実証実験 STEP６

　キャンピングトレーラを購入したＷＨＩＴＥＴＯＰオリジナルリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを搭載後、色々と実証実験を行っています。今回は何の実験かと言うと…。

搭載後よりの悩みの解消です。

昼間でソーラーチャージが掛かる天気状況下でインバーター等での出力を行った際、ＧＥＬバッテリーの時はある一定のタイミングよりバッテリーからの出力ナシでソーラーチャージのみで、使用可能であった事が出来なくなったこと。

キャンピングトレーラーＨＯＢＢＹに搭載されたDometic社製スリムタワー(230V　190W)を昼間はバッテリー消費ナシで稼働させたい！

以前GELの時に実験で、100Vインバーター経由ですが可能でした。

これが…リン酸鉄リチウムイオンバッテリーになり実は出来なくなっている事を、以前のブログに記載していたと思います。

原因が何なのか？？なぜ出来なくなったのか？？

素人ながら色々原因と可能性を追求しました。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーはインバーター出力時に、電圧降下が少ない！

と言う事は…。

インバーターとバッテリー間の配線は太く電圧降下も少なく流れる。

ソーラーチャージコントローラとバッテリー間の配線は5.5Sqにて約4.8ｍ配線されている。

そこで気付いた事…ソーラーチャージコントローラがバッテリーへ充電する際に電圧降下が発生していないのか？？

ソーラーチャージコントローラの英文取扱説明書を取り出し翻訳アプリにて熟読したところ～どうやら16sq(6AWG)配線をすることを推奨している模様。

やはりココの電圧変化が重要なのか？？？

以前インピーダンスの関係でどうとか、ソーラーチャージコントローラー内にはコンバーターで電圧コントロールし逆流防止もしっかりされ～一般的充電器では出来ない充放電を可能としている…なんか難しい話を聞いたことがあります(;^_^A

 

ま…とりあえず～単純な計算にて調べてみました。

 

現状の配線長さより検討。

プラス側　　約4.8ｍ

マイナス側　約4.8ｍ

よって　4.8ｍ×2＝9.6ｍ…①

 

メーカー推奨サイズ

≪KIV16　(６AWG)≫

電線抵抗　1.49ｍΩ/ｍ

①より1.49／1000×9.6ｍ＝0.014304

ここにチャージ電流値仮定10A・20A・30Aとします。

また実際のチャージ電圧を10A-13.5V・20A-14.0V・30A-14.6Vと仮定。…②

 

10A×0.014304＝0.14304V　　電圧降下率　1.1％

20A×0.014304＝0.28608V　　電圧降下率　2.0％

30A×0.014304＝0.42912V　　電圧降下率　2.9％

 

この降下状況をみて、電圧降下率3％以下を想定していると思います。

理想は充電電圧も電流と比例し降下するため、10A-1％降下・20A-2％降下・30A-３％降下で考えるとよいのかもしれません。

上記をメーカー仮定と勝手に推測。

 

現状配線より～計算

 

≪KIV5.5Sq（10AWG)≫

電線抵抗　3.27ｍΩ/ｍ

①より　3.27／1000×9.6ｍ＝0.031392Ω

②仮定より

10A×0.031392＝0.31392V　　電圧降下率　2.3%

20A×0.031392＝0.62784V　　電圧降下率　4.5%

30A×0.031392＝0.94176V　　電圧降下率　6.5%

※すべてに於いて先程の数値より電圧降下が見られます。

 

そこで少し安価で手に入りやすい電線にて検討。

≪KIV8sq（8AWG)≫

電線抵抗　2.32ｍΩ/ｍ

①より　2.32／1000×9.6ｍ＝0.022272Ω

②仮定より

10A×0.022272=0.22272V 電圧降下率　1.6％

20A×0.022272=0.44544V 電圧降下率　3.2％

30A×0.022272=0.66816V 電圧降下率　4.5％

※多少は電圧降下はありますが、先程よりやはり良い結果となりました。

 

ではもっと太線！！

≪KIV22sq(４AWG)≫

電線抵抗　0.844ｍΩ/ｍ

①より　0.844／1000×9.6ｍ＝0.0081024

②仮定より

10A×0.0081024＝0.081024V　電圧降下率 0.6%

20A×0.0081024＝0.162048V　電圧降下率 1.2%

30A×0.0081024＝0.243072V　電圧降下率 1.7%

※イイ感じの数値がでました！

 

しかし太い！！

ソーラーチャージコントローラの接続部をじっくり調査すると～あまり太いと接続が出来ない((+_+))

