キャンピングカー用リチウムイオンバッテリーに関する大ガイド

キャンピングカー用リチウムイオンバッテリーに関する大ガイド

キャンピングカーにおけるリチウムイオンバッテリーの人気はますます高まっています。それには十分な理由があり、リチウムイオンバッテリーは特にキャンピングカーにおいて多くの利点があります。キャンピングカーにリチウムイオンバッテリーを搭載することで、軽量化、大容量化、高速充電が可能になり、キャンピングカーをより自由に利用できるようになります。私たちは今後の改造を念頭に、市場を調査し、リチウムイオンバッテリーのメリットとデメリット、そして既存のバッテリーシステムで変更が必要な点を検討しています。リチウムRVバッテリー.

キャンピングカーにリチウムイオンバッテリーを使う理由とは?

従来の鉛蓄電池(およびゲル電池やAGM電池などの改良型)は、数十年にわたりトレーラーハウスに設置されてきた。これらは機能するが、トレーラーハウスには理想的とは言えない。

  • それらは重い
  • 不利な料金設定のため、耐用年数が短い。
  • それらは多くのアプリケーションシナリオにはあまり適していません

しかし、従来型のバッテリーは比較的安価である。ただし、AGMバッテリーにはそれなりの価格がある。

しかし近年では、12Vリチウム電池リチウムイオン電池は、キャンピングカーへの搭載がますます増えている。キャンピングカーにおけるリチウムイオン電池は、通常の充電式電池よりも価格がかなり高いため、依然として贅沢品と言える。しかし、リチウムイオン電池には無視できない多くの利点があり、それらの利点を考慮すれば価格も納得できる。これについては、次のセクションで詳しく説明する。

2018年に新車を納車された際、車載バッテリーはAGMバッテリー2個搭載されていました。すぐに処分するつもりはなく、当初はAGMバッテリーの寿命が尽きた時点でリチウムイオンバッテリーに交換する予定でした。しかし、計画は変更になることもあり、ディーゼルヒーターの設置スペースを確保するため、キャンピングカーにリチウムイオンバッテリーを搭載することにしました。詳細は後日ご報告しますが、もちろん事前に綿密な調査を行い、その結果をこの記事でご紹介したいと思います。

リチウム電池の基礎知識

まず、用語を明確にするために、いくつかの定義を説明します。

LiFePo4とは何ですか?

キャンピングカー用のリチウム電池に関して言えば、やや扱いにくい「LiFePo4」という用語に必ずと言っていいほど出くわす。

LiFePo4は、正極にリチウムコバルト酸化物ではなくリン酸鉄リチウムを用いたリチウムイオン電池です。これにより熱暴走を防ぎ、非常に安全な電池となっています。

LiFePoY4のYは何を意味しますか?

安全と引き換えに、早期LiFePo4バッテリー消費電力が低かった。

時が経つにつれ、イットリウムを用いるなど、さまざまな方法でこの問題は克服されてきた。こうした電池はLiFePoY4と呼ばれ、(まれではあるが)キャンピングカーにも使用されている。

キャンピングカーにリチウムイオン電池を使用するのはどれくらい安全ですか?

私たちも多くの人と同じように、キャンピングカーでリチウムイオン電池を使用した場合、実際どれほど安全なのか疑問に思っていました。事故が起きたらどうなるのか?誤って過充電してしまったらどうなるのか?

実際、多くのリチウムイオン電池には安全性に関する懸念がある。そのため、安全性が高いとされるLiFePo4型のみが、モバイルホーム分野で実際に使用されている。

リチウム電池のサイクル安定性

バッテリーの研究を進める中で、「サイクル安定性」と「DoD(放電深度)」という、互いに関連のある用語に必ず出会うことになる。なぜなら、サイクル安定性は、モバイルホームにおけるリチウムイオンバッテリーの大きな利点の1つだからである。

「DoD」(放電深度)は、バッテリーがどれだけ放電されているかを示すようになりました。つまり、放電度合いです。バッテリーを完全に(100%)放電する場合と、10%だけ放電する場合では、当然違いが生じるからです。

したがって、サイクル安定性は国防総省の仕様との関連においてのみ意味を持ちます。なぜなら、バッテリーを10%までしか放電しなければ、数千サイクルに達することは容易ですが、それは現実的ではないからです。

それは、従来の鉛蓄電池では到底できないことだ。

キャンピングカーにおけるリチウム電池の利点

既に述べたように、キャンピングカーにリチウムイオンバッテリーを搭載することには多くの利点があります。

  • 軽量
  • 同じサイズで大容量
  • 高い実用容量と過放電耐性
  • 高充電電流および高放電電流
  • 高いサイクル安定性
  • LiFePo4使用時のセキュリティが高い

リチウム電池の使用可能容量と深放電耐性

通常の電池は、寿命を著しく短くしないために、約50%までしか放電すべきではないが、リチウムイオン電池は容量の90%(あるいはそれ以上)まで放電することが可能であり、またそうするべきである。

つまり、リチウムイオン電池と一般的な鉛蓄電池の容量を直接比較することはできないということです。

より速い電力消費と簡単な充電

従来のバッテリーは充電速度が遅く、特に充電サイクルの終盤では電流をほとんど消費しなくなりますが、リチウムイオンバッテリーにはそのような問題はありません。そのため、リチウムイオンバッテリーははるかに速く充電できます。充電ブースターの真価が発揮されるのはまさにこの点であり、ソーラーシステムもリチウムイオンバッテリーと組み合わせることで最高の性能を発揮します。なぜなら、通常の鉛蓄電池は満充電になると充電速度が著しく低下するのに対し、リチウムイオンバッテリーは文字通り満充電になるまでエネルギーを吸収し続けるからです。

