︱ ︱ ロ リ チウムイオンバッテリーの ウワサを徹底検証 TEXT:鈴 木康文 PHOTO:永 田正男 ! リチウムというといろいろと憶測 が流れているようだが、 実際の性能 はすでに十分実用 レベル。そこで今、求 められてきたのがさらなる大容量化。 ここで大事なこと は、並列接続による均衡をどう保 つかという課題なのだ。 、 ヽ 一 片 き 1200Wh(100Ah)/16万 4000円 (税 別)2500Wh(200Ah)/29万 7000円 (税 別) 5100Wh(400Ah)/59万 9000円 (税 別)Oオ ンリースタイル 80120‐ 511‐ 550 ●並列接続による個体差を解消するための要がこの 基板。ただ実際にコレが稼働することはほとんどな いという実験データが出ているようである ■1200Wh(100Ah)spec. サイズ280X300× 280mm。 重量 :約 23kg 標準充電電流:充 電33A・ 放電33A 定格電圧12.8V 動作電圧:充 電14.8V。 放電10.4V 最大定電流:充 電 lC。 放電 lC(※ ) ●バ ッテリーセルを容量に合わせ 組むとき、セル単体そのものの内 部抵抗値を専用の機械 で読 み取り、 バラつきのな いものだけを使用 ●各セルの電圧監視用 ラインがヽ新 設 された基板に接続 されているのが 目新 しい。セル個別で放電すること で、平均化を図る仕組みなのだ ※ lCと は・¨ 1200Whで lCと い うことは、1 時間で1200Wの 充電 か放電ができる ということ。 2Cだ ったら2400Wで 充電か放電できて30分 で完了 という 意味。実際にはここまで大きな充放 電はそうそうないに違いない。 098 シンプルBMSっ て何? 模式図を使って説明すると、オンリースタイ ルの リチウムイオンバッテリーにおいては、 セルの定格電圧が3.2V、 それが4つ 直列で12.8 Vと なる。コレまでの出荷分を検査 した状態で も、0.lV以 上セルごとがバラつくことはなかっ 1 たので、単体使用において特別のシステムを組 み込んでいなかった。 ただ、4つ 直列状態のセルスタック単体とし て使用する分にはそれで問題なかったのだが、 セルスタックそのものを並列接続すると状況が 少 し変わってくる。12.8Vか ら0.lV程 度のパラ ツキに合わせる必要があるからだ。 じつはリチ ウムイオンバッテリーの特性から、極少電圧差 が鉛バ ッテリーよりはるかに大きな差となって 表れてしまうので、その補正が必要になるのだ。 Ⅳ Ⅳ ３ ３ ●各セルをセンシングし、 単独 で37Vを 超 えたセ ルを放電 し摘下電圧まで 降下させることにより、 4セ ルのパランスを保つ ●上記のシンプルBMS翻動哄 セルスタックごとに適正電圧でコントロールするため、電圧が一定でツイン・ トリブル接続にも対応する。シンプルBMSは 通常 使用時において作動することはほとんどないがt充 電時に万が一セル間に過度なバラツキが起きた際に働く仕様となっている シンプル BMS搭 載 によつて並列化が可能に 並列に接続 しても、充電時に 平均化が自動で行なわれている ため安定 したリチウムイオンら しい出力特性が保たれる。バラ ンスが取れていない場合、弱っ ているパ ッテリーに引っ張 られ 出力が安定 しない。パ ッテリー がバラついてBMSが もし稼働 するとしたら充電時だろう八 その状態が安定するために、安 心 して並列接続ができるという ことなのだ。気をつけなければ ならないのは、グラフの出カカ ープを見てのとおり過赦電対策。 保護機構は絶対条件だろう。 リチウム100Ah 3並 夕U放 電テスト(放 電負荷:約 500W 放電量:4.03kW) 13.5V 13V 12.5V 12V ll.5V llV 低電圧アラーム 7:52:4010.68V 10.5V シヤットダウン7:54:0510.26V 10V lh バ ッテリーと いう のは生き物 のよう で、どんな形式であれ揺 らぎと いうか、バラツキ のよう なも のが、各 セル間 で起 こる。 開放型鉛 バ ッテリーなら、比重 計を見 つつわざと過充電状態 で パー コレーシ ョンを起 こさせ、 平均化をすると いヽ つのがたまに やるメンテナンス法。ただこれ には経験や コツがかなり物を言 ヽ つので、うまく できな い人はか なり いるだろう。 