内部のバッテリーを昨年入れ替えた所なのです。
奥に有るサブバッテリーは昨年、N-VANに付いていたバッテリーを使用。
そして最近、リン酸鉄リチュウムバッテリーがバッテリーセルと安全回路が一緒に成って使いやすくなっているようです。

先週、メルカリを見ていると、リン酸鉄リチュウムバッテリー(12V、6Ah )が4000円で。
　ポチりました。
私自身、リン酸鉄リチュウムバッテリーの使用経験が有りません。
使用目的は有りませんでしたが、ポチってから「何に使えるかな。」です。
　取り合えず、USB付の２連のシガーソケットを購入。
　まず、ソケット部分を外して、バッテリーに接続。
USB部分に電源が入ったままに成るので、有り合わせのスイッチを接続。
ビニールテープで貼り付けました。
充電は、外したソケットを挿入して、テスト用の電源装置で充電します。
充電については、他の方が投稿されていますが、自分でも試してみます。
　取り合えず、照明関係を繋いでみました。
これ専用の電源にします。