備忘録


最初やりたかったこと

このコードレスクリーナーの充電池18650(後に保護回路無しだったことが判明)が充電してもすぐ切れると妻が言うのでDIYで電池交換して終わり

→新しく買った電池は保護回路付きの18650で交換しても作動せず。原因はモーター使用では電流値が大きくなり保護回路が働いて作動せず。

結果

→抵抗を挟んで電流値を下げて保護回路が働かないようにして使った。

メリット 長時間使える。

デメリット 吸引力が弱い。


型番 VL756


定格入力 8.4V 1A

充電時 AC使用電流 0.18A 使用電力 18w

マニュアル指定の3時間充電をしたときの、最後の充電電流値 0.2A 。

さらに15分ほど充電を続けてたら0Aになった。


ACアダプター 出力 8.4V



電源

リチウムイオンバッテリー


・動作時測定

電圧 5.6〜6.3V(モーターの赤い線をテスターの+側を当てて測定)

電流 6.4〜7A(リチウム電池の赤い電線をクランプで測定)

参考 赤い線が+


下写真は電池のビニールを取った後

電池を取り出したところ

下写真は絶縁紙を剥がしたところ、保護回路基板が見える


・放電時(電池切れ)測定

電圧 2本で7.7v(電池を覆っているビニールとその下の紙(絶縁物)をめくって電極につながってるものを測定)

   片方ずつ測定 3.91v 3.80v

 電池の極の外観

     −極は真っ平ら 

     +極は出っ張りのような形が見える

タブで極をつないでる側

 保護回路基板にBMと印字されてる側

保護回路基板

 C+とC−の電圧測定0v

    P+とP−の電圧測定0v

 なので、C、Pは電流遮断のコントロールをしているのだろう


18650の極についてたタブを取ったところ。
基板のB+(バッテリー+極の意味)のタブには耐熱温度125℃と書かれた耐熱チューブが付いてる。

下写真。耐熱チューブを取り除き、代わりにカプトンテープを巻いて代用。今後は電池の寿命が来たら電池交換だけで済むように18650用電池ボックスをつなげた。保護回路付き長さ70mmの18650がギリギリ入るサイズだった。中には入らないボックスもあるのでレビューや商品説明読んだりして注意して購入(アリで購入)。

使われていた電線の太さ 被覆付きで2.1mm

→アリエクのAWGは安いが、線が細く断面積が小さいようで被覆付きの計測は意味がないっぽい。


許容電流が最低でも7Aを使用したいのと一番余ってた電線がAWG22だったので、それを電池ボックスと保護回路基板との接続線に使用。

→許容電流もっと小さいはず。


・電池交換した

保護回路付き18650を買ったが、保護回路がもともと付いてるっぽく、今度買う時は保護回路付きでなくてもいいかも。


充電してみる

測定したら

充電電圧(基板C+C−間) 7.4v ※直流

充電電流1.15A(クランプ)※直流

だった。


充電が終わったようなので(充電ケーブル直流計測0A)B+B-間の電圧測定 約8.2v


各電池の電圧 4.14vと4.04v


保護回路付き18650に交換したわけだが、モーターが少し回ると止まり電流が流れない。予想だが、電流が7A流れようとすると保護回路(1本3.4Ah上限)が働き電流遮断してしまうのでは?と思ってる。


抵抗を1Ω増やしてモーターが回らないか又電流がどれだけ流れるかを実験できないか?


抵抗器はWの関係で発熱して壊れるので、金属や電線で抵抗を増やせれないかと思ってる。モーターの抵抗は1〜1.15Ω?とした。1Ω増やせば約4A出ると思ってる。それでモーターを回せないか。→だめだった。


1N5408 整流ダイオード 3A 

定電流ダイオードはmAばかりなのでショットキーバリアダイオード等を購入。

耐温度? 60〜170℃ 耐電圧1000V OK

9〜10Aに一瞬上がって4.7A辺りをキープ。

ダイオード無しで5.6A辺りキープ。

発熱結構してて熱すぎて、周囲に影響でそうに思って不採用。

保護回路付き18650を2本

モーター動かなかったのが1N5408を2本つなげたら初めて動作!!

