【必要？】
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ことの発端はRenogy Japanのマーケティングから
新商品の200Ahリチウムバッテリーを利用して
サブバッテリーを載せ替えないかと提案がありました。
既に我が家は生セルで400Ahのリチウムを搭載済み
200Ahへのグレードダウンは我が家にとって一切メリットなし
って事でエクストラバッテリーとして使ってみたいと提案したら、
それについてはキッパリ拒否されて、話はお流れになりました。
ま～ そんなこんなでエクストラバッテリーについて
考えるキッカケとなったのは確かだと思います。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー 200Ah 12V
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って事で久しぶりの考えるシリーズです。
考えるだけ考えて快適化をするかどうかは未定です。
念の為、覚書程度に記録として残しておきます。
あくまでも我が家の実情に合わせた考えであって、
広く一般的なキャンピングカーユーザーに当てはまるとは限りません。
我が家のコルドリーブスは自作の400Ahリチウムバッテリーを搭載済み。
鉛の300Ahからリチウムの400Ahに載せ替えると劇的に使い勝手が変わります。
電力事情としては7～9月のエアコンを使う時期を除き
400Ah（5,120Wh）あれば、ほぼほぼ困ることなく快適に過ごせます。
悩みどころはこの7～9月を除きってところですよね。
我が家の場合として午前中は充電に専念するとか、
ある程度の運用ルールを決めれば真夏も問題なくしのげるので、
容量的に致命的な問題ってわけでもないけど、
何をもって容量が足りると感じるのか判断基準が難しいかな。
鉛トリプルでも足りると言う人も居るでしょうし、
家庭によって使い方も違うので足りる足りないの判断の基準は無いでしょうね。
ちなみに自分が考える一般的な人が満足出来る容量とは、
5日程度の真夏のキャラバンで1日4時間程度の車移動で、
温度設定26度のエアコンを24時間動かせる位の容量があれば、
多方の人に不満が出ないかなと考えてます。
それでもまだまだ足りないと思う人もいるでしょうし、
使い方次第でもっと容量は減らせるでしょうし。
それでも連泊の日程が長くなった時、天気が悪い時は・・・
エアコンを使う真夏のロングキャラバンでは当然だとして、
電気の使用量の少ない冬でも我が家の場合連休は
ホームゲレンデに居座りほぼ移動がない状態で過ごします。
一日の電力使用量はそれほど多くなくても連泊となるとかなり厳しい
豪雪地帯なのでソーラーに雪が積もるし晴れも期待できないし。
いくら走行充電が強力でも動かないなら意味がないので、
走行充電を見直してもそれ程意味が無いですからね。
色々考えるとやっぱり、いざって時の予備バッテリーがあっても良いかな
サブバッテリーにプラスしてエクストラバッテリーを追加する方法です。
最初は400Ah（5,120Wh）あれば四六時中エアコンを使うわけではないし、
我が家の使い方で足りないことは無いと思っていましたが、
人の欲とはきりがなく慣れてくるともっと余裕があればと考えます。
こちらで考えていたように四六時中常時エアコンを使用するなら
サブバッテリーの容量は600～800Ahは必要ってのが正解なのかな。
四六時中エアコンを稼働させないまでも非常用として、
エクストラバッテリーの容量は最低150Ah（1,920Wh）以上、
出来れば200Ah（2,560Wh）程度は欲しいと思います。
300Ah（3,840Wh）あれば完璧なんですけど。
ポタ電で考えると主流の三元系のポタ電を車に積むのはちょっと抵抗あり(^_^;)
出来ればリン酸鉄系のポタ電が良いかなと思います。
ポタ電といえども動かす必要はないので据え置き使用で重さは気にしない。
って調べたらやっぱり高容量のリン酸鉄系ポタ電はそれなりに高額です。
非常用として考えたら我が家は購入できる金額じゃないのは確かかも
