CREA、Evolution(鉛)のリチウム化対応概要(2022/09/26Update)

DIYを実践される方へお願い

当記事の内容はすべて自己責任において実施されている内容です。記事の内容を元に改造を行った場合に発生しうるいかなる責任も当方には発生いたしませんことご理解ご了承ください。

記事を元に改造を行った結果不具合が発生した場合、車両販売元のナッツでの保証が受けられなくなる場合があることをご理解ご了承ください。あわせて当HPの快適化内容はナッツでの改造として受け付けられているものではありません。ナッツでの安全保障確認ができているものではありませんので、記事内容の改造快適化をナッツにご依頼することはおやめくださいますようお願いいたします。

また同様に改造を行った結果、以下に挙げる内容が発生する可能性があります。 
 ・ベース車両メーカーでの保証が受けられなくなる等
 ・事故発生時に任意保険の補償を受けられなくなる等

すべて自己責任であることをご理解ご了承の上お楽しみいただければ幸いです。

快適化の準備作業と快適化お出かけが多くなってきて久しく更新が出来て居ませんでした(^^;

Evolution鉛300Aに乗っている自分としては、HyperEvolutionリチウム400Aが羨ましくて仕方が無く、ナッツでのリチウム換装のお値段に半分あきらめていました。しかしいつかは自分でも何とかしたいという希望を抱きながら、ちょこちょこと自己研究を進めていたところ、人柱になっていただける漢の方々が現れてくれました(^^ゞ

その漢の方々と共にCREAのEvolution(鉛)300Aシステムをリチウム対応させるシステムに着手してから1年以上が経過し、いろいろな意味で安定してきました。おかげさまで希望される方には自己責任という扱いではありますが、多くのCREA Evolution車輌をリチウム対応させていただきました。

現在までに換装させていただいすべての車輌は、鉛300Aからリチウム600Aへの換装となっています。

現在のリチウム化最大仕様

項目仕様
バッテリー容量600A(100A×6) 7,200W
バッテリー種別リン酸鉄リチウムイオン LiFePO4 寒冷時ヒート機能付き
走向充電max120A ※理論値
アイドリング時はmax80A前後、エンジン回転数2,000rpmでmax100A前後
外部AC充電max45A ※理論値
インバーター充電モード x1mode:max22.5A x2mode:max45A
氷点下時充電バッテリーヒート機能により充電時に加温

真夏も何とかクリアして、北海道の長期旅行(約3週間)も無事クリアしています。
一番のサイクルテストは、ほぼ毎日のお仕事に利用しており、終日サブバッテリーによるエアコン運転でバッテリーを消費し、夜間にフックアップ充電、足りない分は朝の走向充電、これを1年間ほど繰り返して来ています。システム全体として特に大きな問題もなくクリアできてるのは安心感がだいぶ違いますね(^^ゞ

ここまで来られたのもひとえに人柱として協力いただきましたN氏とT氏、また多くのお仲間の皆さんのおかげです。皆さんありがとうございました。

まだまだ改修点はあるかと思いますが、鉛300Aからリチウム600AとQOLが大きく向上する事でキャンカーライフもより楽しく快適になると思います。

今回はナッツ製CREA Evolution車輌をどうリチウム対応させているか概要を書いてみたいと思います。


Evolutionシステムの概要はこんな感じです。ホントに概要なので細かいところは突っ込みナシでお願いします(笑)

Evolutionユニットが様々な制御をおこなっています。

これをリチウム対応するにあたり以下の点に注意をして拡張をおこないました。

  • リチウムバッテリーのBMSだけに頼らないより安全な充電制御
  • 走向充電で可能な限り大電流での充電を目指す
  • エアコン(インバーター)併用でもエアコンを停止させないで走向充電を継続的に可能にする
  • メインバッテリーを消費しない運用となるようにする
  • 熱ダレによる充電停止を極力避ける(廃熱換気はオプション、笑)

純正のEvolutionユニットでさえインバーター充電モードやエアコン併用時は、セカンドシート下の各機器の廃熱により動作停止したりすることは多かったので、出来る限り安定した運用が出来ることを目指しました。

