志高湖キャンピングクラブ

Shidakako Camping Club

バッテリープロテクター その2

| 2件のコメント

最近はコロナウイルスの影響も有り、キャンプにもほとんど行かずRVの電装周りをいじっています。
さて、前に作ったバッテリープロテクターは順調に動いてます(実際は過充電も過放電も経験してませんので動作はしてないのですが)。
最近新しく400Ahのlifepo4の搭載を検討してまして、それに伴い充電周りも新たに考えています。
走行充電60A(オルターネーター次第ですのでもう少し低い40Aぐらいになるかもしれません)、ソーラーパネル890W(充電電流でmax60A弱)、AC充電60Aで結構大きな充電電流になります。状況に寄りますが走りながら晴天だと100A以上の充電電流(0.25C程度)になります。
Lifepo4自体は1C程度の充方電電流は問題は無いのですが、これくらいの高電流で充放電すると充電末期、放電末期のセルの電圧のばらつきが結構気になりますね。充放電電流が大きいのでバッテリーバランサーが追い付かない感じです。
そこで対策として次の3点の対策が考えられます。
1)バッテリーバランサーを増してバランス電流を増やす。効果は有ると思いますが、これだけでは不十分だと思います。どちらにしても充電電流にバランサーだけでは追い付かないのでは?
2)充電電圧を13.8Vとか14.0V程度と低めに設定する。14V弱程度でも99%程度は充電出来てると思うので、あえてフル充電する必要はないと思いますね。これが一番現実的な対策かも、じっさいlifepo4をフル充電する必要はないし、もっと低い電圧で、SOCはあまり上げない方がバッテリーにも良いでしょうし。
3)現状では過充電制御を4セル全体の電圧14.7V程度で制御してるが、単独のセルの電圧でも制御する。
市販のBMSでは色々有りますが、私の思い通りの機能や設定まで出来る物は無い様ですし?、自分で作ることにしました。

市販のBMSは Deligreen 4 s 200A 12 v pcm/pcb/bms 3.2 v LiFePO4 を私も一つ持ってます。バランス電流がちょっと小さい気がしますが、バランサー機能、過電流、短絡保護、セル単位で過充電、過放電保護機能が有り、自己消費電流もかなり小さくて、敢えず色々考えずにBMSを付けたいのであれば、かなり良いように思います??バランサーを別に追加したら良いのかな??
さて、今回自作したプロテクターは以下の感じです。

 (バッテリープロテクター2)

1)放電系と充電系を別々に2系統でハイサイド(市販のBMSはNchMOSで組みやすいローサイドスイッチが多いが?、マイナスコモンの方が使いやすい)のラッチングリレー制御にした。
2)4セル全体と個別セル別に過充電、過充電からの復帰、過放電、過放電からの復帰、合計8点の電圧設定が出来る。
3)制御系はPICマイコン、16bitADコンバーター、16文字x2行のLCD, Bluetoothモジュール、ラッチングリレーの構成です。
4)iPhoneで個別セル、全体セルの電圧の読み取り、設定電圧の確認、放電系の切り離しが出来る。
5)自己消費電力が小さい事、実測で3mA弱でした。
6)インバーター&FFヒーターの制御電圧を出力出来る。インバーターの低電圧保護をリモコンのイグニッションロックアウト機能を使って制御する為の電圧。リレー接点の保護の為、インバーターの制御電圧を出力して数秒後(FFヒーターの制御をする場合は数分後)に放電系リレーをOFFにします。
FFヒーターの低電圧保護は10.5V程度?で固定で変更できない様なので、制御電圧でFFヒーターの+Bラインに電圧降下回路(ダイオード4本)が入るようにして、強制的に10.5V以下にして強制OFFでクーリングをした後に放電系のリレーをOFFにします。(実装はこれからです)





iPhoneでの電圧読み取り。Macも持ってませんし、iPhoneのソフトを作るのはちょっとしんどいので、BLE Terminalというアプリで試してます。
VHT1-セル全体の過充電切り離し電圧、VHT2-セル全体の充電切り離しからの復帰電圧
VHS1-個別セルの過充電切り離し電圧、VHS2-個別セルの充電切り離しからの復帰電圧
VLT1-セル全体の過放電切り離し電圧、 VLT2-セル全体の放電切り離しからの復帰電圧
VLS1-個別セルの過放電切り離し電圧, VLS2-個別セルの放電切り離しからの復帰電圧
設定電圧は本体で変更できます。
充電電圧、及び設定電圧は検討中ですが現状は下記の設定で考えています。使いながら検討していきます。
充電電圧:13.8V VHT1:14.2V VHT2:13.8V VHS1:3.6V VHS2:3.45V VLT1:12.0V VLT2:12.4V VLS1:2.95V VLS2:3.1V
充電電圧:13.8V VHT1:14.2V VHT2:13.8V VHS1:3.65V VHS2:3.45V VLT1:12.0V VLT2:12.4V VLS1:2.98V VLS2:3.1V
後は、マイコンの内部A/Dコンバーターも余っているし、サーマルプロテクター機能を組み込めば万全ですね。でも残念ながらプログラム領域を既に99%使い切っているので、直ぐには無理かな?
ゆっくりと時間をかけて、整理しながら改良できれば良いかな!!
ラッチングリレーはアリエクで見つけた120Aのシングルコイルをダブルで使ってますが、ちょっと容量的(特にOFF時)に不安が有りますが、
120Aでの通電テストもしましたし、放電サイドは大きなOFF電流も開閉頻度もほとんどないので、様子を見ます。充電サイドはちょっと心配ですが。
問題が有った場合の予備として、Digi-Keyで見つけた260Aダブルコイル (仕様)を注文してます。
7+

“バッテリープロテクター その2” への2件のフィードバック

  1. 小平久幸 より:

    先日は留守中におじゃましました。
    すごいですね〜細かくコントロールするには、自分で作っちゃうって事なんですね。
    山わさびでそばもあるんですね〜庭に植えてあるので、やってみましょう

  2. sam より:

    ご無沙汰しております。
    ボケ防止の為に頑張っております(笑)。
    お蕎麦に日本酒…….いいですね!!

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