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リチウムイオン電池なら循環電流は流れない?電池に電位差があれば循環電流は流れます。これはどのような種類の電池でも同じです。 電池にはセルと呼ばれる最小単位の電池があります。このセルをバスバーと呼ばれる電極を溶接して直列や並列にしたものをモジュール(組電池)と呼びます。モジュールに電圧や温度を監視するBMS、充放電回路や冷却機構などの機能を盛り込み一つのパッケージとしてまとめ上げたものをパックと呼びます。 市販されているリチウムイオン電池は殆どがこのパックになります。パックの中には、セル間に循環電流が流れないように、セル電圧を調整する機能が内蔵されています。しかし、パック同士を並列に接続する場合には、他の電池と同様にパックの電位差によりパック間に循環電流が流れます。 誤解が多いのは、新品の同一型番の電池を並列にして使用し、循環電流は流れないと断言されている方です。この場合は、鉛電池でも循環電流は流れません。循環電流は、電池が使用により劣化し内部抵抗にばらつきが生じた時に流れます。或いは、型番の違う=内部抵抗が異なる電池を並列にした時にも流れます。 リチウムイオン電池に取り替えるメリットは、SOCが0%付近まで使えることです。鉛電池では80-70%程度で充電しないと、寿命(繰り返しサイクル)が短くなってしまいますが、リチウムイオン電池にはそれが殆ど無いと言うことです。言い換えれば、今まで4並列で鉛電池を使っていたなら、同容量のリチウムイオン電池なら1個で済むということです。勿論、チャージコントローラーをリチウムイオン電池専用品に換えた場合の話です。 | |
リチウムイオン電池の試験導入(2024.2.17) バッテリー1号機と2号機が設置より9年目を迎え、機能しなくなりました。3号機と4号機も4年を経過し、不照日が長引くとバッテリー残量が底を尽き、停電が発生する事態になりました。 | |
![]() | バッテリー残量計が真っ白、交換サインがでています。 |
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12.8V系のリチウムイオン電池は、Amazonに沢山出品されています。ATLやBYDのような中国の有名電池メーカーはセル製造に専念していますので、パック電池のメーカーは知らない会社ばかりです。ユーザー評価に頼る以外に選択の手段がありません。 | |
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取説に、詳しく充電モードの説明があります。これを見る限りは鉛蓄電池との違いは、フローティング充電が無いだけで、CC充電やCV充電は同じ方式だと分かります。ただし、コントローラーの設定を見ますと、若干パラメーター(設定電圧)が異なるようです。 | |
![]() 外観、どこにもPSEマークはありません。 | ![]() 実はPSEには該当しない製品なので、マークが無いのが正解です。 |
![]() ターミナルが頂けない。凸型でないので接続し難い。(要改善) | ![]() こういうターミナル金具が付属しています。見た目にしょぼい。 |
![]() 取説に従い初期電圧を測定する。 | ![]() 鉛蓄電池と置き換えたところ。容積が小さいので、保温バッグの中はスッキリ。 |
![]() 何事も無かったように、元通りです。 | セットアップ完了です。 |
リチウムイオン電池の試験導入�U(2024.3.20) バッテリー1号機をリン酸鉄系リチウムイオン電池(LFP系電池)に置き換えて、早1ヶ月が経過しました。特に問題もなく使えているようですので、バッテリー2号機もLFP系電池に置き換えることにしました。 | |
![]() RedOdoと横幅と高さはほぼ同寸 | ![]() RedOdoより若干奥行きがある。 |
![]() | RedOdoとの一番の違いは、本体に充電量表示用の白LEDとBlueThooth用の青LEDがあります。 |
突然のシステム停止 リチウムイオン電池導入後、8ヶ月を経て、一見順調に動作していたと思われたが、10月20日の夜間に電池切れに陥ってしまった。暫くは太陽が昇ると充電し、夜間に電池切れを起こす現象を繰り返していたが、23日には電池が復旧しなくなり、電源喪失となりチャージコントローラが停止した。 リチウムイオン電池専用充電器に接続し、3時間ほど充電すると、1号機と2号機は12.8Vに回復し、2号機は満充電であることも判った。しかも、2号機はサイクル回数は1回と表示されていた。(このサイクル回数はリセットされたものか否かは不明) | |
