船と車 DIY Tomiのブログ

今回も前置きが長いです、私の頭の中の整理のために書いてる部分も有りますので前置きは読み飛ばしてもらって結構です。

メインスイッチでNo.1(ENG), No.2(HOUSE)，Bothの切り替えが出来るようになっています。 ここでBothは２個のバッテリーを並列に接続してセルモーターを回すものです。

この切り替えスイッチの扱いをどうするのか少し悩ましいところです。
特にBothとなるとNo.1とNo.2を有無を言わせず並列に接続してしまうので電圧が異なるLFPバッテリーと鉛バッテリー間で大きな電流が流れてしまいそうです。
この並列説については少し時間を取って勉強してみることにします。

３，エンジンが回ってるのを判別できる信号が無い

車の場合はエンジンが回ってる時に生きる電源とエンジンが回ってない時でも使えるACC電源が有るので「エンジンが回ってますよ～」との判別が簡単なんですがヨットの場合はACC電源は無くエンジンが回っているのかどうかの判断が出来ません。

このために現行システムではVSR (Voltage Sensitive relay)を使って電圧が13.3V以上の時だけHOUSE側を充電するようになっています。

空っぽになったLFPバッテリーを充電しようと発電機に直接接続すると鉛バッテリーに比べて内部抵抗が低いLFPバッテリーには大きな充電電流が流れることが考えられます。　下手するとこの大電流で発電機を壊すことも考えられるので充電を制限する手立てを考えなきゃいけません。

BMSにも充電電流の制限機能は有りますが80Aと大きいのでこれは当てにしない方が良さそうです。

5，AC100Vからの充電ができない

設備の整った立派なマリーナに係留しているんだったらいざ知らず、私の場合は小さな漁港の隅っこに係留しているので水も電気もありません。
クルージングに出ても停泊する港のほとんどが水電気無し、キャンピングカーのように電池の残量が少なくなったから100V電源付きのサイトに泊まるなんてことも出来ません。
頼れる電源はエンジンの発電機とソーラーパネルだけ、デカいLFPバッテリーを積むのは良いんですが空っぽになった時にどう充電するかもしっかり考えておかないといけません。

と悩む項目は多いんですが悩んでばっかりでも仕方が無いのでさっさと実作業に移って走りながら細かいことは考えることにしました。

何も考えずにできるのはバッテリーセットの組み立て、キャンピングトレーラーで経験してるのでその踏襲です。

ちょっと違うのはバッテリー収納スペースが小さいので幅方向に余裕が有りません。
ここは2.5ｍｍ厚のベニヤ板で側板を使ってみました。
余談ですがこのベニヤ板キャンピングトレーラーのクローゼット扉に使われていたものを捨てずに残していたんですがやっと出番が来ました。

で組み上がったLFPバッテリーセットがこちら、よくできました。💮

次はこのバッテリーセットが今使っている100Ah鉛バッテリーのスペースに上手く収まってくれるのかが気になるところ。船に持ち込んでセットするのが一番の早道と言うことで持ち出しましたが「う、重い」と言うことでせっかく組み立てたんですがバッテリーセルを２個取外してしまいました。　トレーラーに組み込んだ時にセットの重さを測ったら24.2kgありましたがこの重さのものをバウスプリット経由で船に持ち込むのは大変ですからね。

これを船に持ち込んで今付いてるバッテリーと交換、

マイナス側の端子台が出っ張っているので今までとプラスマイナスを逆にして押し込んで

VSRは12.8Vまで下がるとOFFになりますがLFPバッテリーがこの電圧になるのは残量30％まで落ちた時点なので万年並列接続と言うことになってしまいます。

これではVSRを使う意味が無さそうですね。

ここまでやったところで帰宅タイムとなり作業終了、念のためENG側バッテリーの電線は外しておきました。

さてこの後どうシステムをまとめますかね、グラス片手にゆっくり考えることにしましょう。

この間の硫黄島クルーズ（辿り着きませんでしたが）ではコース確認は５マイル表示もあることからもっぱらnew pec smartを使ったんですが進路ライン表示の応答速度に問題を感じることもしばしば、結局進路の確認はC-Mapで行い航行区域の確認をnew pec smart（以下、nps)で運用することになってしまいました。

どうしてもnew pec smartの動作が気になるので先日船を出した時に確認してみました。

まず気になったのがしょっちゅう「GPS測位中」の表示が出て来て自船の位置の更新が遅くなること。　

我が家に帰ってnew pec smartのサイトを見てみると「GPS測位中」の表示が出ている場合はGPS衛星の補足が出来ていないためで「GPS test」などのGPS測位アプリで受信状態を確認となっています。
早速GPS testをインストールして受信状態を確認すると受信は良好。それでもnew pec smartには「GPS測位中」の表示が出たまま。

