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5kWリチウムイオンバッテリーシステム(リーフバッテリー)の作製 ② BMS組み込み

5kWリチウムイオンバッテリーシステム(リーフバッテリー)の作製 ①に引き続き、今回はBMSの組み込みだ。
2P14Sで束ねたリーフバッテリーのうち、2並列に接続したモジュール内の2x2セルを7束14シリーズで充電バランス制御させるが、14Sに比べ倍容量の90Aとなるため余裕を見て100A のBMSを取り付けることにした。
また、配線も発熱を抑えるため2本出しにすることにした。
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5㎾リーフバッテリーBOXと58.8V14S100A BMS

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BMSのヒートシンクの放熱とバランスケーブルやコネクタの温度測定がしやすいよにう蓋をくり抜いて取り付けを行う。

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60A端子台に接続

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DC・DCコンバータ、MPPTソーラーチャージコントローラ、ワットモニタ、DCブレ-カなど分電盤の配置はこんな感じで取り付け予定

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BluetoothモジュールとSIRIAtoUSBアダプタを組み込んで完成。

いざ取り掛かってみると、家庭用セパレートエアコンの取り付けに比べると意外に簡単に作業が終了してしまった。しかし、組み立ては簡単でも残量の計測や充放電特性を計測してBMSの設定を行う必要があり、実運用テストなどのハードルが高いのが難点。また、重量が60㎏以上ありちょっと向きを変えるのにも一苦労。誰か助けに来てもらえないだろうかと思う今日この頃だ。



作製期間 : 延べ3日




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5kWリチウムイオンバッテリーシステム(リーフバッテリー)の作製 ①

2.7kW リチウムイオンバッテリーでサブ増設を行ってからというものの、鉛バッテリの満充電の呪縛から解き放たれてさらに快適なキャンピングカーライフを送れるようになって来た。
そこで今度は自分でもと、にゃんた発電所の多大なるご協力を得て倍容量の5kW リチウムイオンバッテリーシステムの作製にチャレンジしてみることにした。
昨年の家庭用エアコン24時間連続稼働テストで最高気温36℃の猛暑日に商用電源で24時間連続稼働させた時の、エアコンのみの消費電力は4.5kW/dayだったので、既存のサブバッテリーシステムに5kWリチウムイオンバッテリーシステムを追加すれば家庭用エアコン24時間連続稼働可能となる。

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大量に仕入れた21枚の中古リーフバッテリー。1枚3.8kgで総重量80㎏とヘビー級

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2P14S5kWシステム用に2組のモジュールを組み合わせて塗装コンパネ(パネコート)に積み上げていく。

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初期型リーフバッテリーモジュ-ル14枚をボルト締めで荷崩れ防止。

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何とか箱詰め完了。箱詰めサイズ:500x350x250 重量60kg程度(重過ぎて一人では秤に乗せられない)

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2mm厚の銅板を切り出して並列用と直列用バスバーを作製。上の2枚はリーフバッテリー純正部品

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最後にスマートBMSのバランスケーブルを接続し初日は終了

鉛バッテリ12V150Ax4本600Aに換算すると重量1/3、体積1/2程度と非常にコンパクトで軽量となった。

次回は、BMSの組み込みの予定。




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明けましておめでとうございます

明けましておめでとうございます
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今年もよろしくお願いいたします

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平成三十一年元旦 桂浜にて

 
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53.2V 1/7リーフバッテリーシステム ④ (MPPTソーラーチャージコントローラを追加)

 53.2V・66.2A 1/7リーフバッテリーシステム(実容量2.766kW)搭載から約2か月が経過。高消費電力家電製品使用時に於いてもアイドリング不要、発電機不要とP泊時のマナー問題にも完全に対応出来るようになった。しかし、今回のリチウムイオンバッテリーシステムの要のUPSマルチインバータ内蔵のソーラー充電器はPWM方式のため低効率。そこで来夏へ向けてエアコン使用時にソーラー発電能力をフルに活用できるように48Vバッテリーバンク対応MPPTチャージコントローラを追加してみた。

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eSmart3 スマート MPPT ソーラー 充電 コントローラ DC 12V 24V 36V 48V 20A

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Cloud-Box-M1 Wifi Wireless Communication Data Monitor For Esmart3 MPPT Solar Charge Controller