原因の究明 リチウムイオン組電池(複数のセルを組み合わせた電池)の場合、内部にBMUという充放電を制御する回路が搭載されている。過充電防止回路は、電池の充電電圧が基準電圧以上になると、充電を停止する機能がある。過放電防止回路は、電池電圧がある基準電圧を下回ると出力を停止する機能がある。通常は条件が解除されると自動的に復帰する。 次に出力停止電圧は、1号機が10.8V、再接続電圧が12.4Vで自動復帰、2号機は9.2Vである。また、チャージコントローラーの負荷停止電圧は、10.5Vに設定している。 | |
チャージコントローラーの設定変更(2024.11.9)最大充電電圧は、2号機の上限電圧である14.6Vに設定した。これで2号機の過電圧保護は動作しない。加えて、鉛蓄電池用なので、3段階充電(定電流充電、定電圧充電、フローティング充電)になっているが、リチウムイオン電池は2段階充電であるため、フローティング充電の電圧を、定電圧充電の電圧と同じ14.6Vとした。また、鉛蓄電池で使用する定期的なキャリブレーション(電極復活のためのパルス充電)もOFFとした。 | |
![]() | 冬の到来に備え、12年ぶりにバッテリー保温ケースを交換した。市販の15Lクーラーボックスが、100Aバッテリーには丁度良い大きさである。 |
![]() | バッテリー保温ケースを全部入れ替えたところ。これでまた10年ほど使用できます。 |
![]() | 2024.11.30 |
![]() | 2号機のモニター、チャージコントローラー設定変更後、20回サイクル充放電されている。交換日が9日なので合っている。今回で上手く行ったようだ。 |
Blue Sky Energy からの正式回答 (2025.7.26)米国のメーカーに、チャージコントローラがリチウムイオン電池(LiFePO4)に対応しているか否か、直接問い合わせてみた。1日で回答があり、以下の設定変更をすれば対応可能とのことで、設定変更を行なった。
また、ビデオにて詳細設定の説明があり、IPNで以下のパラメーターを設定した。
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鉛蓄電池(4号機)の撤去(2025.8.15)8月5日22時ごろから停電し、6日には自動で復旧したものの、21時頃から停電、15日朝まで気付くのが遅れた。電源が喪失しチャージコントローラーが完全停止状態であった。3号機にバッテリー充電器を接続すると、チャージコントローラーが復活し、太陽光発電を再開した。 2号機と3号機を専用アプリで覗いてみると、「バッテリー電圧の低下により出力を停止」と表示されていた。モニターはないが1号機も停止中と思われる。10分ほど充電を続けていると、4号機のコネクターが異常に熱を持っており、4号機の鉛蓄電池が寿命であることが判り、4号機は切り離した。 3号機を一旦切り離して、専用充電器で40%程度まで充電し再度系統へ接続した。2号機も同様、一旦切り離してから専用充電器で充電してから再度系統に戻した。 考えるに、どうも正常に充電プロセスが完了していないと思われる。長らく晴天の日が続き、問題は発覚しなかったが、ここ2-3日は曇天とにわか雨に見舞われ、蓄電量が少なかったと思われる。 | |
蓄電池からの負荷への出力が停止中(2025.08.28)27日14時頃から太陽光発電および蓄電池から負荷(ポンプ、植物育成灯、庭園灯)への出力が停止しています。調査したところ、
負荷への電力供給は、SB2512iXから行っており、故障原因はSB2512iXの出力回路であることが分かった。詳細は、SB2512iXを分解してみないと分からないが、SB2512iXの出力リレーが故障しているものと考えられる。 | |
主原因はDC/DCコンバーターの故障(2025.09.06) 確かにSB2512iXの出力回路は故障しているが、バイパス回路を作ってバッテリー電源を供給したところ、夜間のみ回復した。昼間は負荷に電力が供給されない。(設計上は、昼間はDC/DCコンバーター経由で負荷に電力供給、夜間はチャージコントローラ出力を直接負荷に供給している。切り替えはリレー、トリガーは庭園灯出力である。) | |
![]() | DC/DCコンバーターを取り外し、ヒューズを交換してから、入力抵抗を測ると短絡している。(0Ω)内部を開けてみるとR1抵抗が焼損している。多分、経年変化によるトランスが絶縁不良を起こし、内部短絡を起こしたのだろう。要は寿命だ。 |
