安定して使える日もあるから2つの実験をして「分解」するか判断したいと思います✨今回は1つ目の放電実験をお伝えします。
記事を読んで分かること
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの特徴
- 寿命かな？故障かな？と思った時の対応
記事を読んでもらいたい人
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが欲しい
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリーについて知りたい
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが壊れた
2019年5月から廃墟寸前な新居生活エンジョイ中「マッキー」です。
趣味
- 「太陽光発電・蓄電池」自作設置➡貧乏生活しながら電気代を下げる
- 「副業収入・電気代(削減した分)」太陽光発電投資する
夢
- 結婚
- オフグリッド生活
- 「本業・農業・副業・投資」頑張って人生豊かに過ごす
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2年目ブロガーです！
みなさんは太陽光発電を専門業者が取り付けるとばかり思っていませんか？実は一般の方でも太陽光発電と蓄電池を自作することができます。難しそうに見える自作ですが、私でも勉強したらできました！ソーラーパネルを数十枚揃えるのではなく、一枚からできる「小さな太陽光発電所」と自動車用バッテリーから作る「小さな蓄電池」から作り始めると良いでしょう✨
大切なことは「接続方法」を覚え、太陽光発電の「知識」を豊富にすること
私の場合、第二種電気工事資格が必要ない30V未満で太陽光発電システムを組んでいます。室内配線は資格所有者と一緒に設置しました。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの特徴について
他のバッテリーと比べ長寿命
鉛バッテリー
- 自動車用：2年～4年(エンジン始動のみ)
- セミシールド型ディープサイクルバッテリー：2年～4年（自動車用より電気を取り出せる）
- シールド型ディープサイクルバッテリー：5年（ガス発生を抑え込み液体に戻すため上記2つより長寿命）
リチウムバッテリー
- 三元素リチウムポリマーバッテリー：2年～4年（容量の90％まで電気を取り出せるがサイクル数は500と少ない）
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー：10年（容量の90％まで電気を取り出せ充放電サイクル数も2000～4000と多い）
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは「使える電気の容量と回数が他のバッテリーより多くて長寿命」と言う事がわかります。
他のバッテリーより高い安全性
鉛バッテリー(ディープサイクル含む)
希硫酸ガスの発生や可燃性のある水素ガスを放出するため危険
一般的なリチウムバッテリー(バッテリーマネジメントステム管理されている)
リチウムバッテリーが劣化したり穴が開くと、プラス・マイナスが直接バッテリー内で短絡し発熱する。可燃性の材料を含んでいるリチウムバッテリーは発火や爆発リスクがあり危険
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(バッテリーマネジメントシステム管理されている)
結晶構造が強固で崩壊しにくい、エネルギー密度も他のリチウムバッテリーより低いため穴が開いたり劣化しても発火や爆発しなくて安全
大きな家電も動かせる放電能力
鉛バッテリー
- 自動車用：瞬間的な放電に強い能力はあるがバッテリーの特性上、長時間大きな家電を動かせない
- セミシールド型ディープサイクルバッテリー：瞬間的な放電に弱くバッテリーの特性上、大きな家電を動かせない
- シールド型ディープサイクルバッテリー：瞬間的な放電に弱くバッテリーの特性上、大きな家電を動かせない
リチウムバッテリー
- 三元素リチウムポリマーバッテリー：エネルギー密度も高く瞬間的な放電に強い能力がある。大きな家電を長時間動かせる。サイクル数が少なく寿命が短い
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー：エネルギー密度は他のリチウムバッテリーより低いが、瞬間的な放電に強い能力がある。大きな家電を長時間動かせる、そしてサイクル数も多い
質問者 太陽光発電システムを自作設置したけど、蓄電池(バッテリー)何を選んで良いか悩んでます。設置した後に後悔しないオス…
猫ちゃん 太陽光発電設備を自作で設置したけど、蓄電池に何を選んで良いか悩んでます。家電に適した蓄電池/バッテリーを教えて…
長寿命のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーなのに
電圧が不安定
使っているバッテリーは「SCREMOWER 12V100Ah New Model」では少し深堀してお話します。
【寿命かな？】電圧計が大幅に上下する
電圧計が上下した時の状況
- バッテリー内部の過充電保護が作動していないためか満充電した後、電圧計の数字が一瞬「15V」まで上がり一度充電を停止させた
- バッテリー内部の過放電保護が作動していないためか正弦波インバーターが勝手に停止した後、電圧計の数字が「5V」へ落ちた
【寿命かな？】消費電力が高い家電を動かすと保護機能になる
不安定になったバッテリー
定格2000W正弦波インバーターを使い動かしていた家電は「インバーター式洗濯機・扇風機」合計300Wくらいの消費電力です。
ケーブルは許容量100Aを2本ずつ接続している。バッテリーから電気を取り出し100Vに昇圧と交流に変換する構成までは問題は無い、ところが保護機能によりバッテリーは不安定な動きをしている
【寿命かな？】バッテリーを充電しても電気が貯まらない
専用充電器を使い充電してみた
バッテリー購入時に付属した充電器を使い商用電気から充電してみる。3分で充電完了になり5V表示は変わらない！充電しても電気が貯まらないバッテリーになりました
原因はバッテリー内部のBMS？
急なセル異常でバッテリー電圧が5Vまで落ちるはずがない
