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8086の愛車 [三菱 ギャラン]

サブバッテリーの交換 (1/2)

カテゴリ : 電装系 > バッテリー > バッテリー交換
目的修理・故障・メンテナンス
作業DIY
難易度
作業時間3時間以内
作業日 : 2017年09月10日
1
無線機他に使用しているサブバッテリー。こちらは通常の自動車用バッテリーとは異なり、ディープサイクルバッテリーで、頻繁な充放電や深放電にも強いのですが、使用開始から1年弱ほど経ち、最近はちょっとお疲れ気味。あと、やはり、重い。

そこでサブバッテリーの交換をすることにしました。

写真は今まで使用していたバッテリーで、台湾KungLong社製の密閉型ゲルバッテリー、LG45-12です。

今回はこれを、最近欧州では純正採用もされてきている、ALIANT社製のLiFePO4バッテリーに交換します。

2
〇 電流制限抵抗の検討

- EAシリーズ製品データシート
https://www.jp-aliant.com/app/download/12448567489/EA_TDS.pdf?t=1499429100

上記によれば、EA020の公称充電電流@25℃は5A、最大充電電流@25℃は10Aです。

一方、下記はSouthLong社のサブバッテリーコントローラSCP12Eに関する仕様配線図です。

- サブバッテリーコントローラSCP12シリーズ
http://www.mmjp.or.jp/south/0101.html#SCP12E

サブバッテリーコントローラーの入力電流は22Aで制限されていますが、それでもEA020の最大充電電流10Aを超えてしまいます。そこで電流制限抵抗により、充電電流を調整します。

電流が一番多く流れるのは、サブバッテリーの電圧が使用環境下で最も下がった(エンジンを切ってサブバッテリーのみで無線機を運用する時など)状態からの充電を行なう時となりますので、その時の充電電流が10Aを超えないようにします。

まず、サブバッテリーの充電電圧最大は14.7±0.1V、サブバッテリーからの出力が停止されるのは10.0±0.1V、その差は4.7Vです。

※なお、今回使用したサブバッテリーの自己放電率は0.03%と非常に低いので、サブバッテリーコントローラーがサブバッテリーの電圧低下を検知して出力を停止させた時点での電圧が、(今回の環境下での)事実上のサブバッテリーの最低電圧と見做せます。

これを条件として、オームの法則、E=I・Rより、電流制限抵抗:R = E / I = 4.7(V) / 10(A) = 0.47Ω となりますので、電流制限抵抗の値は0.5Ωとします。

この時、電力:P = E・I = 4.7(V) × 10(A) = 47Wとなりますので、定格の50%程度で使用する為、100Wのものを選択しました。
※放熱は後述

今回は、この2つを満たす、写真のメタルクラッド抵抗、0.5Ω、100Wを使用します。

この抵抗を流れる電流は最大10A程度ですので、2sqのリード線をはんだ付けしました。
※この後、熱収縮チューブで保護しました。

なお、充電終末期にはサブバッテリーの電圧が上がり、充電の為に流れる電流が減ってきます。この時の電圧降下について検討すると、充電電流に100mA流れた場合の電圧降下はオームの法則、E=I・Rより、0.1(A)×0.5(Ω) = 0.05(V) となりますので、殆ど無視して良いレベルですので、電流制限抵抗を挿入したから電圧が降下して充電電圧が低くなり充電されない、という事態にはなりません。
3
今回のサブバッテリーは重量が3.2kgと以前のものよりかなり軽くなりますので、ストラットタワーバーからぶら下げる格好で固定します。ストラットタワーバーの底面は平面、バッテリーの上面も平面ですので、この間に40mm角の天然ゴムを挟み込んで、PPバンドで締め上げて固定することにします。
4
ストラットタワーバーの底面とサブバッテリーの上面の間に各ゴムを挟み込んでPPバンドで固定します。
5
電流制限抵抗のリード線の両端に丸型端子をカシメました。
6
PPバンドで固定された角ゴム2つに挟まれた空間にメタルクラッド抵抗を耐熱結束バンドでしっかりと固定しました。ストラットタワーバーだけでも十分な熱容量があるので、10A流れ続けたとした場合でも、抵抗の温度上昇は緩やかになると思います。
7
サブバッテリーのプラス側にはヒュージブルリンクを接続。
※以前のサブバッテリーでも使用していたもの
8
以前のサブバッテリーでも使用していた、三菱自動車純正のバッテリーターミナルキャップでヒュージブルリンク廻りを、サブバッテリーが梱包されていた時のターミナルの保護キャップの内側に強力両面テープを貼り、ターミナルに押し込んで固定し、(+)端子を保護しました。
※(-)端子側は今回も露出です。

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