車のバッテリー補充電用ソーラーパネルを設置

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車のバッテリー補充電用ソーラーパネルを設置

13/05/15 21:55 / 太陽発電＆節電

普段バイクで移動することが多いので、車には滅多に乗らないのですが、先日天候が悪いので車で行こうと思いましたら・・・バッテリーが上がっていました orz

とりあえず充電器で１時間程充電をして復活した訳ですが（完全にバッテリーが上がった訳ではなくスタートが出来ない位まで下がっていた程度）また暫く乗らないと同じ事になりますし、月１でエンジン掛ける程度ではダメだなと言うことになりソーラーパネルを注文しました（乗れという意見は無しで・・・）

今回は秋月電子通商さんの 12W 多結晶パネル(中国製)と、Phocos　CML05-2.2 という充電コントローラー(ドイツ製）を購入しました。
送料等を全てあわせて \7,000 です。

ソーラーパネルは逆流防止ダイオード内蔵です。（バイパス防止用のダイオードを逆流防止用と勘違いして売っている所もあるようなんですが）

CML05-2.2 は、12V/24V 自動判定で 5A(12V で 60W)まで流せるコントローラです。お値段 \3,000 です。
もっと安い CML04(こちらは 4A \1,400）というチャーコンもありましたが、負荷端子が省略されていた事と、4A だと最大 48W で照明用に使っている 50W パネルのコントローラの変えにはならない点から CML05 を選択しました。

そういえば、秋月さんのサイトには「バッテリーの過放電」について説明は書かれていましたが「バッテリーの過充電」については書かれていなかったので、直接問い合わせをさせてもらったところ

１）13.7V でフロート充電になる。
２）電流制御はついていないので、大きなソーラーパネルで小さなバッテリーを充電する場合は、最大充電を超える（原文のまま）

との事です。

バッテリーは満充電に近くなると内部抵抗が高くなり電流が流れなくなります。

2013/10/08 追記
コメントでご指摘を頂いたので修正します。
「バッテリーは満充電近くになると、充電電圧とバッテリーの電圧の電位差が無くなって来て電流が流れなくなります。」が正解です。嘘書いてすいませんでした。

内部抵抗が高くなり充電が出来なくなるのは電極板が劣化した（物理的な破損やいわゆるサルフェーションなども含む）場合の事です。

満充電近くになった場合に電圧を上げるのは電位差が少なくなる→電流が減る→充電できない→電圧上げる→電位差が大きくなる→充電できるという流れです。
それなら最初から電圧を上げとけばいいやん？ってなるんですが、そうすると電流が流れすぎて発熱して危ないからですね。

その為、満充電に近くなった場合充電電圧を上げる必要がありますが、13.7V でフロート充電になる、と。
（通常の車のオルタネータは 13.8V で発電する為、問題なし）

最大充電のくだりは、最大充電電流の事かな？

バッテリーの充電は基本としては 0.1C(100A容量であれば 10A 、30A容量であれば 3A が充電時に流せる電流と言う意味です）が通常充電と言われているので、例えば 20A容量のバッテリーにこのチャーコンが接続できる最大の 60W のパネルを接続すると、電流制御を行っていないので、適正充電電流が 2A にも関わらず 5A(0.25C) となり、急速充電のような形になって、バッテリーにダメージを与える。

と言うことになります。（多分）

まぁ、Z3 のバッテリーは 75A容量なので、0.1C だとしても 7.5A パネルは 12W ですので、頑張っても 1A しか流れませんので問題ありません。

丁度車用のエーモンの赤黒ケーブルが余っていたのでこれを使用します。
パネル側の端子がわざわざワニ口クリップがつけてありましたので、これをぶった切って半田付けしときます。
実際の工作はこれくらいで、あとは接続するだけです。

Z3 はトランクルームにバッテリーがあるので、そこにちょいちょいと繋げるだけー。

繋げてから電圧を測定。（夕方近く 12V 程度しか出ていません。昼間直射日光下で計測したら 13V くらい出ていましたので、とりあえず問題は無いでしょう）

充電中です（笑）
普段はトランクの中にしまっておいて、ちょっと下がってるかなーって思ったら屋根の上に置いとけばＯＫです。(^-^;

これで買い物出かけた先でバッテリーが上がっても昼間で１時間ほど我慢すればギリギリ充電も出来そうで安心？です。

[更新日付:2013/10/08 14:24:44]

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記事へのコメント

名前 : M.Oki (2015/07/12 04:44:53)

H.Matsuda 様
早速のご返答ありがとう御座います。
詳細な説明をしていただき疑問がスッキリ解決出来ました。

当方、電源回路設計3年やってきた身なのですが、【プラス接地】の概念を知らなかったためナゾが深まっておりました…

ご回答にあるように私の車（ミラココア）の電装系は【マイナス接地】だったため、【プラス接地】のコントローラをマニュアル通りに接続するとバッテリーが確かにショートしてしまいますね。
【マイナス接地】のコントローラがあるかをカーショプで探してみます。