実測では約5㎜程度の配線が限界なことに気付き(;^_^A

ではと言う事で…実は今回採用した配線なのですが～

計算…。

Ｎ-ＳＫＩＬＬ　耐熱　ＯＦＣ　パワーケーブルシルバープラス

オーディオ電源用配線なので、配線が行いやすいと考えました。また素線が細いので電気を通しやすいので。

電線抵抗　1.376ｍΩ/ｍ

①より　1.376／1000×9.6ｍ＝0.0132096

②仮定より

10A×0.0132096＝0.132096V　電圧降下率 0.98%

20A×0.0132096＝0.264192V　電圧降下率 1.9%

30A×0.0132096＝0.396288V　電圧降下率 2.7%

※実際にはＫＩＶの方が電線抵抗は低いのですが～

　オーディオ電源用配線は柔らかく配線が行いやすい。電圧降下もメーカー予想数値に近いので…。

 

ここまでの数値を基に色々な方へ相談を行いました。

しかし皆さんココの間の配線を太くすることに～

『？？？？？？？』

の疑問でした(*_*;

実証実験を行いたい気持ちが…(#^.^#)

やってみないとわからない！！と思い～配線をポチッと購入！

早速届きました(⌒∇⌒)

配線の中が見たく～ムキムキしました！

ほほ～なんかテレビの同軸ケーブルの様な感じに見える(笑)

 

仕事の休みに早速配線！！

まずは～ＰＶスイッチＯＦＦ

いつもの様に～クローゼット内より配線作業！

コントローラ側へ配線

圧着端子や半田つけも考えましたが～色々考えそのままで施工。

かなりギチギチですが～なんとか刺さりました。

クローゼット内は完了！

あとは～バッテリー側の配線

端子台へ接続完了！

やっぱり柔らかい配線は施工性は良いですね(⌒∇⌒)

 

さっそくＰＶ側のスイッチＯＮ！！

 

通電状況をチェックし～早速実験へ！

外の天気は良い天気です。

インバータースイッチをＯＮ！

Dometic冷蔵庫（230V　190W）稼働テスト～開始！！

すると～すると～(⌒∇⌒)

な、、、なんと～(⌒∇⌒)

 

バッテリーからの出力が停止しています！

ソーラーチャージからのみでの、稼働に成功しました！！

更に～今まで見たことないチャージが…

３０A超の発電です。この写真撮影前に３５Aも目にしました！

約449Wで、今まで見たことがないチャージです。

充電状況もバッチリ！

そして～この状況も今まで見たことがありませんでした。

わかりますか？

ソーラーチャージコントローラーが満充電を判断し、充電を行っていないのです。

今までの配線が5.5Sqの時はこの様な状況はありませんでした。つまり電圧降下でチャージコントローラーが満充電を判断出来なかった。

そのことで、過充電気味となっていたと私は勝手に推測しています。

この配線を行い、この様な良い事は沢山ありましたが～

少々トラブルも…。

ＢＭＳ搭載リン酸鉄リチウムイオンバッテリー

１２Ｖバンク！！

１２Ｖバンクは難しい…(;^_^A

安全対策で過充電と過放電防止ＣＵＴでオンリースタイルのバッテリーセーバーを取付けています。

このセーバーは過充電対策で15.2±0.3Ｖでリレーにて電力ＣＵＴが入ります。

今までは電圧降下をしていた為、過充電など発生していませんでした。

しか～し！！

電圧がしっかり伝わり、電流もしっかりと伝わり…。

満充電付近でアブソーブ充電時にＢＭＳ制御を行う際に各セルが暴れ始め～数ｍＶ程度しか制御しないＢＭＳでは…

ココの過電圧等を一瞬抑えることが出来ないタイミングが発生(>_<)

何度やってもバッテリーセーバーがＣＵＴ！

冷静になり検討し、チャージコントローラー設定をいじり続け～(^^)

色々な方からアドバイスを頂き、リーフバッテリーをサブバッテリーとして製造されている方からのアドバイスが良く～

安定する設定を見つけました。

現在はイイ感じで１３．８Ｖのスタンバイ電圧を安定した状況で使用出来ています(⌒∇⌒)

新型コロナウィルスの影響でまだまだトレーラ牽いて出れる状況ではありませんが、お庭でキャンプでトレーラオフグリットを楽しんでいます。

今回の実証実験で少し、１２Ｖリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの難しさやソーラーチャージコントローラーがどの様にコントロールしているのか、素人レベルより上になった気がしました(⌒∇⌒)