メーカーにGPSは補足してるけど測位中の表示がでて更新が遅い、C-Mapなどはちゃんと動作してることを連絡したら「詳しい状況を送ってください」との返事。

こういった実験は好きなのでスマホとタブレットを持って船の傍の公園でテストしてみることにしました。

海の傍の公園ですから周辺には電波を遮るようなものも無くGPS testは当然ながら受信状態良好、一方new pec smartの方は相変わらず「GPS測位中」の表示が出ます。

船は出さずにスマホを持って公園近くをランニングしてnew pec smartとC-Mapで動作を比較してみることにしました。

その結果がこれでC-Mapは正確な航跡を記録していますがnew pec smartの方は海の中を走った記録となっています。

new pec smartの方はどうやら航海記録間隔設定が悪さしているらしいということで設定をいろいろ試してみているうちに次のようなことが判ってきました。

記録間隔は最短で１秒、最長で10分間隔まで設定できますが海図画面上での現在位置表示もこの設定間隔でしか更新されなくなっています。
つまり記録間隔を10分にセットすると自船の位置も10分間更新されずに同じ位置に表示されてしまいます。

new pec smartで航海記録を取ろうとすると下の画面が出て１分間隔での記録が推奨されます。

私は推奨通りに１分間隔としていましたが広い太平洋の真ん中ならいざ知らず、狭い岩礁地帯で1分も自船の位置が確認できないとなると危険極まりません。

足の遅いヨットでも５ノットで走っていれば１分間で150ｍ進んでしまいますし早いモーターボートではなおさらです。

４項も問題で、更新を早くしようと記録間隔を最短の1秒に設定すると今度は航跡表示が出なくなってしまいます。

進路の調整は進路ライン表示だけではなく航跡も参考にしていますからこれでは確実な判断が出来ないことになります。

やはりこのような航海支援ソフトの基本中の基本は自船位置と進路ラインの表示は可能な限り更新を早くすること。　記録間隔は表示更新周期と切り離して記録データ量を絞るというのが本来の在り方ですよね。

これって大問題じゃないということでメーカーに連絡したら向こうさんでも確認が取れて下のような返事が来ました。

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昨日のテニスで右ひざを痛めて今日は整形外科で診てもらう羽目になってしまいました。

病院から帰ったら「明日テニスしないんだったら小さい船出す？」と嫁さん。

港へ行く途中の旗があまり揺れていないのがちょっと気になります。

港ではそよ風に毛が生えた程度。　今日は徐々に風が出て４mまで上がることもある予報でしたからさっさとジブをセット。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー導入に伴い色々回路の変更をやったので忘れる前に纏めておくことにしました。 

先ずはトレーラーの回路図、一度下書きをやって綺麗に書き直すつもりでしたが「ま、これでも分かるからいいか」ということで下書きがそのまま登場。　

ちょっと見苦しい図面ですが基本的には私の備忘録ですから悪しからず。

汚いけど味があっていいでしょうーー、てなこと無いか。

肝になる点を説明すると

１，AC100Vからの充電器は40A,20Aの２台を並列で使っています。特に問題も無く60A充電器相当で動いてくれます。　実際には32A,16Aの実力しかないので48A充電器になってますけどね。
２，充電器は２個あるブレーカーの内照明などの12V電源じゃ無い方に接続しています。
ファンの音がうるさくて眠れないとか充電器のメインテナンスが必要なときなどは照明を落とすことなく充電器の電源を切ることが出来ます。

３，ソーラーパネルからの充電は以前はAC100Vからの充電の時は切っていましたが常時接続に変えています。　AC100V充電時も走行充電時もこのソーラーパネルからの充電がプラスになります。

４，２kwインバーターはスイッチが入るとリレーR2が働いてインバーター出力優先になります。　50Hz地域に行ったときに60Hz電気製品を使う必要が出た時の為です。

こちらはX3側、こちらも方眼紙の上に綺麗に書きかけたんですが半分ほど書いたところで眠たくなってしまい手っ取り早く以前のものを修正しただけで済ませてしまいました。

走行充電器はエンジンONの時だけONになる70Aリレーを通ったあと40Aヒューズを介してX3の発電機（バッテリー）に接続、出力側に入れた30A自動復帰リレーを通って14.6Vをトレーラーに供給するようになっています。