まぁ最終的には低発熱の走行充電器が出てきたおかげでかなり解決したわけですがf(^^;) ポリポリ

Evolutionユニット自身は走向充電時、インバーターのみ利用時やインバーター充電モード時で内部接続回路を制御したりしていてまぁまぁ芸が細かいんです(笑)出来ればそれらの機能を生かしつつさらに快適なリチウム化を出来ればと思い今に至ります。

で、リチウム化に何とかこぎ着けた概要図はこちら。
薄黄色く塗られた部分が追加した部分です。

これだけ見ると自分でもなんだこれだけか~って思ってしまいますねf(^^;) ポリポリ
でもこれで結構いろいろ考えたんですよね~(笑)

出来るかぎり既存のシステムに手を加えない様に機能を追加する形で実現しています。

理由としては障害発生時の切り分けを簡単にする目的があります。

Evolutionシステム自体かなりややこしいので、障害が発生した場合は切り分けにとても時間が掛かります。分かっている人ならポイントで追っかけられるのですが、初見ではかなり面倒なシステムです。

仮に換装後の障害時に万が一ナッツに見てもらうことが出来たとした場合、既存の回路部分に手が入っていなければ比較的障害を見つけやすいと考えました。(勝手に改造してある車輌は見てもらえない可能性は高いですが(苦笑))

まぁいっそのことEvolutionシステムを全部取っ払って一から組み直すというのも1つの方法だとは思うのですが、Evolutionシステムは結構考えられているシステムなので利用した方がメリットあるかなとも思った次第です(笑)


安全性を確保するにあたり、基本は以下の点を守ります

  • 氷点下での充電をおこなわないような仕組みとする
    バッテリー側のヒート機能にて対応。
    バッテリーは室内にあるので氷点下にはならないという考え方もありますが、絶対はありません。安全第一を考えるのが楽しいキャンカーライフの基本であると考えていますので、自分としてはここは必須項目としています。
  • 充電制御をバッテリーのBMSに頼らない(外部充電器を利用し充電を制御)

この2点は必ず守ります。

いろいろな考え方があると思うのでこれが正解だ!という事はありませんが、オルタネーターからの出力を直接バッテリーに繋ぐようなことはしないようにしています。

ちなみにオルタネーターの出力は15V近くまで上がることもあります。オルタネーターからの出力を直接サブバッテリーに繋いだ場合でも、バッテリーのBMSによって高電圧時の充電停止などはおこなわれると思います。

ただしバッテリーのBMSが何らかの障害を起こした際に高電圧を制御できなかった場合、最悪の場合出火の可能性も否定できません。出来ることなら外部の充電器によって充電制御をおこなう事でバッテリーのBMSを最終安全装置として考えています。


で、できあがったシステムがこちら(一例)

リチウムイオンバッテリー換装後(600A仕様)の一例

セカンドシートに300A、サードシートに300A、合計600Aのシステムです。

特筆すべき点は走向充電時に100AOverでの充電が可能である点です。
ただしベース車輌はKDY系でアイドリングでは条件にもよりますがmax80A程度、高速巡航時などでエンジン回転数が2,000回転程度であれば条件によりmax100A程度での充電が可能です。

確認できた最高記録は119Aです(驚)
KDY系カムロードのオルタネーター出力仕様が130Aと考えると約90%もの電力を充電に回している状況はちょっと驚きです。

GDY系では充電制御の関係でもう少し控えめになる可能性があります。

走向充電で110AOver!!

バッテリー周辺の配線が沢山あるのは配線抵抗による循環電流を出来るだけ抑制するために均等配線としているためです。この辺りの循環電流への考え方もいろいろあるのですが、自分の場合はわかりやすく均等配線です(笑)

Evolutionシステム同居型のシステムとしてはかなり完成形に近いと思っています。

日々素晴らしいデバイスが出てきていますので完成しないサクラダファミリアのように、改修しながらより良い物にしていけるとは思います。果たしていつか自分の車輌に施工が出来る日が来るのか!?我が家の懐事情が許せる日は来るのか!?