リチウムイオンバ ツテリーの 場合、鉛 のような バラツキは誤 差 の範囲でしかな いほど の状態 でセルスタ ックが組まれている。 とは いえ、正確 に いえば電気が 流れる方向だ ったり、並列接続 をした場合など、差が出な いわ けではな い。この平均化は密閉 型鉛バ ッテリー同様かな上 血倒 な作業になるのだが、それを自 動化してしまう のがＢＭＳ ︵ バ ッテリー マネージメントシステ ム︶な のである。 平均化がきちんと でき、均衡 が保たれているバ ッテリーでは、 並列接続による全体容量 の拡幅 が容易で安心な のは、そう いっ た理由から明らかだ。 一般的なキ ャンピ ングカーの 使用状態 でそ の大容量が必要か どうか は少し疑問だが、単体 で 使 っていてもセルスタ ック内 の 均衡が保たれるのは いいことだ。 099 (電 圧) 14V リチウムイオンバッテリーの ウワサを徹底検証 ! オンリースタイル 部長 富澤慈之 さん 嚇 鸞鷲 1棚 ゥ li:lilii」 iilli G:IA いろんなウワサを聞いて、何が正しくて、間違つた情報なのかが わからなくなっていませんか? ここは頭を整理 して、正しい知識を身につけよう。 la2葉 奪 璽 諦? 可能です。当社が実施 した検証では、同社の取り扱う327Wソ ー ラーパネルとMPPT充 電コン トローラーを使用 し、リチウムイオン パ ッテリー100Ahを 充電 した結果、最大充電電流20Aを 記録 し、午 前中で満充電にした結果があります。 フレキシブルソーラーバネJレ 100W 価格 :12万 3000円 (税 別 ) ⑪ オンリースタイル 80120‐ 511‐ 550 日1100W spec. サイズ:2013× 494× 3mm。 重量3 3kg/1耐 最大出力:100W モジュール有効部変換効率:12.7% 最大出力動作電圧 (Vpm):175V 最大出力動作電流 (:pm)う .7A 開放電圧 (Voc)237V 短絡電流ぐsc)64A 太陽電池:36CIGSセ ル (210X100mm) ● しばらく日本に入ってきていなかったグローバルソーラー製高効率フレ キシブルタイプ。裏全面にブチルシー トがすでに貼り付けられているため、 ルーフなどへの設置は洗浄 と脱脂だけで簡単に行なえる ↑ :11走 行充電はできますか? 可能です。メーカー協力の下、ニューエラー社製サブバ ッテリーチヤージ ャーSBCシ リーズを使用 し、ベンチテス トや実車走行によるリチウムイオン バッテリーヘの充電を検証 した結果、当社の販売するリチウムイオンバッテ リーが従来の鉛ディープサイクルバッテリー同様に、走行充電が可能である ことが確認されております。走行充電器をご選定の際はニューエラー社製サ ブバ ッテリーチャージャーSBCシ リーズをご使用ください。 ただし、最近のクルマは燃費の向上を目的として、オルタネーターを制御 する「充電制御車」がほとんどであり、制御方法はメーカーや車種によって さまざまです。メインバッテリーが満充電になる、または、その前にオルタ ネーターの発電を止めてしまうようなので、鉛ディープサイクルバッテリー かリチウムイオンバ ッテリーかにかかわらず、サブバッテリーヘの充電があ まり期待できないといわれております。 また、自動車のメインバッテリー (ス ターターバ ッテリー)と サブバ ッテ リーが並列接続されるような方法 (セ パレーター)で の運用は避けてください。 fミ :〔 か ま が き し な ら 放 電 で す 電 充 〕 ? 可能です。外部充電、太陽光充電、走行充電中にインバーターを介 して放 電することは何の問題もありません。充電量く放電量による電欠には注意し てください。 マJレ チチャージャー MC‐ 580 価格 :7万 8000円 (税 別 ) ⑪オンリースタイル 80120‐ 馴1‐ 550 ■MC‐ 580 spec サイズ:327× 180× 73mm・ 重量2.35kg 入力電圧:AC85V∼ ‖5V :12V・ 24V・ 6V ●並列接続のセルスタックにも対応できる、 出力電圧 :12V時 40A・ 20A・ 10A切 り替え式 充電電流 が かく 大電流充電が可能。