Renogy Japanにキッパリ断られましたが汎用タイプの
200Ahリチウムバッテリーを利用する事も考えられますが、
やはり値段を考えたら生セルを使って自分で組むのが安上がりかな
これが生セル初挑戦ならかなり冒険な感じがしますが、
すでに一度自分で組み上げた経験があるので不安要素は一切無し
リン酸鉄で大容量のバッテリーを安く組むならやはり生セルです。
ポタ電と比べると機能は少ないけど容量は十分。
非常用なら機能より容量の方が重要ですからね。
機能が少ないと言ってもスマートBMS搭載なので、
ポタ電と違い詳細な設定が自由に変更可能です。
とりあえず生セルが安いと言ってもどのくらいかかるか検討してみましょう。
【生セルバッテリー】
値段＋コンパクト＋軽量を考えたらプラシェルタイプではなく
今主流のアルミシェルタイプの生セルを選ぶのが無難でしょう。
アルミシェルにも容量違いで色々ありますが、
コスパで考えると210Ahタイプが一番お買い得になります。
48,000円/120Ah＝400円/1Ah
66,000円/210Ah＝314円/1Ah
108,000円/300Ah＝360円/1Ah
120Ａh リン酸鉄リチウムイオンバッテリー4個セット 1536Wh
210Ａh リン酸鉄リチウムイオンバッテリー4個セット 2688Wh
300Ａh リン酸鉄リチウムイオンバッテリー4個セット 3840Wh
リチウムイオンバッテリー (lifepo4) を使った1.5kWhの ポータブル電源 を自作する
生セルで組むなら当然スマートBMSは必需品です。
今使用しているBMSと同じ商品を選択するのが良いでしょう。
スマートBMS 4セル150A Bluetooth接続
出力はインバーターで100Vに変換して使用するのがやはり無難かな
高出力のインバーターでエアコンにも対応可能なモデルで低価格ですが、
国産の未来舎のPowerTite製品と比べて値段が格段に違います。
安かろう悪かろうは避けたいけど、値段は魅力的
Xijia純正弦波 インバーター2000W DC 12V to AC 100V
生セルリチウムで金額のはる購入品は以上3点かな
生セル210Ahの3点セットは合計で105,000円位
一度生セルは組立てているので安定化電源やカシメ工具など、
追加購入する必要もないので部品代だけで製作できそうです。
エクストラバッテリーはキャンピングカーの買い替えの際に
使い回しが出来るようにポータブルとは言わないまでも、
ある程度独立して運用できるのが良いかもね。
って事でまたお得意の自宅で組み立てて確認作業を行い、
車載にはポン付けでエクストラバッテリーを設置する考えです。
生セルと言え210Ah＋インバーターならそれなりの大きさになりますが、
コルドリーブスならサードシート下のスペースを利用出来ます。
自宅で組み立ててそのままバラさず設置できそうです。
重さは22kg程度を予想しているので一人でも作業可能かな
セカンドシートとサードシートは床下を通る配線通路があります。
ここから配線を通すことで目立たず配線できるのはコルドリーブスのメリット
【充電】
使った電気は充電しないとまた使えません。
追加のバッテリーを考える際はこの充電問題とセットで
考えてから増設しないと後でこんなはずじゃ！ってなるはずです。
走行充電が一般的に考えられますが、1日平均何時間エンジンかけてるの？
その時によって変わるので正確には定義出来ないけど、
一般的に考えると朝8時から夕方17時まで観光すると考えて、
昼食の時間も考慮すると実質8時間になりますが、
8時間のうち何時間運転しているかと言うと
普通に考えて4～5時間位が一般的ではないかと思います。
意外と1日の内、エンジンかけている時間って短いんです。
これが1つの基準になる1日でエンジンを始動している時間の前提条件です。
エクストラバッテリーの充電は100Vの充電器を使って、
サブバッテリーから直接頂いても良いのですが、
我が家の場合はソーラー充電器から充電するのがベストかな。
猛暑の時はリアのルームエアコンを日中も付けていたい、