鉛蓄電池は、充電サイクルの終盤における電流消費量の減少により、オルタネーターからの充電が十分に行われず、寿命が短くなるという問題がある一方、キャンピングカーに搭載されているリチウムイオン電池は、優れた充電の快適さを提供してくれる。

BMS

リチウムイオン電池には、BMS(バッテリー管理システム)と呼ばれるものが内蔵されています。このBMSは電池の状態を監視し、損傷から保護します。例えば、電流の供給を制限することで過放電を防ぐことができます。また、BMSは低温での充電も防止します。さらに、電池内部で重要な機能を果たし、セル間のバランス調整も行います。

これはバックグラウンドでスムーズに行われるため、純粋なユーザーとしては通常、全く意識する必要はありません。

Bluetoothインターフェース

キャンピングカー用のリチウムイオンバッテリーの多くはBluetoothインターフェースを備えています。これにより、スマートフォンアプリを使ってバッテリーの状態を監視することができます。

私たちは既にRenogyのソーラー充電コントローラーやRenogyバッテリーモニターでこの機能を利用しており、その利便性を高く評価しています。

 

インバーターに最適

リチウム電池は電圧降下なしに大電流を供給できるため、12Vインバーターですから、キャンピングカーで電気コーヒーメーカーを使いたい場合や、ヘアドライヤーを使いたい場合、リチウムイオンバッテリーはキャンピングカーにとって有利です。キャンピングカーで電気調理をしたい場合、いずれにせよリチウムイオンバッテリーは避けられないでしょう。

キャンピングカーにリチウムイオン電池を使用することで軽量化を実現

リチウムイオン電池は、同等の容量を持つ鉛電池よりもはるかに軽量です。これは、旅行前に毎回計量所で重量を確認し、法定区域内を走行していることを確認しなければならない多くのキャンピングカー旅行者にとって大きな利点となります。

計算例:当初、95AhのAGMバッテリーを2個使用していました。重量は2×26=52kgでした。リチウムイオンバッテリーに交換後、必要な重量は24kgとなり、28kgの軽量化が実現しました。さらに、使用可能な容量が3倍になったため、AGMバッテリーのメリットを改めて実感できるでしょう。

キャンピングカーにリチウム電池を搭載することで、容量がさらに向上します。

リチウムイオン電池は、同じ容量の鉛電池よりも軽量かつ小型であるため、当然ながら、同じスペースと重量でより大きな容量を実現できます。容量が増えても、スペースは節約できる場合が多いのです。

近々、AGMバッテリーからリチウムイオンバッテリーに切り替えることで、使用可能な容量を3倍に増やしつつ、設置スペースを削減できます。

リチウム電池の寿命

キャンピングカーに搭載されるリチウムイオン電池の寿命は、非常に長い場合がある。

これは、正しい充電の方が簡単で複雑ではなく、誤った充電や過放電によってバッテリーの寿命に影響を与えることもそれほど容易ではないという事実から始まります。

しかし、リチウムイオン電池はサイクル安定性にも優れている。

例:

仮に、100Ahのリチウム電池の容量を毎日すべて使用する必要があるとします。つまり、1日に1回の充放電サイクルが必要になります。もしあなたが1年間(つまり365日間)ずっと車で移動するとしたら、リチウム電池は3000/365 = 8.22年間使用できる計算になります。

しかし、旅行者の大多数は一年中旅をしているわけではないでしょう。仮に6週間の休暇を42日間とし、さらに週末を数回加えて年間合計100日間の旅行日数とすると、3000÷100=30年間の人生に相当します。すごいですよね?

忘れてはならないのは、仕様は90%の放電深度(DoD)を基準としているということです。必要な電力が少なければ、寿命も延びます。また、これを積極的に制御することも可能です。例えば、1日に100Ahの電力が必要だと分かっているなら、容量が2倍のバッテリーを選べば良いのです。そうすれば、DoDは通常50%程度になり、寿命が延びます。ただし、30年以上も使えるバッテリーは、技術の進歩によっていずれ交換が必要になるでしょう。

長寿命と高い実用容量も、キャンピングカーにおけるリチウムイオン電池の価格を妥当なものにする要因となる。

例:

ボッシュ製の95AhのAGMバッテリーは現在、約200ドルで販売されている。

AGMバッテリーの95Ahのうち、実際に使用するのは約50%、つまり42.5Ahだけにするべきです。

容量が100Ahと同等のLiontron製RV用リチウムバッテリーは1000ドルです。

一見すると、リチウムイオン電池の5倍の価格のように思えるかもしれません。しかし、Liontronなら容量の90%以上を利用できます。この例では、AGMバッテリー2個分に相当します。

現在、使用可能な容量で調整したリチウムイオン電池の価格は、依然として2倍以上となっている。

しかし、ここでサイクル安定性が問題になります。この点に関して、メーカーの情報は大きく異なり、そもそも(一般的な電池の場合)情報が見つかるかどうかも定かではありません。

  • AGMバッテリーの場合、最大1000サイクルまでという話が出ます。
  • しかし、LiFePo4電池は5000サイクル以上持つと宣伝されている。

キャンピングカーのリチウム電池が実際に5倍のサイクル寿命を持つとすれば、リチウムイオン電池価格性能比において、AGMバッテリーを凌駕するだろう。


投稿日時:2022年11月17日