電圧、電流量 細 24V時 20A・ 10A・ 5A切 り替え式 切り替えられるので、システムにかかわら 6V時 3A・ 2A・ lA切 り替え式 ずよりよい環境でリチウムイオンバ ッテリ ーを運用することが可能になる 消費電力580W 宋 ｀ ミ三ニヘ) 4 33輩薔こ 置き替えられるのか? いくつかの条件がクリアされていれば置き替え可能です。その条件とは、サブバ ッテリーシステムのシステム電圧が12Vで あること・走行充電器は指定品であるこ と 。そのほか外部充電器やソーラーチャージヨン トローラーなどの充電電圧がリチ ウムに適合 していること 。満充電で充電が止まる機能があること・ケーブルや端子 が仕様に合つていることです。これらの条件をクリアすれば基本的に置き替えは可 能ですが、しつかり動作検証の取れている同じメーカーで取りそろえたほうが、万 が一不具合が起きた際なども問題の切り分けがしやすいといえます。 鉛ディープサイクルバ ッテリーもリチウムイオンパッ テリーも、過放電 してしまうと著 しい性能劣化のみなら ず、充電できなくなってしまう場合があります。過放電 を回避するためにも、リチウムイオンバ ッテリーはDC12 Vを 直接取るのではな く、原則 としてインバーター (低 電圧防止機能付き)を 介 してご使用 ください。インバー ターの低電圧防止機能とは、バ ッテリー電圧が:0.5∼ 10.0 V程度になるとAC出 力を停止する機能です。各種電気製 品の電源の切 り忘れを含め、インバーターのメインスイ ッチの切 り忘れなど、特に注意 しましょう。 100 １ ヽ ／ ／ 態 ・ ・ × ８ 本 鉗林 一 躍副 自 幅 ｈ Ａ 床 置 ０ ︲ ¨ ﹄ 錘 ０ き テ ２ ツ 一で ヽオ の え は ィ こ支 。 ” 私 る 巌 な 1 ヽ 脚 一 肛Ｊ江＾ 1‐ 一聞 こ さ ル時 る軽 LT,キ ャンパーズ 長野県諏訪市沖 田町 39 80266‐ 58‐ 2211 ¨ 臨 動 椰 顧 腹燿 暦 順 Ｔ 諄 督 ｌ 壌 をし て いる のが ＬＴキ ャンパー 置き替え るオプ シ ョンサービ ス バ ンク スに、 バ ツテリー差額 で リーが標準 で搭載 され る コルド 高性能だ が高額なサブ バ ツテ で再充電不可 にならな いような む こと で、 バ ッテリーが過放電 ー ラーによ る充 電機能も組 ふ込 いも のの、問題 は発生 し て いな い。また多く の ユーザ ーが、 ソ チ ャージと いう わけ には いかな 利用方法とし ては発 電機 の代 対策を し て いる。 わり が多く 、外聾 電源 から の入 ズ。 そ の性能 は ユーザ ー間 に口 が増 えて いると い つ。既存 の ユ コミで広 がり、じわじわ搭載車 ーザ ーも 、サブ バ ッテリーが交 らに切り替わ るリ レーを組 み込 む のがほと んど で、家庭 用電源 によ る快適 さを キープす る。 力 があ った場合 は、自動 でそれ し て いる人 は多 いよう だ。 シ ステム的 には、オ ンリー ス 別系統 で最初 からあ る鉛 のサ オ ンバ ツテリー ヘの変更を検討 タイ ルが セ ット で推奨 し て いる 換時期 にな ったら、 リチウムイ 左 電機能付き イ ンバーターと走 ブ バ ッテリーを残 し て いる場合 は、 エマージ ェンシー対策丁﹂い ﹂ とだ。 ヽ つン いつも思つているが、エアコンなど大電力が必要なものを考 えなければ、車中泊で一番電力を使用するのは間違いなく冷蔵 庫。いろいろ考えると、消費電力40Wク ラスの冷蔵庫を365日 安 定して回せるようにするには、100Wの ソーラーパネルと、40Ah 弱の出力の蓄電池が必要に。鉛だと80Ahだ ろうか。以前のテス トで、40Ah表 記のユニットが容量ではなく実出力電力量である ことはわかつていたので、大きさと軽さを考えると1ボ ックス タイプではこの組み合わせが最適なのではないかな。 行充電器を組 み込む。走行充 電 に関し ては、大電流 でクイ ック 101 一Ｉ ︲︲ ︲ ︲ Ｄ ］ ︱︱ ︱ ︱ ソーラーと小型を上手に使 いたい ●組み合わせる充電機能付 きのインバーターと走行充 電装置は、推奨品を使用。多 くのユーザーは帰宅時な どに、すぐにチャージをかけていたり、移動中にも発 電機による積極的な充電をしているようだ 問い合わせ先 くコル ドバンクスの場合 > レダーも続々… 納
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