そうなると走行充電が充電に回せる充電量はあまり期待できないので
ソーラー充電はエクストラバッテリーの充電に使い、
走行充電の主な使用はルームエアコンの稼働で使い、
余った電力をサブバッテリーに充電するのが良いと思います。
我が家の走行充電器はソーラー充電器付属のモデルですが、
切替器を利用して別途ソーラー充電器との入替えが可能なので、
ソーラー充電器を利用してエクストラバッテリーを充電するのは簡単です。
使用している走行充電器はソーラー入力があると最大充電量が
50Aから25Aに落ちるので走行充電器はソーラー充電を
別入力にしたほうが走行充電の充電量は多くなります。
現状はリレーを追加して自動でソーラー充電のON/OFFをしています。
理由として一般的に2系統同時充電は推奨されていないからです。
「エンジン始動でソーラー充電を自動で停止して、
エンジン停止でソーラー充電を自動で開始する」
現在はソーラー充電器の入力側にリレーを取付けていますが、
これをソーラー充電器の出力側に変更します。
「エンジン始動でソーラー充電はエクストラバッテリーを充電し、
エンジン停止でソーラー充電はサブバッテリーを充電する」
但し、これだけではエンジン始動中しかエクストラバッテリーに
充電しないのでエクストラバッテリーがある程度まで充電できたら
サブバッテリーに充電するように小細工する必要があります。
なんと言ってもエンジン始動時間より止まっている時間の方が長いので、
エンジン始動時間内だけではエクストラバッテリーを満充電させるのは難しい
小細工の内容は指定電圧で入り切りする様にバッテリーモニターの
リレー機能を利用してソーラー充電の充電先を変更します。
ここでやっとバッテリーモニターのリレー機能が活かせます。
ソーラー充電用のリレーをバッテリーモニターのリレーで自動で入切します。
走行充電とソーラー充電の2系統同時充電は推奨されていないので、
走行充電とソーラー充電の2系統の充電器は有るけど、
走行中はソーラー充電器は基本的に使用していないのが勿体なかった。
せっかくある400Wのソーラーパネルが走行中は遊んでいるので、
走行中に使用していないソーラー充電器でサブバッテリーではなく
エクストラバッテリーを充電するのはとても意義ある事になります。
ソーラー充電は通常エンジン始動中はエクストラバッテリーを充電し、
エンジン停止中はまずエクストラバッテリーを充電して満充電近くになったら
自動でサブバッテリーへ充電切替する仕組みになります。
そうすることでサブバッテリーとエクストラバッテリー両方満充電に出来ます。
これで2系統同時充電を回避する最善策になったとも思います。
走行充電とソーラー充電の2系統を2系統別充電で使用するからです。
充電状況を確認するためにもエクストラバッテリーには
エクストラバッテリー専用のバッテリーモニターを取付けるのが良い。
バッテリーモニターが2つ取り付くってのは面白いかも。
サブバッテリーを生セルで組んであるとエクストラバッテリーも
生セルで用意するのも気持ち的にかなりハードルが下がります。
【出力1】
エクストラバッテリーのインバーターで作った100Vを
車内で使用できるように既存の配線回路にリレーを追加します。
バンテックの正式名称は「室内充電ケーブル取付け（リレー込み）」
バンテックでの取付費用は5諭吉＋税だそうです。
pearladyさんのブログより
流石にブログの画像だけではどう配線しているかわかりませんね(^_^;)
でも使用するコンタクタリレーの型式がわかれば問題ありません。
富士電機 筒形ヒューズ SH-4 コイルAC100V 2A2B
コルドリーブスに現状ついているコンタクタリレーはもうディスコンです。
春日電機 MUFR10-4 122
コンタクタリレーは春日井電機製品で揃えたかったけど仕方ない。
最新のバンテック車は富士電機製に変わっているようです。
コンタクタリレーの配線方法としては下記を参照して下さい。
メーカーが変わっても接続方法はそう変わりはありません。
書いてある接続番号とか同じなんですけど規格物なんでしょうか？