一番気になっていた負荷端子の話ですが、ご回答にあるように
"そもそも負荷端子はバッテリーの過放電を保護するための監視端子である。"
ってことに気がついていませんでした。
さらにエンジンをかけるときに（スターターって言うのですね。）突入電流の100A程度（教えていただきありがとう御座います。）負荷端子に流すのは想定外の使用方法になってしまいますね…確かに5Aのコントローラでは内部が燃えそうですね。

リレーやトランジスタであれば100Aくらい流せるものがあるので、充電時と車使用時に回路を切り替えれるように作ってあげれば私のやりたいことが実現出来そうだと思いました。

コントローラには過充電の保護と、バッテリーの過温度保護をさせて、面倒な取り外しは回路で切り替える方向性で頑張ってみようと思います。

夜遅くのご回答大変ありがとうございました。
またご縁がありましたらよろしくお願い致します。

名前 : H.Matsuda (2015/07/12 03:27:21)

M.Oki さん

どのような接続を想定しているのかが判らないのですが、過去のコメントを更に補足しますと、このコントローラーのマニュアルに

「このデバイスをシャシーがバッテリーの負極性に接続されている車両で使用する場合、このレギュレータ
に接続される負荷は、車両のボディへの電気的な接続を持たないようにしてください。さもないと、コントローラの低
電圧遮断機能と電子ヒューズ機能がショートしてしまいます。」

と書かれておりますので、負荷端子と車両の電装系との直結？は恐らく、どちらかが壊れる可能性があると思います。

また同じくマニュアルには「コントローラーの全てのプラス端子が内部で接続されているので（プラス接地）全て接地する必要がある場合は、常にプラス接地させてください」
とも書かれています。

そういう仕様の機器なので・・・と言ってしまうとそれまでなのですが、少し考えてみますと、まず 12V の機器は「基準から 12V の差で動く（電位が12V）」になります。

（特別なプラス接地の車を除いて）通常、車体及び電装品は全てマイナス接地で作られています。

車体が基準(0V)となって、プラス側が+12Vになります。

次にコントローラーはプラス接地になっていますので、プラス側が基準(0V)となります。となるとマイナス側は 12V の差があるので、-12V という形になると思います。

そこに、マイナス接地の車体とプラス接地のコントローラーを直接接続しますと、完全に均等な場合は電気は流れないってことになりますが、実際には電位に差が出ますので（バッテリーも12V固定では無く上下しますので）妙な電圧がかかることになります。
そしてその時に形成された回路の中の抵抗によって、ショートしてしまったりする場合があるのでは無いでしょうか？（必ずショートする訳では無いと思います）
上記は余り自信がありません(^-^;

この辺りが、充電の際にバッテリーを外して充電している私なりの理由となります。
ちなみにカーショップなどで販売されているソーラーパネル式の補充電機器は、マイナス接地なので問題ないようになっているはずです。

あと、最初の負荷端子の使用の有無ですが、コントローラの負荷を電装機器の電源（エンジンもってことになると、コントローラのバッテリー端子に通常のバッテリー、負荷端子に車体側への電源入力を接続？）に使う点ですが、多分エンジンをかけた場合、一発でヒューズが飛ぶかショートして焼けると思います。

通常、車のスターターを回す際の電流は 100A 前後流れると言われています。

基本的に、チャーコンは負荷端子になにかを接続していた場合、コンとトーラーがバッテリーの電圧を監視し、負荷が電気を消費してバッテリーの電圧が下がったらカットするというような仕組みで、殆どの場合、チャーコンの負荷電流は充電電流と同じです。
充電電圧は「この機器が耐えられる電流として何アンペアですよ」と言い換えることができると思います。

となると、それを超えるとヒューズが切れますが、ヒューズは完全な０秒で切れる訳でないので多少流れた場合焼けます。

記事中のコントローラーは最大 5A ですので、確実にアウトですし、スターターを動かせるほどの電流を流せる 12V のチャーコンは恐らく無いと思います。

名前 : M.Oki (2015/07/12 00:28:25)

こんばんは。
車のバッテリーをソーラー充電してみたくて、こちらにたどり着きました。せっかく車にキャリーを付けてあるので、乗せれたら面白そうだなと…

記事、写真を拝見したのですが、コントローラの負荷端子は使ってないのですね。
気になったのが、コントローラを車の電装系と常時接続して使えれば取り外さなくて便利だなと感じたので…

個人的にはコメントの低電圧エラーはある程度充電されていれば解決できそうと思っています。
気にしているのが、エンジンかけるときに電流が大きくてコントローラが壊れるのかな…と心配に思っているのですが、情報が見つけられませんでした///

常時接続しない理由や何か問題があるかアドバイスしていただけますでしょうか？

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