ポータブル電源の自作LiFePo4

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■　2号機ハイパワーポータブル電源の自作　2022/8/01～
　　　　前作より大きな50AhLiFePO4バッテリ、オリジナルサブバッテリポータブル電源です。

☆何故ポータブル電源を自作する？

市販ポータブル電源は大容量を宣伝していてもAC100V出力がメインであり12V出力は容量が少なく能力不足である。
　12V出力はシガーソケットからであり、最大でも10A。10Aの表示でも3A消費でも10V台まで低下する酷いものもあるらしい。
ナビ、ドラレコなどの車載機器、12V機器を使うのがメインである
　【何時でもナビ】のサブ電源に使用出来る。
自作するとローコスト。バッテリ直結で取り出せる12.8VLiFePo4バッテリ(一例です)を使用したポータブル電源を自作します。
　必要な機能や能力を自身で選択設置が可能である。

概要

今回はリン酸鉄リチュームイオンバッテリは50AHになった事　640Wh（定格値）
MS-PSWを搭載しメインスイッチ、過放電保護、アラーム機能などがあります。シャント式電流計、などしっかり表示も装備。主用途は12.0V電源のポータブル冷蔵庫、5V電源のスマホなどモバイル機器の充電、災害用途でも使える事も。【何時でもナビ】のサブバッテリ電源としても最適。
AC100V機器は外付けインバーターを使用し、内蔵はしない。下記配線図参照してください

仕様

内部バッテリは12.8Vリン酸鉄リチュームイオンバッテリ50AH　640Wh
DC12.8V入出力ポート　充電時、ダイレクト出力時に使用。ジョンソンコネクタ直結（ヒューズ付）入出力ポート
シガーソケット10A　2ポート
5VUSBポート*2　2.1A
表示：　LCD表示アンペアモニター　充放電±表示　バッテリマイナスシャント、LCD電圧計容量表示付き、
出力オンオフは電子リレー：MS-PSWを内蔵シガソケット出力に対応します。動作ﾓｰﾄﾞはLED点灯
寸法、重量　約12Kg　ｗ24、ｈ28、ｄ20cm
保護機能　（MS-PSWの機能）
低電圧アラーム、低電圧シャットオフ、起動電圧設定機能、

★自作ポータブル電源の特徴、機能

車載サブバッテリーを主目的とする。
内蔵バッテリーは12.8VLiFePO4バッテリを使用します。
AC100Vインバータは外付けとする。（大容量コネクタ装備する）
プラスマイナス電流計を備える。（バッテリマイナスシャントによる）
MS-PSWをを内蔵する。（出力SW、各種保護機能、警告機能）
シガーソケット、USBポートを備える。
下記参考図。MS-PSWのメイン端子に走行用バッテリー常時電源を接続し、ACC端子にACCラインを接続すればLoadは自動切替出力となります。常時電源が必要な機器が接続できます。（冷蔵庫など
バッテリーは自由に選択出来るなど拡張も自在です。

使用した主要部品一覧
75ｍV75Aシャント抵抗 MS-PSW LCD電圧計　5V電源タイプ青バックライト付200mV
5Vモバイルバッテリー 50Aコネクタ USBポート、シガソケットパネル DC電圧計

　視認性を重視しました。アンメーターの表示は18.5Ａで充電中という事が解る。放電中はマイナス表示が点灯する。
　
★オリジナル開発のMS-PSWを搭載、警報、プロテクタ機能を搭載した事　オリジナル独自機能を自主開発
50Ah自作ポータブル電源、サブバッテリーポータブル

左側面の基板はMS-PSW。電源スイッチ、低電圧アラーム、定電圧シャットダウン機能もあるのだ。シャント抵抗を使った電流計ブルーＬＣＤアンメーターを装備した。ＬＣＤ電圧計と相まって電圧電流、残容量も見える。
50Ah自作ポータブル電源、サブバッテリーポータブル

裏側。開放型なので屋外での全天候では使えないがキャンプ時はビニールカバーは持参すればなんとかなる。
50Ah自作ポータブル電源、サブバッテリーポータブル

☆市販購入品のLSD電圧計+％容量計
実測してみるとバッテリメーカー値に近く、充分目安になる様です。

%	0.0	5.0	10.0	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0	40.0	45.0	50.0	55.0	60.0	65.0	70.0	75.0	80.0	85.0	90.0	95.0	100.0
電圧V	10.5	10.6	10.7	10.9	11.0	11.1	11.3	11.4	11.6	11.7	11.8	119.0	12.1	12.2	12.4	12.5	12.6	12.8	12.9	13.0	13.2

LiFePo4バッテリに設定できます。カットオフ電圧はLifepo4内蔵BMSにより違いますが満充電時、無負荷静止電圧はほぼ同じ？
☆定電流、定電圧走行充電器ＴＣ20Ｃと　4CHロガーで充電特性など測定しました
50Ah自作ポータブル電源、サブバッテリーポータブル

　バッテリ直結用50Ａ接続コネクタ・300Ｗ以上のインバータや走行充電、ＡＣ100Ｖからの充電に使用します。小型のコネクタは30Ａだそうである。以前使用していた大型ワニ口クリップ。

走行充電器TC20Cを使用、Zero氏作4CH電圧、電流ロガーでこの50AHリン酸鉄リチュームイオンバッテリの充電終期を計測しました。VinはDC電源、Voutはサブバッテリ、Iinは入力電流、Ioutはサブバッテリ充電電流です。充電終了直前まで設定された充電電流が継続しています。鉛バッテリでは考えられない充電終了時の肩特性。充電器はTC20C

容量テスト
使用しているリン酸鉄リチュームイオンバッテリ50Ahバッテリーは購入後車載サブバッテリーとして設置後3年経過したものです。実際には車中泊旅行など殆どしておらず充放電回数は少ないのですがどの程度劣化しているか満充電後、放電容量テストしてみました。
電子負荷は150Wの中華製品ですが意外と精度は良いものでした。
　9Aの定電流放電としました。結果は

BMSが動作したのでバッテリーは0V0A0Wと表示しています。10.5Vで終了したパネル表示です。
47.72Ah 608.32Wh 5時間18分22秒で放電したという事になりました。定格値の95％。まだまだ使えそうです。