既存の1500Wインバーターから100V出力が2系統あります。
1つはルームエアコン用で、もう一つはエアコン以外の100Vに繋がっています。
インバーターの100Vはコンタクタリレーの真ん中の入力に接続です。
外側の優先接続には外部充電からの配線が接続されています。
バンテックの「室内充電ケーブル取付け（リレー込み）」とは違い
コンタクタリレーを2つ追加して使用するのが良いでしょう。
設置場所も既存のコンタクタリレー横に取付けスペースがあります。
追加コンタクタリレー1：ルームエアコン用
優先入力：サブバッテリー
入力：エクストラバッテリー
追加コンタクタリレー2：車内100V用
優先入力：エクストラサブバッテリー
入力：サブバッテリー
詳しく書くと、インバーターから出ている2本の100V配線が入っている
コンタクタリレーから接続先を新しく新設した追加コンタクタリレーの
片方は優先入力に配線して、もう片方は入力に接続します。
エクストラバッテリーからの配線は片方は追加コンタクタリレー1の入力に、
もう片方は追加コンタクタリレー2の優先入力に接続します。
追加コンタクタリレーの出力先は取外して空きになった
既存のコンタクタリレーの入力端子に接続します。
これでサブバッテリーの100Vとエクストラバッテリーの100Vに
優先順位を付けて元あったコンタクトリレーに接続する事になります。
なぜ、1つにまとめて入力しないで追加コンタクタリレーを2つ用意して
わざわざ入力を変えるかというとサブバッテリーのインバーターと
エクストラバッテリーのインバーターを同時に使用することで、
エアコン使用中でも電子レンジや電気ケトルを使えるようにします。
※ブレーカーの仕様からエアコン15A以内＋室内15A以内の使用です。
※室内15A以上となる電子レンジと電気ケトルの同時使用は出来ません。
折角ならバッテリーとインバーターが2つあるメリットを活かしたいなと。
これで100Vが3,500Wまで同時に使えるというのは便利でしょう。
片方のインバーターを止めると動いているインバーターに切り替わり
全て動かすことになるのでどちらか専用ということはありません。
バンテックより高機能な配線で10分の1の値段で出来るのは良いかな。
って言うかバンテックの工賃がありえないくらい高額ですね(笑)
この配線は当然、ポタ電追加で使用する人でも利用できます。
エクストラバッテリーをポタ電で選んだ人にも応用可能な配線です。
バンテックに作業を依頼したら保証がある？
部品が壊れた際には製品保証があるので、バンテックの保証って何でしょうね？
単なる工賃だけだと思うので工賃の時間単価が高くて良心的じゃ無いかな。
施工内容がブラックボックスだとどうやって配線しているかわからないけど、
こうして記事にして説明するとそれ程難しい配線では無いのがわかります。
なので保証ってよりはこうしたら出来るという情報料が高いんでしょうね。
あっ バンテックさんごめんなさい！情報バラしちゃいました(笑)
それでも部品の10倍の工賃払って作業を頼むほうが良いでしょうね。
バンテックの手厚い保証が付くし(^^)
【出力2】
エクストラバッテリーは100V系の追加であってメインのサブバッテリーの
充電量が少なくなると12V系が使えなくなる可能性も有ります。
エクストラバッテリーから100V出力を降圧して
サブバッテリーに充電する場面も考えましょう。
エクストラバッテリーの設置は100V系の強化だけではなく、
12V系の補強も重要な強化項目対象になります。
100Vにプラスして12Vの補強もエクストラバッテリーの存在意義なので、
エクストラバッテリーに追加するインバーターは、
100Vの出力端子が3口有るのがベストですね。
エクストラバッテリーからサブバッテリーへの充電は簡単です。
元から付いてあるすぐれもの充電器経由で充電すれば良いだけです。
これも別途コンタクタリレーを追加して元からある100Vを優先入力として、
エクストラバッテリーの100Vを入力に接続しちゃえば良い訳です。
その際に、エクストラバッテリーからコンタクタリレーに接続する配線には
オンオフスイッチ付きの配線が必要です。
