リチウムバッテリー検証用ユニット構築開始

2021-02-18 2021-02-25

とっぷあうと

「時代はリン酸鉄リチウムイオンバッテリー」という安易な発想の元に構築を開始（笑）現在のエボリューションユニットに間借りする形で検証しつつちょっと性能向上目指して考えてみます。

前回の投稿でも書いたように検証ユニットは現在のエボリューションユニットにできるだけ影響を与えないように考えます。飛び抜けて消費電力の大きい（使用時間が長くQOLに直結する）部分への対策として検討します。

となるとやはりエアコンの消費電力が一番のQOL対策ではないかと思いますので、エアコンへの100V回路に検証ユニットの100V出力を噛ませる形にできるように的を絞って対策をすることにしてみます。検証ユニットが100Vを出力したら既存の100V回路から自動切り替えをする様な仕組みがいいかと思います。

ちょっと希望をまとめてみるとこんな感じ

希望する動作

検証ユニットが稼働したら自動的にエアコンへの100V供給が切り替わる
外部AC100VがONの場合
- 検証ユニットからのインバータ100V供給はONに出来ない
- エンジンON-OFFに関係なく
  - AC充電器により充電開始
  - DC充電器は停止
外部AC100VがOFFの場合
- 検証ユニットからのインバータ100V供給はONに出来る（満充電を続けるとバッテリーを傷めるようなのでON-OFF制御できるようにする）
- AC充電器は停止
- エンジンONの場合
  - DC充電器により充電開始

な感じでしょうか。

この動作を制御するユニットを試作します。とりあえず現状のエボリューションユニットから必要な信号はもらうとして、肝心の制御部分は別途用意しないと難しいので新たに作ります。後で変更などもできるようにユニット化しておきましょう。

で、こんな感じでできました（笑）
端子一杯（笑）これでもまだ端子足りない～、見えてる以外に充電器制御用の線がまだ結構出るけど端子にするスペースが(^^;　まぁ検証ユニットと言うことでそこは目をつぶっておきましょう（笑）

エボリューションユニットの機器構成をなんとなくまねてみた（笑）

あ、この回路ACの回路も入ってますので第二種電気工事士の資格は必要だと思われますのでご注意くださいませ。

それにしてもこの手の回路、DCとAC混在で机上の確認を何度もした上で、組上げてからも何度もテスターで確認。最終試験回路に組み込んで実際に導通させるときはドキドキもの（苦笑）悲しいけどサンデー電気工事士のサガですね（笑）

一応制御回路はできた感じですので、あとはこれと必要なユニットをつないで行きます。

つないで行くものはこれ。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー

RENOGY リン酸鉄リチウムイオンバッテリー 100AH 12V

SKU: RNG-BATT-LFP-12-100-JP
BMS（バッテリーマネジメントシステム）をバッテリーに内蔵したタイプです。
最大放電電流:100A
推奨充電電流:50A（本当は100Aのがあればいいんですけど）

安価な中華製LiFePO4（リン酸鉄リチウムイオンバッテリー）に外付けBMSの構成も検討したのですが、最終的な価格的な差が少しだけでしたので、信頼性・安全性の面も考慮してこちらのチョイスとなりました。安価にしたせいで安全性を損なうのは嫌ですからね。

正弦波インバータ

正弦波インバーター1500W

中華製の正弦波インバーター。各国向けに様々な仕様があるようですが、日本向け仕様であれば50Hzと60Hzの切り替えができます。
一応遠隔コントロール用のユニット付き。これも費用対効果でチョイス。一応YouTUBEで疑似正弦波で無いことを確認（笑）
これにちょっと手を加えて外部から制御できるようにします。都合よく外部コントローラーが付属しているので、この部分に手を入れていく予定です。

DC充電器

RENOGY DC-DC 走行充電器 12V 40A

RNG-DCC1212-40-JP
定格充電電流: 40A
AGM、補水式、ゲル、リチウム電池対応
過電圧、過温度、逆極性などの保護機能付き
バッテリー隔離機能付き
昇圧機能付き

バッテリーの推奨充電電流:50Aを超えない範囲でチョイス。外部から充電ON-OFF制御か可能です。また充電電流を半分の25Aにする制御も外部から可能です。ベースのエボリューションシステムの充電器１台切り替えスイッチみたいなもの（笑）エボリューションシステム使用時にACブレーカーが上がる場合の利用を想定。