出来る日を目指して日々改良して行きたいと思います(笑)

CREA、Evolution(鉛)のリチウム化対応概要(2022/09/26Update)” に対して6件のコメントがあります。

  1. ダン より:

    トップアウト様

    ご返答ありがとうございました!

    最新版の記事のご紹介ありがとうございます。

    拝見しましたが、とても素晴らしく熟考された設計、分かりやすい説明に感銘をうけました!

    トップアウト様が設計したユニットは、私が見つけたトップアウト様の以前のブログ記事からいくつかの変更が加えられたようですが、リチウム専用ユニットがどのように様々なデバイスを接続するのか、そしてどのような条件がこれらの発動条件となるのか、もう少し具体的なことをおうかがいしたいです。電気技師という職業柄きになってしまいまして。

    お忙しいかとは思いますがよろしくお願いします!

    Facebookのクラブへのお誘いありがとうございます。早速入会させていただきます!

    ダンより

  2. やさぶろー より:

    こんにちは!
    ここまで辿り着くまでの試行錯誤を想像すると、涙がでそうです笑
    ひとつ疑問なのですが、走行充電が最大で110A近く出ていて驚きですが、
    これはレノジーの60A+オルタネータの直結分という考え方でよいのでしょうか?
    それとも充電状況に応じてレノジー60Aを昇圧回路として切り替えるような制御をされていますか?

    1. とっぷあうと より:

      やさぶろーさんこんにちは!

      走向充電による100Aoverは夢でした~q(^0^)p
      やっとここまで来たという感じです!

      嬉しくてブログに載せちゃいましたが、現在最終検証中です。
      検証始めてまだ数週間しか経っていないんですよ~(苦笑)
      手法に関しては検証が終わって大丈夫だという確証が得られたらご報告したいとおもいます。

      なんせ最近バッテリー関連で燃えるキャンカーが増えてきていて、燃えてキャンカーを失った自分としてはやるせないもので(^^;
      リチウムバッテリーの出火の場合絶対消火できません、間違いなく全焼になります。
      自分も以前アシストサイクルのバッテリーで出火してえらい目に遭ったこともあり、バッテリー出火の怖さは十分身にしみていますf(^^;) ポリポリ

      万が一があっては困るものなので、できる限り検証させてください~m(_ _)m

      1. やさぶろー より:

        こんにちは!
        もしかして「アレ」かな?という予想はあるのですが、もし私の想像する手法なら、安易な公開は確かに危険かもしれません。

        配線が不適切だったり端子加工が悪かったり、技術・知識不足が原因で事故が起こることが多いように感じています。インターネットで調べればいろいろ分かってしまうのも、功罪ありますね。笑

  3. tosi より:

    システム完成ご苦労さまです(^^)
    ここまでの苦労は書ききれないほどあったでしょうね
    それにしても鉛EVOシステム車としての一つの完成形ですね
    やはり同じ車種で情報や協力者があると捗りますね
    今年の夏は特別暑いので負荷テストも十分できたことでしょうし
    自分は関係ないけどEVOリチウム対応ユニットの詳細が見たいところです(笑)

    1. とっぷあうと より:

      tosiさんこんにちは!
      システムと言っていいのか微妙ですが(笑)
      実際に運用してみて出てくる問題はやはり熱問題ですね(^^;
      熱対策が出来ないと充電もされない、インバーターも動かないなど問題が積み上がりますね。
      多くの協力者の皆様のおかげで対策も取りやすくて助かります(^^ゞ
      あとは運用上での希望など細々ありますが、如何に対応出来るか考えているのも楽しい時間です(笑)
      対応ユニット自体は状況別に何をどう接続するのかを制御しているだけのユニットなので、それ自体はたいしたことないんですよ~(笑)
      どちらかというと、そういう仕組みにたどり着くまでのEVOユニットとの協調を取る方が微妙でしたね~。
      EVOユニットに手を入れればもっとシンプルになるんでしょうけど、あまり触って面倒にしたくないって思いもありますので(笑)
      後はバッテリー自体がもっと安くなってくれると嬉しいですね~!

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