リモートスイッチを噛ませるか、昔ながらのオンオフスイッチを入れるかです。
流石にこの辺りを自動化するのはどのタイミングで充電開始するか、
切替える判断基準が自動では難しいので手動で入切をするのがベストかな。
リモートコントロールスイッチ 110V30Aリレー
これでサブバッテリーの容量が減ったらスイッチ・オンでエクストラバッテリーから
100V出力ですぐれもの充電器から15Aで充電出来ます。
優先入力に外部電源を噛ませてあるので外部が入れば外部充電が優先です。
充電電圧はスイッチ一つで13.4Vと13.9Vが選べます。
ここまで外部電源の機能が増えると、あまり出番のない我が家の
外部電源の使い方でも出番が増えそうなので鉛用の流用ではなく
リチウム対応の高出力充電器に替えるのも視野に入ります。
インバーターで100Vに昇圧して出力してすぐれもの充電器経由で
12Vに降圧して給電するとはかなり効率が悪そうですけどね(^_^;)
サブバッテリーが何かの拍子で使えなくなった場合は、
100V系はエクストラバッテリーからのインバーター出力がありますが、
12V系は切替器を1つ挟んでサブバッテリーとエクストラバッテリーを
直接接続する回路が必要かもしれません。
エクストラバッテリーで車内の12V系を直接動かすために
エクストラバッテリーから12V出力することでサブバッテリーに冗長性を
もたせるという役割を割り当てるのも良いかもしれません。
サブバッテリーの2重化でトラブルにも対応できそうです。
ま～ エクストラバッテリーで12V系の駆動は必要ないかもだけど、
念の為、システムだけは考えておく必要はあるかもしれません。
【まとめ】
リン酸鉄の210Ahエクストラバッテリーが生セルなら
自分で組み立てるとしたら車内配線込みで12万程度です。
ん～ 容量が210Ah（2,688Wh）として考えたらかなりお値打ち価格
ちなみに容量が120Ah（1,536Wh）なら10万程度、
300Ah（3,840Wh）なら16万程度になります。
でも、真夏のロングキャラバンだけで使用するって考えると本当に必要か？
ホントに我が家は電気が足りてないのか微妙な判断です。
エアコン使用中でも電子レンジが使えるようになるメリットや、
もしもの時の保険と考えプラスαならアリなのかナシなのか悩ましい
でも、ここまでやればサブのリチウムバッテリーも完璧です。
単純に容量を増やすのではなく予備バッテリーとしての使い方
これで更に快適な電力事情が実現すると思います。
サブ400Ahにエクストラ210Ahの合計610Ah（7,808Wh）あれば
真夏での電力不足の不安もほぼ解消するでしょう。
5日間位までならオフグリッドでエアコンの常時稼働も可能だと思います。
ちなみに我が家の例として今年の真夏の最大使用量は、
朝に満充電でスタートして翌日の朝に残量200Ahになっていました。
日中は走行充電とソーラーで200Ah程度発電していたので
丸1日の使用量だと400Ah程度使用していたと考えています。
一人暮らしのアパート住まいの月の電力使用量は
年間の月平均で185kWhらしいので、
185kWh÷30日÷12.8V×1000＝482Ah/1日
車内と言う環境で二人なら400Ah/1日でもおかしくないかな。
って事でエアコンを使用した1日の使用量は400Ah必要とすると、
5日間だと4泊なので400Ah×4泊＝1,600Ah必要なのに対して、
バッテリーはDOD80だと610Ah×0.8＝488Ah使えます。
ソーラー発電は1日で100Ah×4日＝400Ah程度発電します。
走行充電は45A×4時間×4日＝720Ah程度発電します。
使える合計は1,608Ahなので計算上はギリギリ間に合います。
ロングキャラバンなら実際はもっと走るので余裕が出ると思いますが、
じゃ～ 1週間ならどうなのとか欲を言い出したらきりがないですね(笑)
エクストラバッテリーという考えは我が家にメリットが有るのか無いのか、
とりあえずエクストラバッテリーを追加するならと考えるだけ考えてみました。
追加するなら週末2日だけ使うには進化の著しいポタ電の選択が無難かな？