新しいDC/DCコンバーターに交換し、負荷電源はSB-3024iLDから取ることにした。BlueSky社のシステムは、マスターのみ負荷への電力供給ができる。出力先の変更を行う為に、チャージコントローラーのマスターとスレーブをDIPスイッチを使って入れ替えることにした。(SB-3024iLDがマスター#0で、SB-2512iXがスレーブ#1にする。)無事修理完了だ。 | |
チャージコントローラーSB-2512iXの故障対策(2025.09.20) SB-2512iXの故障は出力制御のFETが故障しただけと思っていたが、夕方、太陽電池(1-3号機)からの出力電圧が無くなっても、電圧計表示は「太陽電池出力が12V程度ある」という奇妙な現象が時々発生している。太陽電池(2-3号機)の出力電圧が5Vを下回ると庭園灯が点灯するようになっているが、夜間も庭園灯が点かない日が何日かあった。 | |
![]() | 使用した理想ダイオードモジュールは、ストロベリーリナックス社から発売されている「商品コード17461」である。TIのLM74610という理想ダイオードコントーラーを使ったモジュールで、40V20Aまで使用できる。 |
チャージコントローラーSB2512-iX交換(2025.10.18)電源リセットして使っていていても1週間程度でチャージコントローラーは機能しなくなる。新品に交換することにした。米国カリフォルニアにあるSunforgeというディラーが一番安く、日本にも輸送可能ということで購入した。 | |
![]() | 注文したのは、SB2512iX-HVのLiPO4対応バージョンである。本体は200USD、値引きが20USD、送料が40USD、輸入関税が3,380円であった。注文してから1週間弱で届いた。 |
![]() | 回路(電解コンデンサー)がアップデートされている。目立った所では、裏ケースが金属製からプラスチック製に変更になっている。多分、取り付け時にケースに接触するショート事故が多かったのだろう。 |
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故障したSB-2512iXは、部品交換しバックアップとして保管する。パワー半導体は、30CTQ60(ショットキーダイオードモジュール)、IRF4905(Pch MOS-FET)、LM317BT(可変電圧レギュレーター)、大型電解コンデンサー(35V1800μF ケミコン製)は汎用部品で今でも入手可能であり、早速注文した。 | |
システムが不安定(2026.1.18) 12日からチャージコントローラーの不調が続いた。時々、SB3024iLからの出力が途切れ、すぐに復活を繰り返す。SB-2512iXの方は停止したままになる。制御基板への電力供給が瞬時途絶えるため、バックアップ電源に切り替わるが、リレーの遅延時間だけ電源が喪失、庭園灯回路が動作し、昼でも庭園灯が何度も点灯するようになった。IPN-Proの動作もおかしく、初期状態表示が電源喪失時に出る。 | |
対策として、SB2512iXのバッテリー端子に電解コンデンサーを取り付け、瞬断に耐えられるようにした。電解コンデンサーは手持ちで最も容量の大きい22,000μF65V、並列に0.1μFのフィルムコンデンサーも取り付けた。結果、瞬断は無くなり、元通り順調に動作するようになった。 SUNFORGEのエンジニアは、バッテリーヒューズの接触不良を指摘し、ブレーカーやネジ式ヒューズへの取り替えを推奨してくれたが、作業内容としては大掛かりになるので、今回は簡単にできる方法を採用した。瞬停でお困りの方はご参考にして頂ければ幸いです。 | |
未曾有の不照日続き(2026.9.16)台風24号による秋雨前線が日本に停滞、9月からずっと天候不順が続いています。日射量不足により太陽光発電も発電量が大きく低下、1日分の消費電力も賄えず夜中にバッテリー電圧の低下で停電が発生しています。システム自体は正常に動作しております。 チャージコントローラーの出力停止電圧は10.5Vに設定していますが、1号機は10.8VがBMUの出力停止電圧で12.4Vが自動再接続電圧です。2-3号機は9.2Vとなっていますが、再接続電圧が記載されていません。前回、過充電で再接続されなくなった事を考えると、自動復帰しないタイプだと考えます。出力停止が10.5Vでバッテリー電圧が11.8Vは矛盾があるように思えますが、無負荷時と負荷時でバッテリーの電圧は違いますので、異常だとは言えません。 | |
