太陽光発電の電気で電気自動車を走らせようとソーラーパネル1号機を設置したのは、今年の2月のことです。それ以来、アイミーブとミニキャブミーブ・トラックの2台の電気自動車へ充電しています。昼間停めている間に電気料金を気にすることなく充電することができ、次ぎに出発するときには電気が増えているという願ってもない環境に満足しています。
1号機改
 しかし、これまでの運用で問題点も明らかになってきました。電圧が下がってきたときにはバッテリー保護のために充電を止める必要がありますが、そのタイミングが遅くなってしまうことが度々あったのです。

太陽が出て1600Wパネルがフルに発電しているときには、100V10Aの純正充電コードで何ら問題なく充電できていますが、途中から曇ってきたり雨雲がかかってきたりすると、発電で足らない分はバッテリーから補われます。しかし、その時間が長く続くと次第に電圧が下がってきて、うちのシステム電圧48Vではバッテリーの充電状態が50パーセント以下になってしまいます。また、日が傾きだしても発電は落ちますから、電気自動車へ充電していたことを忘れてうっかりしていると48Vを切ってしまうことがありました。

うちで使っているようなリチウムイオンバッテリーには、充電をマネジメントするBMSがついていますから、低電圧になると自動的に放電を遮断するシステムが働きますが、バッテリーを傷めないために最低でも48Vになる前に充電を止める必要があります。

しかし、切断スイッチの近くにいつも待機しているわけにもいかず、電圧を監視して設定した下限の電圧になったら自動的に切断するシステムができないかを考えていました。

そこで見つけたリレーが、写真右側の「KKmoon リレー DC 6〜80V 電圧検出 充電放電 スイッチコントローラ付」です。
0802PVリレー

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(画像:KKmoon リレー 電圧検出 スイッチコントローラ)
チャージコントローラーの負荷接続端子でバッテリーの電圧を測定し、測定電圧が下限値を下回ったり、上限値を上回ったりすると、電圧検出リレーが動作します。今は試行錯誤中で、バッテリーの電圧が51Vを下まわったら電気自動車への充電を止め、54Vまで回復したら再び充電を始めるように設定しています。

下限値と上限値に幅を持たせているわけは、接続と切断が頻繁に起こらないようにするためです。電気自動車への充電中には電圧降下により数値がいくらか下がりますが、下限値が上限値と近いところにあると電圧降下だけで切断されてしまい、切断後は負荷が開放されたことにより、すぐに電圧が回復し、上限値を超えやすくなります。すると接続されたことによる負荷により電圧降下がおこり、、、と接続と切断が繰り返しおこることがあり変更しました。

この電圧検出リレーで100Vの切断ができるかわからなかったので、無接点のソリッドステートリレー(写真左端 SSR)で電気自動車へ充電する100Vをコントロールしています。ただし、ソリッドステートリレーは制御電圧が直流の3〜32V のものしか見つからなかったので、電圧検出リレーの約48VをDCーDCコンバータで5Vに降圧し、ソリッドステートリレーのオン・オフを制御しています。(システムは最初の図を参照)
  • KKmoon リレー DC 6〜80V 電圧検出 充電放電 スイッチコントローラ付 ¥2,099
  • 降圧型コンバータDC-DC 48Vから5V  ¥1,249
  • SODIAL(R) DC~ACソリッドステートリレー SSR-25DA 25A 3-32V 24-380V + アルミヒートシンク ¥896
(加筆)
KKmoon リレー DC 6〜80V 電圧検出 充電放電 スイッチコントローラ付には説明書がないのですが、ショップの製品紹介ページに下の図があったので、これを参考に設定しました。(いきなり50Vはハードルが高いので、結線後30Vまで出せる安定化電源を使って10V台や20V台でオン・オフするかの動作確認をしました。説明書がない中、手探りで設定したので、間違いがあるかもしれません。以下は参考程度にお読みください。自己責任でお願いします)

「バッテリーの電圧が54Vまで回復したらオン、51Vを下まわったらオフ」になる設定の場合
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リレー本体のデジタルメーターは、電流を流すと初期設定ではバッテリーの電圧を表示しています。

デジタルメーターの下に2つのスイッチがありますが、向かって左側が「SET」スイッチです。

バッテリーの電圧が表示された状態で、「SET」スイッチを一回押すと上の図の左端の「upper limit」設定ができます。まずは十の位が点滅するので、向かって右側の「ENTER」スイッチを何度か押しながら「5」を指定します。

次ぎに「SET」スイッチを押すと一の位に移り、そこが点滅するので、「ENTER」スイッチを何度か押しながら「4」を指定します。

次ぎに「SET」スイッチを押すと小数第一位が点滅するので、「0」を指定します。

また、「SET」スイッチを押すと上の図の左端から2番目「lower limit」設定へと移ります。ここで上の設定と同じことを繰り返し、「51.0」を指定します。

次ぎに「SET」スイッチを押すと上の図の左端から3番目「voltage conection」設定へと移りますが、よくわからなかったので、ここはそのままにしました。

次ぎに「SET」スイッチを押すと上の図の左端から4番目「LED goes off time」設定へと移ります。初期設定では「dー0」になっています。LED表示を常時点灯させておくならそのままですが、私は「dー1」にして、操作しなくなって約1分後に消灯するようにしました。

次ぎに「SET」スイッチを押すと上の図の最後「ON H」設定へと移りますが、ここはそのままにしました。

次ぎに「SET」スイッチを押すと設定が「saved」されて最初のバッテリーの電圧が表示された状態へと戻ります。 
(終わり)