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(⌒∇⌒)
