ユズ太郎のブログ一覧

いまいち動作不安定だったモバイルルーターとESP32用に独立した12V20AhのLFPバッテリーを用意し、配線も太くして、シガーソケットに差し込むタイプのUSB電源から供給するようにしたところかなり安定して動作するようになった。以前の駆動用バッテリーにつないだDC-DCコンバーター経由の電源だと、走行や停止、充電等々に伴って電圧の変動やノイズが盛大に発生していたのだろう。
このLFPバッテリーはコムスの屋根に乗っけられる大きさの太陽電池で充電するようにしていて(バッテリーはBMSを内蔵しているので16V程度のパネルを直結している)、おそらくこの閉じた系統だけで電力は賄えると思うが、いざとなれば駆動用バッテリー由来のUSB電源もあるので困ることはないだろう。
さらに、程よい容量の12Vバッテリーなので緊急時の補機バッテリーとしても使えると思う。

先日往復で400kmくらいのところへ一泊旅行をしてきた。行きの目的地は途中に山道などもそれなりにある170km超の場所だったが、電圧を見ている限り全く電欠の心配もなく、心穏やかに無給電でたどり着くことができた。宿泊地近くに無料充電器付きの駐車場があったのでここで充電の検証をしてみた。
まずは観光している間は結構時間を費やすので14A充電できる方だけをつないで数時間かけてゆっくり充電した。戻ったときには満充電になっているかなと思っていたが、まだ80Vちょっとくらいで充電は続いていた。夜間は管理者がいなくなるということで一旦充電は打ち切って翌朝に再検証。
ここの充電スタンドは4kW出力なので満充電が仮に82Vだとすると最大で48.8A程度で充電できる計算になる。変換ロスなどもあるだろうからとりあえず14A＋30A=44Aで充電してみた。(これより大きな電流値を要求すると最悪スタンド側のブレーカーが落ちて異常終了しまうかも)各接続箇所やケーブルをしばらくあちこち触りながら温度の様子をみていたけれど、どこもほんのり温かくなる程度であった。むしろ30A出力している充電器本体が一番熱くなっていてこれが60Aになったときどうなるかが一番の懸案事項かも。ただ60Aになるとファンが爆音を立ててMAX回転するようなので設計上はなんとかなっているのだろう。
充電終了に関しては、最高セル電圧が3.6Vを超えたときにESP32によるリレー制御が働いて自動的に切断された。
というわけで、それなりに設置数の多い3〜4kW充電スタンドに関しては問題なく上限出力で充電できそうなことがわかって一安心。
ただ改善しなければならないことも出てきた。ESP32が再起動を繰り返すことがあるのとPOVOのWiFiルーターがしばらく稼働しているといつのまにか切れてしまって復帰しないことがあることだ。いずれも電源が不安定なせいだと思うので、それらを見直すことと、POVOに関してはESP32がWiFi接続できなくなったときにルーターの電源を入れ直す機能を追加してみようと思う。なお、ESP32自身は再起動を繰り返すとはいえ自身が備えるウォッチドッグ・タイマーのシステムは極めて堅牢で、今までハングアップしたまま機能停止した事は一度もない。

次は6kW充電にチャレンジしてみよう。

バッテリーから追加の120Aアンダーソンコネクタケーブルを引っ張り出せたので100kmくらい離れたところの旬の名産品を買いに行くついでに道中の充電スタンドで前のブログに書いたJ1772ソケットの動作確認をしてみることにした。乗り出し時は本体の充電器でしっかり満充電していった。今回も最高セル電圧3.6Vできちんとリレーが切れて充電終了できていた。

今の季節はバッテリーにとってとてもいい条件のようで、80V前後の電圧域では走っていてみなぎるような力強さを感じる。普通車の車の流れにも遅れることなくついていけるし、ゆるい坂道なら50km/h台も普通にキープできる。ずっと60km/h近辺の速度で走り続けていてもなかなか電圧降下せず、航続距離に関する不安はほぼなくなったと言ってもいい。
走行の安定性も素晴らしいと思う。60km/hで走っているときでも直線ではほぼ手を添えているだけでいいし、カーブで振られる感じもほぼないし、しっかり低重心で地に足がついた安心感がある。何度か急ブレーキをかけることがあったが気持ち良いほどピタッと止まる。制動力も抜群だと思う。