2-3号機のバッテリー残量に余裕がありますので、出力停止電圧を10Vまで下げることにします。(1号機は自動復帰、2-3号機は下限に達しないので自動停止しない) チャージコントローラーから負荷への出力はSB2512iXから行っています。電解コンデンサーをSB2512iXのバッテリー端子付近に接続することで不安定な動作がなくなり、IPN Remote PROの動作も安定しました。しかし気になる点があります。 | |
重大な発見(2026.9.19)IPN Remote Proの設定を改めて確認したところ、設定した筈のパラメーターが一部初期値に書き換わっていることが判明した。例えば、充電効率が97%に、充電効率調整モードが「オート」に、最大充電電圧が15.5V、負荷出力オフが11.5Vなどである。 色々調べて見ると、電源が喪失する(バッテリーが解列されると)と設定がリセットされるようである。チャージコントローラの再起動にはバッテリーが解列が必須で、その度に設定をやり直す必要があったようだ。この事は取扱説明書には全く触れられていない。 おかしな挙動を漸く理解できた。IPN Remote Proの接続見直しも兼ねて、再設定する。 | |
IPN Remote PROの接続変更IPNはBlueSky製のチャージコントローラーとネットワーク接続されます。その接続方法が少々特殊です。 先ずチャージコントローラー間はIPNネットワークという2線式のデージーチェーンで接続します。終端抵抗は不要で、8台までのコントローラーを並列接続できます。ネットワーク番号はDIPスイッチで設定します。マスターは必ず0番で、その他は1から7番で重複しないように設定します。 コントローラーとIPN Remote PROは専用のRJ11(6芯4線)で接続します。即ち、どれか一つのコントローラーと接続すればよろしい。IPN Remote PROはそのコントローラーから電源を取得し、IPNネットワークに接続します。(IPN Remote PROにはネットワーク番号は不要です。) コントローラーにはRJ11コネクターが一つありますが、当所で使用しているSB3024iDLに装備されているRJ11コネクターは、ディスプレイボード(前面パネルの表示器、電圧電流を表示する。マイコン搭載)用に使われていて、IPN Remote PROを接続できません。 しかしSB2512iXが不調であるので一抹の不安もあります。(不調か否かも分からない)そこで今回は以下の変更を行いました。 | |
ブラックアウトと対策負荷電力の停止電圧(LVO)を10.5Vに設定したが、長引く日照不足でついにバッテリー側の保護回路働き、システム全体がブラックアウトした。こうなるとLiFePO4バッテリーもチャージコントローラも自動復帰はしない。LiFePO4バッテリーの復帰には外部からの充電電流が必要だ。鉛蓄電池では起こりえない現象だ。(鉛蓄電池はBMUが無いので自ら出力を遮断できない) | |
ブラックアウトする前にバッテリーからの負荷への接続を遮断しなければ行けない。チャージコントラーとIPNの待機時消費電流は最大でも100mAである。これだけならバッテリーにとっては微々たる負荷である。従い、LVO電圧を11.5Vに戻す。吸収充電時間は8時間とする。 万が一、ブラックアウトが発生した場合には、太陽光発電が可能な時間帯に、どこか1箇所のメインバッテリーを充電器で一瞬だけ強制充電すると、保護機能は解除され、チャージコントローラに電源が入る。あとは全メインバッテリーが充電モードになるので保護機能は全て解除できる。 | |
![]() | 因みに、S12100の取説には放電遮断電圧が9.2Vと記載されているが、これは間違いだ。実測では11V付近で出力が遮断されます。ここが今回のブラックアウトの根本原因です。メーカー様しっかりして下さいね。 |
今振り返れば、LiFePO4と鉛蓄電池のハイブリッド構成なら、ブラックアウトを回避できた。何故なら、鉛蓄電池には保護機能がないからだ。ぜひ参考にして頂きたい。 | |
最新のパラメーター設定(2026.10.3) | |
LiFePO4組電池を使用して分かったこと 導入から2年半、実際に使用して組電池と単セルとの違いが分かった。一般にLi電池はDOD 0%になっても影響ないと言われるが、それは単セルでの話である。私の購入した組電池は4セルが直列になったもので、DODが31-45%で出力停止している。 | |
製品化事業者を募集 私の特許を活用して、蓄電池向け循環電流防止装置を、量産して頂ける事業者を募集します。 | |
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