リチウムイオン電池をオルタネータ直結にしても大丈夫だよね (2018/12/2)

　じ～さんの使っているリチウムイオン電池(LIB)は、蓄電システムが販売元になっている定格25.6V/80AHのリン酸鉄リチウムイオン電池だ。



　LIBは体積当たり、重量当たりの充電容量が大きく、満充電から90%まで放電利用可能ということが大きな特徴だ。だがキャンピングカーにとってはそんなことよりも大電流での放電ができることと、大電流での充電ができることがより大きなメリットになる。

　使用中の80AHのLIBでは１Cまでの充放電は仕様上もOKということであり、LIBだけで電子レンジを運転することができる。（40A程度流れる）
同様に充電電流も１CまでOKなのだが、これまでの充電回路ではサブバッテリーチャージャーの電圧降下が大きいために、はるかに低い充電電流にとどまっていた。そこで次のように低損失のバッテリーリレーを使ってオルタネータ直結にして、本来の大電流で充電できるようにしたいということなのだ。



☆彡　過充電の心配は

〇　過電圧による過充電はない
　これまでの経験ではマイ・アラモのオルタネータ出力電圧はMAINバッテリー端子のところで28.5Vだ。LIBの最大充電電圧は29.2Vなので過電圧の心配はないといえる。

〇　長時間充電による過充電は現実的ではない
　マイ・アラモのオルタネータ出力電圧はエンジン始動後しばらくは28.5Vになるが、その後は27.5V前後で終始している。この電圧はLIBのフロート充電電圧の27.6Vと同程度であり、過充電になることはなく、さらに通常は連続して4時間以上エンジンをかけていることもない。

☆彡　過放電の心配は
　
〇　エンジン始動時の大電流持ち出しよりもアイドリングストップは厳禁
　スタートキーを回すとバッテリーリレーがONになると、SUB1からも始動電流がスタータモーターに流れる。以前のテストでは始動時は20A以下なのでまあいいかなと思うが、アイドリングストップからの起動時に200A以上が流れていた。（なぜかは未だにわからない）

　このためアイドリングストップは厳禁だ。さらに念のためバッテリーリレー(走行充電リレー）には遅延リレーを入れて、キーを回してから8秒後にリレーがONになるようにしておこう。（現在もそうなっている）

〇　新SUB2(AGM)への横流し充電はSUB1の残量に注意
　現在の充電回路を踏襲してSUB1電圧低下の際は横流し充電は停止する。

☆彡　異種バッテリーの並列接続をどう考えるか
　
　鉛バッテリーの場合でも特性の異なるバッテリーの並列接続は行わないのが原則だ。同じ型番でも購入時期が異なれば特性は異なってくる。ましてや液式とAGMなど論外ということになるが、よく考えてみれば走行充電リレーでサブバッテリーをつなぎ込んでいるキャンピングカーは、走行時にはこの異種並列接続をしているのだ。LIBはまた別の話だということはないと思う。

〇　異種バッテリーの常時並列接続には循環電流問題があって、寿命が短くなる（劣化が進む）
　これに関する技術的考察や実験結果などをWEBで見ることができる。難しくてわからないものもあるが、つなぎっぱなしにしておくと負荷がなくても電圧の高いバッテリーから低いほうに流れていくので、一方は放電、他方は充電のサイクルを使ってしまうし、充放電ロスもあるということかな。
　並列のバッテリーがすべて充電中という状態なら、何の問題もないように思われる。充電中に充電ソースの電圧が下がってしまうとまずいだろうな。

〇　異種バッテリーの並列充電では過充電に注意が必要
　どれかのバッテリーが満充電になった後もバルク充電していると、そのバッテリーに長時間大きな電圧（バルク充電の電圧）が印加され続けるために過充電になってしまう。特に全自動充電器では個々のバッテリーの満充電が検出できない。ソーラーチャージコントローラーも同様だが、充電時間は短い。

〇　走行時のみ異種バッテリーの並列充電するなら基本的には問題なし
　マイ・アラモのオルタネータ出力は28.5V～27.2Vで、28.0V以上の電圧は長続きしない。さらに27.2Vなら基本的にはLIBは充電中だ。

　以上のような考察により、「リチウムイオン電池を走行充電の時にオルタネータ（MAINバッテリー）直結にしても大丈夫だ」と結論付けた。

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