買い物の用事を済ませて帰りに立ち寄った遺跡の駐車場に公設の充電スタンドがあるのでそこで手組のソケットの動作確認をさせてもらった。何度もテスターで確認しているとはいうものの初めてつなぐときはやはりドキドキするもので、まずは車側の充電器は接続せずに、火花が飛び散りませんようにと祈りながらスタンドのプラグをソケットに差し込む。幸い火花も発生せずスタンド側からカチッという音がしてうまくいった感が漂う。ちなみにCP信号用リレーはＯＮにしたまま接続したので即通電のパターンである。ＡＣソケットの電圧をテスターで測ると200V以上来ている！これは成功したのではなかろうか。一旦スタンドからのプラグを抜いて、車側の充電器を接続し、再びスタンドのプラグを差し込むと無事充電を開始した。車側の充電器を2台つないでも両方とも動作した。壁用コンセントに掃除機やらパソコンやらを同時につなぐことができるのと同じ理屈でスタンドの出力以内に収まるのであれば複数充電器の接続も問題なさそうだ。
電流計で2つの充電器の電流値を測ると1つは14A、もう一つは9A程度流れていた。14Aの方は本来40Aとして導入したものである。形状からすると20A充電器を2つ合体して40A器に仕立て上げたような感じだがどうもそのうちの片方が機能していないようだ。当初はもっと電流値が大きかった。以前から充電量が少なすぎると感じていたのはこの充電器の不具合によるものだろう。もう1台の充電器が並行して9A出せているのでスタンド側にはそれ以上の余力があるということだから、14Aで頭打ちになっているということはそういうことなのだろう。9A出せている方の充電器は電圧・電流値が調節可能なタイプで、90Vくらいでも60A出せるという代物だ。あいにく今までバッテリーからアンダーソンコネクタの引き出しができていなかったため動作確認ができておらず今回が初めての使用。起動時は10Aで設定されていた。そしてこの設定変更にブルートゥースアプリが必要なようでこのアプリがすぐには手に入れられず電流値の変更ができなかった。というわけで仕方なく80V*(14A+9A)=1.84kWくらいでの充電となった。このくらい(AC200V側は9A程度)であればACソケット・プラグまわりはさわってみても熱を持っている感じはしなかった。6kW充電は次回に持ち越し。14A+60A=74A受電できれば80V*74A=5.92kW。ただ片方の充電器が60Aで受けるとAC200Vコンセント部が24Aくらいになるのでここが一番の問題。本当はちょうど半分ずつくらいに分散したかったのであるが。
ワット数についてはさておき基本的な充電操作に関しては最後までトラブルなしだった。WEB画面を介してESP32につないだリレーをオフにするとちゃんとスタンドからの給電はストップするし、ONにすると再開する。おそらく満充電時にも自動的に切れてくれることだろう。
この日は結局206.5km走行した。このスタンドで40分くらい充電して帰宅時はまだ79V近く残っていた。

今後の計画：72VのDC-ACインバーターを車載し冷凍冷蔵庫や電子レンジなど車内でAC100V機器を使えるようにしたい。シートを工夫して横に丸まって仮眠できるようにしたい。折りたたみ自転車を積載できるようにしたい(ルーフか背面)。レンジエクステンダーを搭載して北海道を走破できるようにしたい。ハードドアを設置したい。障害物センサー／アラートを設置したい。安価な汎用タイマーを使用して間欠ワイパーモードに対応したい。補機バッテリーをナトリウムイオン電池化したい。ESP32にホールセンサーを接続して比較的精度の高い電流計、SOC、残航続距離表示をできるようにしたい。等々

充電器2台体制で6kWに挑戦しようと思ってJ1772のソケット部を組んでみた。



矩形波のデューティー比は充電スタンドの送電能力を一方的に通告するだけのものであって、受電側の応答によって電流値を制御できるわけではないようなので、とにかく車体バッテリー充電器のDC電流値を合計80Aくらいまで引き上げることに尽力する。

充電器は2台ともAC側がUS3ピンプラグなのでパナソニックの2口ソケットを使った。接続処理が一番やりやすいので3芯VVF1.6を2本束ねている。ケーブルは合計で30A行けると思うが、コンセント部が焦げるかも？

末端がXT60のコードは満充電時にCP信号をオフ(並列1.3kΩ抵抗の回路断)にするESP32制御下のリレー(最高セル電圧3.6Vまたはセル電圧計測不可のときにオフになるように設定)に接続するためのもの。本来はこんなに太くなくてもいいのだけれどAC100V本体充電器で充電しているときのAC100Vカットオフに使うのと同じXT60端子を共用しているのでこの太さ。そしてリレーがうまく動かないときのスイッチ・オン用にペアになる両極短絡済み端子を紐でつないで備えている。

DC側のケーブル増設が終わっておらずまだ検証はしていないが、各部で熱を持つようなことがあればケーブルを太くしたりアンダーソンコネクタを使うなどして対応するつもり。

先日折角最高セル3.6Vまでみっちり充電したので、充電せずにどのくらい走れるか挑戦してみた。
メインは160Ahの24セル、サブは105Ahの24セル、合計で265Ah、72Vで計算すると19.08kWh。最初から最後まで並列接続での走行という条件。
最初の220kmくらいは1泊2日の旅行でいたわり運転ではない走行、残りは近所の買い物などを数日間かけて走行した分。
全体の電圧が74Vを下回った時点で終了した。総走行距離数は325kmだった。おそらくまだ数十kmは走れるだろうが、300km超えを達成できたので安全圏で切り上げた。(容量比でメイン分が196km、サブ分が129km。商用電力が1kWh40円だとすると763円で325km以上走れる計算になる。325kmというと東名高速道路の東京−名古屋間の距離。ガソリン1L160円換算だと燃費は約68km/L相当。太陽光パネルの電力を活用すればさらに経済的で、極めてエコな乗り物といえる。)
今回のチャレンジで嬉しい誤算があった。劣化していたと思っていた9番セルがどうも慢性的な充電不足だったようなのだ。おそらく使用期間の違いから充放電の曲線が異なっていてバランサーで調整した同じ電圧の時でもSOCがズレていたのだと思う。今回かなりしつこく満充電に近づけるように追い込んでいたので9番セルも上限近くまで充電できたのではなかろうか。いつもは他セルよりもずっと早く単独で電圧が下がっていたのだけれど今回は9番セルと他セルの電圧差は僅かなものだった。
9番セルがこなれてきて充放電曲線が他セルに近づいてくれていればありがたいがそうでなければまたときどきしっかり満充電する必要があるかもしれない。