一般的に真夏に連泊の回数って限られるけど、
我が家の様に連泊が多い家庭には向きません。
1,500Whクラスのポタ電1つでは1泊は出来ても連泊はかなり厳しいからです。
連泊日数に合わせてポタ電の数を揃えるって奥の手は有ります。
1,500Wh÷12.8V＝117Ahに走行充電が1日4時間で考えると、
35A×4時間＝140Ahを加えても1日の使用量400Ahに足りないので、
400Wクラスのソーラーを搭載しているのであれば
ポタ電1つでもエアコンを一日動かすことがギリギリ出来る容量になるかな。
但し、連泊なら翌日に外部電源を使える施設を挟むのは必要になると思います。
もしくは走行中に発電出来る発電機を搭載しているかです。
何故ならポタ電は外部充電が無いなら走行充電を利用するのがデフォだからです。
リチウムの充電効率97％に対して鉛は75％と非常に充電効率が悪いのに加え、
鉛バッテリーは長時間の大電流出力には向いていない特性があるからです。
大電流出力した場合の鉛バッテリーの取り出せる、
電気の総量は容量の半分程度まで落ち込む事もあります。
あくまでも鉛バッテリーは20時間で5Aの出力で
100Aの電力を取り出せるのが容量の定義だからです。
1日4時間程度の走行充電でポタ電を満充電にするには
1,500Wh÷4時間＝375Wh÷12.8V＝30A
それに加えて低電圧系の鉛サブも冷蔵庫・照明等で使用しているので
そちらも一緒に走行充電で充電する必要があります。
我が家の例で考えると1日70A程度の使用量になるでしょうから、
鉛は充電効率が75％程度と非常に効率が悪いので
70A÷0.75÷4時間＝23A
ポタ電の30Aと鉛サブの23Aを走行充電で充電するとなると計53A
オルタ直結でコンスタントに充電するには荷が重い充電量です。
オルタ直結の充電量は上下動が激しいので一概にこれくらいと言えませんが、
今までの経験値的に平均して出せる充電量は35A程度かな？
今となっては鉛バッテリーは取外した後なので実際は不明です。
朝イチのメインバッテリーの電圧が低い時は60Aとか出たりするけど、
メインバッテリーの電圧が上昇したらすぐに落ち着きます。
130A発電出来るオルタの使用していない電気量全てを充電に使える訳ではありません。
しかも鉛バッテリーは満充電近くなるとほとんど入らなくなるので、
リチウムを使うと鉛バッテリーの充電の入りの悪さを余計痛感します。
1日4時間程度の走行充電では賄えないと思います。
Natsのエボシステム（22.5A×2の充電器）を搭載していても厳しい充電量です。
しかも充電を優先するなら走行充電中はリアのエアコンを使用出来ないので、
リアに家族が乗っているなら真夏はかなり暑い思いをさせるし、
リアのエアコンを使用したら充電に回せる電力が足りないので
満充電には走行充電に頼らず外部電源のある施設を適度に挟む事になります。
我が家のようにリアに人が乗ることがない家庭なら
リアのエアコンを稼働させなくてもいいなら充電が足りるかもしれません。
ポタ電が複数台体制ならどんどん使えるんですけどね。
キャンピングカーの電力事情は各家庭によって様々
我が家だって購入当初は真夏を鉛トリプルで乗り切っているので、
追加バッテリーが無ければ夏を越せないことはありません。
やはり何処まで電気の足りない不便を我慢出来るかの差になるのかな？
真夏でもリアのエアコン稼働は必要ではないという我慢強い人は関係ないし、
外部電源のあるRVパークを渡り歩くから関係ないという計画的な人もいるし、
真夏は標高を上げるから大丈夫だという行き先が決まっている人もいるし、
リチウムバッテリーを搭載して不自由なく真夏を越す、
行き先にとらわれず無計画に出歩くキャンピングカーの自由を考えたら、
我が家ならこうだろうなと我が家基準で電力事情を考慮しただけなので、
全てのキャンピングカーユーザーに当てはまるとは言えませんが、
今回の考えが皆さんの何かの参考になれば幸いです。
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