DIY リチウム電池: 2 年経った今でも、自作のセットアップは好調です

Aug 28, 2023

構築から 2 年後、エンジニアのアンディ・パグは、家庭用リチウム電池セットアップのパフォーマンスに関する驚くべき教訓をいくつか共有しています。

アンディ パグズ ラグーン 410 クシュラ

過去 2 年間、私たち 2 人がクシュラでフルタイムで生活してきた私たちのエネルギー需要はすべて、私が個々のリチウム電池から組み立てたリチウム電池バンクによって満たされています。

それぞれ定格 3.2V および 120Ah の LiFePo4 セルを 16 個使用しました。 4 つのセルを並列に接続する 3.2V 480Ah のいわゆる「スーパーセル」を作成し、4 つのスーパーセルを直列に接続して 480Ah 12V バッテリーを作成しました。 定格 250A の Daly バッテリー監視システム (BMS) を使用しています。 これにより、いくつかの方法でリチウム電池が保護されます。

まず、250A トリップとして機能します。 技術的には、リチウム電池は1C（アンペア時定格）に相当する電流で放電および充電するため、私の場合は480Aですが、ボートにはそれほど多くの電力を消費するものはないため、250Aが十分な安全マージンです。 第二に、個々の細胞のバランスを保つことでそれらを保護します。

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ボートの所有者は長い間、エンジンを始動し、電灯を点灯し、そして最近では…

しかし、最高のリチウム電池にも欠点はある、とエムリス・バレル氏は書いています。 1 つ目はコストです。最大で…

リチウム電池が優れた容量を持つ鍵となるのは、すべてのセルのバランスが取れていることです。 バッテリーを組み立てるときの最初のステップは、セルを「トップバランス」にすることです。 すべてのセルを並列に配置し、最大 3.65V まで充電します。

これは、ほぼすべてが 100% 充電される電圧です。 次に、電流がバッテリーに出入りするにつれて、すべてのセルが同時に上昇および下降します。 ただし、時間の経過とともに 1 つまたは 2 つのセルがドリフトする可能性があります。つまり、14.6V を充電すると、一部のセルは低くなるものの、一部のセルは 3.65V を超えることになります。

過充電すると損傷したり、最悪の場合過熱を引き起こす可能性があります。 BMS のバランス機能には 480Ah の大容量スーパーセルを維持する力があまりなく、12 か月ごとにバッテリーを分解して再度トップバランスを調整する必要があることがわかりました。 正しく計画すれば、操作全体に約 1 日かかります。

Andy Pag の 480Ah DIY 家庭用リチウム バッテリー バンクは、直列および並列に配線された個々のリチウム セルを使用します。 彼はケトル、トースター、洗濯機のすべてにリチウム電池を使用して電力を供給できますが、すべてを同時に行うことはできません。 制限要因はリチウム電池ではなくボートのインバーターです

また、LiFePo4 は氷点下の温度での充電を好みません。 バッテリー管理システムはバッテリーを遮断することでこれを防ぎます。 ボートが寒冷地にある場合は、バッテリーの周囲に暖房スペースを作り、氷が凍ったときに作業が中断されないようにする方法を検討してください。

当時入手可能な最大容量のセルを選択しました。 セルを使用することで、セルが故障した場合でも、まったく新しいバッテリーを購入することなく、交換できると考えました。 しかし、わずか 1 年後、120Ah セルはほとんど時代遅れになり、確かに見つけるのは困難でした。

私が見つけた中で最も近いものは240Ahでした。 開発と価格低下のペースは驚くべきものです。 セルの 1 つが故障した場合、システム全体をアップグレードする必要があります。

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LiFePo4 セルは、それぞれ 3.65V または 14.6V 以下で充電されることを好みます。 私は充電器を少し低い14.4Vに設定しました。 おそらく化学物質へのストレスが軽減され、セルがより長持ちするでしょう。 また、ある程度の余裕も与えられます。セルの 1 つがバランスを崩しても、過充電されません。

バッテリーモニターはBluetooth経由で携帯電話やタブレットに接続します。 このソフトウェアは不器用で不具合も多いですが、必要な機能は果たします。 「Diff Volt」のチェックは毎週のメンテナンス作業です。 セルのバランスが 100mV 以上崩れている場合は、セルを取り外してバランスを最適化します。

すべてのバッテリー充電源が 14.6V 未満に保たれるように調整されていることを確認してください。 ソーラー充電コントローラー、陸上電力、発電機、エンジンオルタネーター。