でも発熱が大きい。4本使用で2.5Aくらいになって発熱なし。


低電圧ショットキーダイオード 45V10A SBM1045VSS  2本

ファストリカバリー・ダイオード 400V5A ER504  2本


計4本使用 電流 約3.4A


ダイオード温度テスト

ダイオード収納前のテスト(まだ放熱しやすい)

室温 18℃

4:30 経過で130℃ 参考 モーター 23℃

1:00 84℃ 2:00 92℃ 3:00 106℃ 4:00 


保護回路付きは動作しないため、保護回路なしの18650 2本に交代してみる。動作する。電流約3.6Aだった。


整流ダイオードのデータシートの見方

https://detail-infomation.com/diode-forward-current/




せっかく買った保護回路付き18650電池を使えるようにしたいので交換して試行錯誤。保護回路基板外す


抵抗を増やすため、アリで売ってたケーブルワイヤコネクタ(電線と電線をワンタッチで接続)を使って電線同士を接続したらモーターが止まらず動作した!


充電しながら発熱しないか、ときたま18650触ってチェック。


充電開始から2時間?くらいたって、電池を触ってみたら、若干熱い。計測したら50℃だった。

ネット調べでは充電温度0〜45℃とあったので少し心配。電池ボックスで放熱が元のビニール包装より弱いのかな?


怖い。カバーを外したままにして放熱効率を良くしてときたま温度チェックしながら充電し続けた。温度は下がっていった。




ネット調べメモ

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ダイオードについて

順方向電圧(Forward Voltage VF)

(=順電圧、順方向電圧降下、順方向降下電圧)

 ダイオードに電圧を印加したときに、電流が流れるようになる電圧

 シリコンダイオードの場合

  VFが?Vを超えると

 ショットキーバリアダイオードの場合

  VFが約?Vを超えると

急激に順方向電流IFが流れる。

ダイオードの種類によって流れ始める電圧が違う。データシートのグラフを見れば確認できる


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リチウムイオン電池について

ICR(コバルト酸リチウム)安全性低い?
IMR(マンガン酸リチウム) 
INR NCR(ニッケル酸リチウム)電圧は高いが寿命が短いらしい

安全性

icr inr <imr ただし過充電になれば爆発リスク

Rは円筒形を表す

Nはニッケル酸リチウム 

Mはマンガン酸リチウム

リン酸鉄リチウム(Li-Fe)電池が安全性高いらしいが値段も高そう


プラス極が出っ張っているニッップルトップ

プラス極が平坦になっているフラットトップ

両方とも保護回路付きがあるようだ


上写真のリチウムイオンバッテリーの中の電池が下写真。INR18650 2本


幅が18mm、長さが65mmなので18650


上限電圧 4.35V 下限 2.5V

最大電流 3.4Ah

※上記数値は製造メーカーや電池ごとに異なるらしい


500回以上充電できる


購入時気をつける点

PSEマークがあるか見る。ただし未検査でPSE表記すると言う悪質業者もいるらしい)


偽装チェック→電池の長さ。65mmなら保護回路がない生セルで偽装可能性が高そう


保護回路がついてれば67〜69ミリになる。


電池の容量が3600ミリアンペアh以上のものは、虚偽表記の可能性が高い


Wh=電圧(V)×電流容量(Ah) = 電圧(V)×電流容量(mAh) ÷ 1000 


リチウムイオン電池の場合は
Wh = 3.7 (V) × Ah(バッテリー容量)÷ 1000

このコードレスクリーナーの電池は7.4wh


HW-586 使用 容量測定

(※セメント抵抗が放電中ものすごく熱くなるので、配線がそれに触れないように気をつける)

18650使用時、放電中は0.3V下に表示するので

下限設定は3Vなら、2.7Vに設定

容量計測時、下限設定があるなら、2.8〜3.0V?

ちなみに1.2Vニッケル水素電池で放電したら、0.5V下の電圧表示だった。


楽天市場で保護回路付きの18650(長さ70mm) 2本を980円(送料無料)で購入。

公称容量2200mAh→965mAh+α

充電環境推奨4.2V1A以下で充電。


配線やスイッチなどの位置の写真を撮っておいた。



リチウムイオン電池の保護回路
電池の上限電圧4.35vを管理して電池の過充電を防ぐ
 電池の下限電圧2.5vを管理して電池の過放電を防ぐ
最大電流3.4Ahを管理して充電・放電する際に電流が大きすぎて破損する事を防ぐ
電池がショートすることを防ぐ