汚い図面ですが時間が経って「あれ、あそこどうしてたっけ」なんて時には役に立ってくれるでしょう。

 AC100V、ソーラーパネルと２つの充電方法までは整備が終わりましたが残るは牽引車BMW X3の12Vから充電する走行充電。

これも短時間で充電するには電流値は大きい方がいいのですがネックは牽引車とトレーラー間をつないでいる電線。この大きさで流せる電流が制限されます。

X3にレセプタクルを取り付けた時にどんな電線を使ったか記憶が定かじゃないのとトレー側のプラグからバッテリーへの電線の大きさも再確認しておくこととしました。

調べた結果、X３側は走行充電に使っている電線は3.5sq、頭には30Aの自動復帰ブレーカーが入れてあります。　帰りのグラウンドは3.5sq電線が２本。

トレーラー側のプラグからバッテリーまでの電線は床下のジャンクションボックスまでは5.5sq、ジャンクションボックスからバッテリーまでは5.5sq電線が30Ａ自動復帰ブレーカーを経由して引かれてていました。　これをまとめると、こんな回路。

3.5sq電線の許容電流は35Aほどですから頭に入れてある30Aのことも考慮すると現状のまま使うとなれば30Aまでに止めておく方が無難なようです。

と言うことで30Ａ定格のDC12V/DC14.6Vコンバーターを探してみましたが20Aの上は40Aとなって中途半端な30Aと言うものは見当たりません。　結局こんな20A品で妥協してしまいました。

この製品の良い所はアルミダイキャストのケースに収められていてファンレスの防水構造になっていること。

取り付け場所は牽引車からの電線での電圧降下分も吸収してくれることを考えるとトレーラー側が良いんですが私の場合はちょっと困ったことが起きてしまいます。

と言うのは電動ジャッキホイールの電源をトレーラー側プラグの走行充電端子から取り出しているんですがトレーラー側にこのDC/DCコンバーターを入れると流せる電流の向きが牽引車からトレーラバッテリーへの一方通行になってしまいプラグからトレーラーバッテリーの12Vが取り出せなくなってしまいます。

電動ジャッキホイール専用で電源カプラーを準備すれば問題は簡単に解決するんですがそれも面倒くさいしと言うことで結局DC/DCコンバーターはX3側に入れてしまいました。
電線の抵抗値（3.5sq：5.4Ω/㎞、5.5sq：3.4Ω/㎞）から大まかな電圧降下を計算してみると20Ａ流れた時には0.6Ｖほどになりそうです。

ただ充電終了間近になると電流値も減ってきますから電圧降下も小さくなってくるはず。

う～ん、よーわからん。
頭の中で考えただけでは実際の振る舞いがどうなるのか良く判らないのでとりあえずX3の中に放り込んで様子を見てみることにします。

改造自体はさほど大変ではなくトランクルーム脇のスペースに段ボールを突っ込んでその上に転がして、え～、と言われそうですが段ボールがDC/DCコンバーターを上手く挟み込んでくれて動きません。

配線は側面パネルの中に取り付けたリレーと自動復帰ブレーカーを取り付けたユニットを改造、

最終的にこんな回路になりました。　DC/DCコンバーターの電源側にはパーツボックスの中に転がっていた40Aヒューズを念のために入れておきました。　はい、何でも出てきます。

さて実際に接続して充電したら何アンペアーくらいで充電してくれるでしょうか。
頭の中で考えても良く判らないので実際にトレーラーを繋いで確認してみることにしました。

確認に先立ってバッテリーを少し放電させるためにインバーターで800Wの電気ストーブを１時間運転。実際に測っていませんが計算ではほぼ65Ahほど消費したはず。

ストーブのスイッチを切る直前のバッテリー電圧は13.1V、今までの鉛バッテリーであれば11V台まで落ちるところですがなかなか優秀ですね。
電流値が０なのはインバーターへの配線は電流計を通っていないからです。

ここで実際にX3と接続して、

エンジンを掛ける前は０A,　エンジンを掛けると、お、きっちり20Ａ充電しています。

（充電中は電流値の小数点が点滅しているので写真を撮るタイミングで消えて写ることがあります。　200Aに見えますが実際は20.0Aの表示です）

なかなか優秀な走行充電器（DC/DCコンバーター）です。看板に偽りなしでした。

暫くすると19.5Ａ程度まで落ちましたがそれでも十分な充電量です。

エンジン回転を上げるとどうなるのか見てみると変化無し、充電コントローラの入力電圧が変化しても出力電圧は一定に保たれていますから当然ですよね。

これでリン酸鉄リチウムイオンバッテリー化のすべての作業が終了です。
今度は船のバッテリーも替えて見たくなりますね。

＜追記＞

トレーラーを外してAC100Vを繋ぎましたがこの時の充電電流は最初は48Aほどで　あ、写真と思った時には45Aになっていました、今回使ったAC電源の充電器はやはり40A,20Aの実力は無く32A,16AがMAXと考えたほうが良いですね。こちらは看板に偽りありの中華製でした。

ま、２つで40A以上充電してくれるんで「ま、いいか」にしておきましょう。