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「APモード」「STAモード」両対応のWi-Fiアダプターを利用すると、スマホアプリでパラメータの設定等のコントロール可能。

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リアルタイムの発電量や、履歴も閲覧可能

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そして今回、セミフレキシブルソーラーパネルを240W ⇒ 480Wシリパラ接続で増設のように、2直列x2系統のソーラーパネルを2組のソーラーチャージコントローラに切り替えを行っていたのを、4直列と2直列2並列の切り替えに変更し48Vシステムにも対応できるように変更。

ROOTS12VDC回路図Rev28
並列接続した2組の12Vソーラーチャージコントローラと48Vソーラーチャージコントローラを手動で切り替え化
これで、53.2V 1/7リーフバッテリーシステムは走行充電システムにMPPTソーラーチャージコントローラ追加で完成となった。














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53.2V 1/7リーフバッテリーシステム ③ (全自動エスプレッソマシーンで連続抽出テスト)


53.2V 66.2A 1/7リーフバッテリーシステム(実容量2.766kW)搭載から1か月半経ったが、鉛サブバッテリー150Ax2 AGMと合わせると実容量で合計5㎾となり家庭用エアコン、電子レンジ、電気ポット、コーヒーメーカーなどの高消費電力家電製品も心置きなく使用できるようになった。
53.2V 1/7リーフバッテリーシステム導入によるメリットは高電圧・低電流のため配線ケーブルの電圧ドロップやDC/ACインバータの変換ロスが少なくバッテリー放電終端まで安定した出力を得られるようになったことだ。
先日お誘いを受けたオフ会では、53.2V 1/7リーフバッテリーシステムのデモンストレーションと、全自動エスプレッソマシーンがリチウムイオンバッテリーのみでどれぐらいのコーヒーサービスが行えるか連続テストを行ってきた。

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自宅から30分の吉井川河川敷キャンプ場

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リチウムイオンバッテリーは、にゃんた発電所謹製1/7リーフバッテリーを使用
詳しくは、リチウムイオンバッテリーでサブ増設 ③ (リーフバッテリーの購入)

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デロンギ製 全自動エスプレッソマシン DeLonghi ESAM2200SJ (業務用)
電圧/周波数 : AC100V/50/60Hz   消費電力(W) : 1250
先日の、デルタリンクオーナーズミーティング 2018 in 大佐山ではカフェを出店し2日間で250杯程度提供出来たほどの能力を持つ小型業務用コーヒーメーカー

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ROOTS5.9ORIGINALに搭載した1/7リーフバッテリーシステム LiMn2O4 リチウムイオンサブバッテリー90%放電容量2.7kW
参照ブログ : リチウムイオンバッテリーでサブ増設 ⑤ (システムインストール)

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まずは、キャンピングカーのギャレーで消費電力をテスト

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エスプレッソコーヒーの抽出中の消費電力は、AC1203W DC1360W
システム電圧が53.2Vと高いため、1200Wを超える家電でもバッテリーからの電流値は12Vシステムの1/5以下程度で済んでいる。

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抽出中のスマホアプリのスクリーンショット
左 : AC側ワットチェッカー      右 : DC側SmartBMS

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そして、全自動エスプレッソコーヒーメ-カーを車外に設置し、モーニング珈琲サービスを行った。
朝8時過ぎから40分ほどで24杯の連続抽出を行ったみたが、外気温が0℃前後と低かったため抽出中のDCの消費電力は1.4kW

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Smart BMS のログを確認してみると、0.43C放電となる1.4kWもの高消費電力家電製品を長時間使用したにも関わらず電圧のドロップも僅かで、電源を切った後の電圧の回復もなく、EV用リチウムイオンバッテリーの優れた電圧特性が現れる結果となった。
40分ほどで消費した電流は22A、DC消費電力1.17kWとなった。BMSの残量計では83%⇒41%で42%の利用量だった。
リーフバッテリーシステム導入前は発電機をフルモードで運転しながらモーニングコーヒーサービスを行っていたので、発電機の爆音が響かない状況は静かなキャンプサイトの雰囲気を壊すこともなく好評であった。
今回使用した全自動エスプレッソマシーンは1時間で50杯の抽出が可能で、2,7kW1/7リーフバッテリーシステムの約半分の電力で十分提供可能なことが実証された。


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