バッテリー内部に接続されたBMS(バッテリーマネジメントシステム)が粗悪品かはんだ付け不良による誤作動が原因だと思ってます。
私の購入したバッテリーは外れだったんでしょう💦バッテリーを開封して内部を見ようと考えましたが、高価なバッテリーなので返金・交換申請を出します
購入先に返金・交換申請をしてみた
Amazonに事情を伝える
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを購入して1年経過していません！寿命を迎え壊れるには早すぎます。Amazonカスタマーセンターに問い合わせ「返金・交換」の申請をしました✨連絡を入れ申請の答えが出るまで半月は待ったと思います。
保証期間内なので返金対応になりました
新しいリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを注文
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寿命が来たバッテリーを交換する前に実験してみた
放電実験の準備：最低限の蓄電池システムを作る
- 正弦波インバーター：SUDOKEJI1000W(付属ケーブル38SQ)
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー：SCREMOWER 12V100Ah New Model
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放電実験：消費電力300Wの洗濯機を動かせる？
放電実験：消費電力100W未満で長時間バッテリー使える？
洗濯機は脱水手前まで動きました！それなら低い消費電力で長時間バッテリー放電は可能なはずです！
放電実験の結果と結論
「バッテリー寿命なのか？別の場所が壊れているか？」見当付きました✨実験結果と結論をお伝えします。
結果：消費電力の高い家電は動かせない/消費電力の低い家電は動かせる
- 洗濯機は脱水中に高い電力を消費します。インバーター式の洗濯機の為、脱水中は徐々に消費電力が上がる仕様です。
100W以上300W未満にバッテリー保護機能が働き停止する。その結果、洗濯機を動かせない - バッテリーセル異常が無い事と電圧計が狂ってないか確かめるため、消費電力の低い家電を長時間動かしました。結果としてバッテリー容量分、家電を動かせます。と言う事はバッテリーセルに異常は無いです！
結論：バッテリーBMSに原因がある！
実験した結論バッテリー内部BMSに原因があることは確かです。今後ソーラーパネルを使った充電テストを行って判断しようと思います。
まとめ：リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの寿命が来た？
交換前に実験してみた結果
鉛バッテリー
- 自動車用：2年～4年
- セミシールド型ディープサイクルバッテリー：2年～4年
- シールド型ディープサイクルバッテリー：5年
リチウムバッテリー
- 三元素リチウムポリマーバッテリー：2年～4年
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー：10年
鉛バッテリー（ディープサイクル含む）
希硫酸ガスの発生や可燃性のある水素ガスを放出するため危険
一般的なリチウムバッテリー（バッテリーマネジメントステム管理されている）
リチウムバッテリーが劣化したり穴が開くと、プラス・マイナスが直接バッテリー内で短絡し発熱する。可燃性の材料を含んでいるリチウムバッテリーは発火や爆発リスクがあり危険
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー（バッテリーマネジメントシステム管理されている）
結晶構造が強固で崩壊しにくい、エネルギー密度も他のリチウムバッテリーより低いため穴が開いたり劣化しても、発火や爆発しなくて安全
鉛バッテリー
- 自動車用：瞬間的な放電に強い能力はあるがバッテリーの特性上、長時間大きな家電を動かせない
- セミシールド型ディープサイクルバッテリー：瞬間的な放電に弱くバッテリーの特性上、大きな家電を動かせない
- シールド型ディープサイクルバッテリー：瞬間的な放電に弱くバッテリーの特性上、大きな家電を動かせない
リチウムバッテリー
- 三元素リチウムポリマーバッテリー：エネルギー密度も高く瞬間的な放電に強い能力がある。大きな家電を長時間動かせる
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー：エネルギー密度は他のリチウムバッテリーより低いが、瞬間的な放電に強い能力がある。大きな家電を長時間動かせる
長寿命のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーなのに電圧が不安定
- 電圧計が大幅に上下する
- 消費電力が高い家電を動かすと保護機能になる
- バッテリーを充電しても電気が貯まらない
- 原因はバッテリー内部のBMS
購入先に返金・交換申請をしてみた
- 保証期間内なので返金対応になりました
- 新しいリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを注文
寿命が来たバッテリーを交換する前に実験してみた
- 正弦波インバーター：SUDOKEJI1000W（付属ケーブル38SQ）
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー：SCREMOWER 12V100Ah New Model
- 放電実験：消費電力300Wの洗濯機を動かせる？
- 放電実験：消費電力100W未満で長時間バッテリー使える？
- 放電実験の結果と結論
結果：消費電力の高い家電は動かせない/消費電力の低い家電は動かせる
- 100W以上300W未満にバッテリー保護機能が働き停止する。その結果、消費電力の高い洗濯機を動かせない
- 消費電力の低い家電を長時間動かしました。結果としてバッテリー容量分、家電を動かせます。と言う事はバッテリーセルに異常は無いです！
結論：バッテリーBMSに原因がある！
寿命かな？壊れたかな？判断する今後の実験
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