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中華リチウムイオンバッテリーでトラブル発生?注意点と対応方法は?

長文注意(笑)写真少なく文字多め、わかりにくい文章の推測記事という相当気合い入れないと読めない文章になってます。

 最近思ったより認識されつつあるエレキ用の中華リチウムイオンバッテリー。自分自身は全く不具合もなく快調に使えているのですが、一部トラブル?の情報を教えてもらったので、トラブルの対処法と推測ですがバッテリー選びの注意点を考えたいと思います。

ただし、現状中華バッテリーの仕様がはっきり検証できていないので、あくまで推測ですので詳しい方がおられましたら、指摘いただければ幸いです。

 理屈はいいという人は適当に読み飛ばしてください。現在起こっているトラブルが最大放電電流を超えたことによるトラブルだと仮定するとエレキ用のリチウムイオンバッテリーは最大放電電流が容量×Cレート≧80A程度を目安にリチウムイオンバッテリーを選べば問題ないと推測しています。

 すでに何個か記事にしているエレキ用の中華リチウムイオンバッテリー。 このまとめなどの後、いろいろと興味をもって読んでいただいているよ...
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トラブル発生!BMSで出力停止

 まず教えてもらったトラブルの内容が以下

今まで激荒れの日にスポットロックでブン回して昼過ぎにカットオフのような症状で完全に切れてしまったことがありました。
上陸して一瞬充電器を繋いだらリセットが掛かったのか電源は戻りました。残量は60%ほど残っており陸上テストですが普通にエレキは使えました。

※写真はイメージです。

恐らくはBMS(バッテリー・マネージメント・システム)が何かの原因でカットオフしバッテリーが出力が停止したと想像できます。カットオフになる要因としては使われていたバッテリーの仕様をまとめると。

  1. 放電カットオフ電圧(v) :26.4 +/-1V
  2. 充電カットオフ電圧(v) :45V
  3. 最大連続放電電流(a) :60A
  4. 瞬間最大放電電流(a) :120A
  5. 最大連続bms限界電流(a) :60A
  6. 最大瞬時bmsリミテッド電流(a) :120A

 エレキの最大使用電流は過去に調べた内容ではminnkotaの112lbで52A、残量が60%残っていたとのことですので、恐らく原因は③か⑤で電流が閾値以上流れてBMSがカットオフして出力が停止したと想像します。

 こちら、バッテリーのプロと話した結果、BMSの仕様にもよりますが制御方法によってはかなり最大連続放電電流などが正確に制御できない物があるとのこと。なので特定の条件下では60Aより低い電流値でカットオフが発生したのではないかと推測できます。

BMSがカットオフになった際の対処方法

このようにBMSがカットオフになった場合、出力を復活させる方法は「負荷を取り外す」「充電を行う」ということなので、湖上では一旦エレキとバッテリーを完全に切り離せば復活できるはずですが確実な方法はマリーナなどに戻って再充電を行うことで出力を復活させられます。

BMSがカットオフ状態になると、現状再充電でしか復帰しないようです。なので、マリーナやレンタルボート店まで何とか戻って再充電しか復帰方法がないです。

 これは自分自身で経験してみないと実際に試せませんので、機会があればバッテリーをかなり消費した日に陸上に上がってからエレキを全開で回してカットオフを発生させて、復活方法を試してみたいと思います。

そもそもカットオフにならないようにするには?

 カットオフが最大出力電流に達したのが原因とすれば、単純により最大出力電流が高いバッテリーを選べばよいということになります。鉛バッテリーの場合はCCA(コールドクランキングアンペア)でバッテリーの性能を見ていましたがリチウムイオンバッテリーにはCCAという考え方ではなくCレートという値で評価されるようです。最大放電電流もCレートによってBMSに設定されているようで最大放電電流:1.5Cというような表記がよく書かれています。

これは容量40AHの最大放電電流:1.5Cのバッテリーがあった場合は

40×1.5=60Aとなり、最大放電電流は60AとBMSに設定されます。

なので、エレキの最大使用電流が50-60Aだとすると、40AHの1.5Cのバッテリーだとギリギリで余裕を見れば「60AH、1.5C(最大放電電流90A)」や「40AH、2C(最大放電電流80A)」クラスのバッテリーを選べばカットオフに引っかからないのではと思っています。

特に全開で使用も多い、エレキレイクの方などだと、最大放電電流が容量×Cレート≧80A程度を目安にリチウムイオンバッテリーを選べばカットオフには引っかかって漂流するリスクが減るのではないかと思います。

その他にも考えることは?

単純にバッテリーの最大放電電流の値を高くしても今度はケーブルの最大使用可能電流以下しか使うことはできません。また、いくらバッテリーもケーブルも電流を流せたとしても今度はエレキにそれだけの電流を流していいわけでもありません。結局は60A程度のブレーカーをバッテリーとエレキの間に入れてBMSがカットオフになる前にブレーカーが飛ぶようにしておく方がトータルとして自分は安全では?と考えています。

まとめ:

 自分で記事を書いておいて「これ読む人いるの?」って感じです。現状推測記事ですがBMSがカットオフになったのは間違いないと思いますので、実際に発生しても対処法などは役に立つと思い記事にしてみました。この部分間違っているよなどご指摘いただければ幸いです。

 ちなみにかなり期待できるエレキ用リチウムイオンバッテリーがある会社で現在開発中とのこと。価格の問題はあると思いますが、仕様はかなり期待できそうです。

コメント

  1. 竹政 純 より:

    私も同じシリーズ24V60Aを使っております。
    例の液晶表示変更方法見つけてIさんにお伝えしてtatoさんへお知らせしてもらいました。
    このカットオフ復帰方法は再充電しか方法がないとどこかに記載されてました。実際に私もカットオフさせて確認しました。
    その対処法はtato さんが仰られているのが安心ですね。ブレーカーを小さくしようと思います。
    ブログ楽しみにしています。

    • ta-to より:

      コメントありがとうございます。表示の設定方法本当にありがとうございました!
      私もどのバッテリーか忘れたのですが「負荷を外せ」というような表記を見ていたのですが、見間違いかもしれません。ありがとうございます。
      知人からも、エレキのブラシが減ったり、ウィードなどの変な負荷をかけると電流が流れすぎてブレーカーが飛ぶとコメントもらったので安全のためにも
      カットオフ前にブレーカーで飛ばすのが安全な気がします。