︱︱ 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12.8V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」

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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DC12V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〜 10.0V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

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一聞 こ さル時 る軽●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 LT,キ ャンパーズ 長野県諏訪市沖 田町 1‐ 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

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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

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。

一Ｉ︲︲ ︲ ︲ Ｄ﹈︱︱ ︱ ︱

ソーラーと小型を上手に使 いたい

くコル ドバンクスの場合 >レダーも続々…

納