車中泊快適化アイディア スイッチ2個で作るサブバッテリーシステム循環電流対策

初回投稿日2019年08月27日
最終更新日2021年09月12日

スイッチ2個で作る車中泊用「循環電流対策回路」

循環電流とは

バッテリーを並列に繋ぐと電圧差でもう一方のバッテリーに電流が流れ内部抵抗により充電が失われ、さらにバッテリーまで傷めてしまう恐ろしい現象です、バッテリーはそのまま並列に繋いではいけないようです。

循環電流イメージ1

循環電流イメージ1

でも直列に繋ぐと12Vから24Vになってしまい12V車用の器具は使えなくなってしまいます、そしてインバーターで大きい電流を使用するとバッテリー1つでは電圧が下がりすぎてエラー音が鳴ったりしてしまいます。

並列と直列

並列と直列

これは困った

ネットで調べてみると、キャンピングカーでは充電時には切替えて1つずつ充電し、使用時にはダイオードを組み込んで循環電流が発生しないようにしているみたいです。

ダイオードによる循環電流対策回路

ダイオードによる循環電流対策回路

太陽光発電用にすごく難しい回路図もありました、そしてダイオードや電子回路が電力をロスしてしまうという困った現象もある様です。

車中泊用のサブバッテリーシステムの循環電流対策

車中泊限定で自作で安くできないか、使用する環境でもう一度考えてみます

  1. 普段はバッテリー1つで間に合う
  2. 充電は手動で切替えてすれば良い
  3. 通常の使用も切替えて使えば良い
  4. 並列で使いたいのはインバーターで大きい電流を使用する時だけ
  5. 高校で習った回路計算の「テブナンの定理」で想像すると負荷側(インバーター側)に大きい電流が流れると循環電流は無視できるくらいに小さくなると想像される【計算方法も忘れて想像しただけなので全く計算していません、あくまでも想像です】

結論は通常は1つずつ切替えて使って、大きい電流を使用する時だけ並列にする

スイッチ2個で作る車中泊用循環電流対策回路

簡単に安く作りたいスイッチ2つだけの回路を考えてみました、使うのはこの2つ。左の3路スイッチは階段の上と下で照明に使っているスイッチ、片切スイッチはトイレなどの照明スイッチです。

3路スイッチと片切りスイッチ

3路スイッチと片切りスイッチ

裏側に規格とスイッチ内の回路図があります(右上)

スイッチ裏側

スイッチ裏側

下が接続例と回路図です、実際はバッテリーケーブルなど違うケーブルを使用していますが見本を作るのに黒と赤のケーブルを使用しています

こんな簡単な回路でバッテリーの切替えと単独と並列の切替えができます

准看電流対策回路

循環電流対策回路

セカンドバッテリーのパネルに組み込んだ状態

バッテリー切替え、並列スイッチ

バッテリー切替え、並列スイッチ

サブバッテリー3配線図

サブバッテリー3配線図

まだ実験していない循環電流防止アイディア

循環電流の計算式

循環電流の計算式

並列の回路の場合には入力電圧がバッテリーの電圧より高い場合
各バッテリーの端子間電圧=入力電圧 となります
内部抵抗の値が小さいので 端子間電圧=起電力 と考えますと
計算式から起電力の差が0になり循環電流は流れず
入力側から各バッテリーに充電電流だけ流れる事になります
これを利用して簡易に自動切り替えできないだろうかと考えてみました

プログラムタイマーを使った回路

ソーラーパネルで充電している場合ですが
曇りでも太陽光があればある程度の電圧が発生しています
プログラムタイマーで発電する時間帯のみ並列になる様にします
※車庫に入れたときや大雨で発電しないときが課題です

プログラムタイマーの組み込み

電圧感知リレーを使った回路

バッテリーの電圧を想定してセットしておきます
設定された電圧を超えた時にリレーが動作して並列で充電されます
通常バッテリーが12.5Vであれば12.6Vにセットするなどです
バッテリーが3個以上でも通常の4極リレーの追加で対応できます

電圧感知リレーを使った循環電流対策

電圧感知リレーを使った循環電流対策

バッテリー3個以上の場合の結線図
バッテリー3個以上の場合には操作性とコストの関係で
エーモン などのリレーを使った回路が良いと思われます
結線図が見やすくなるのでエーモン を例にしてみました
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エーモン(amon)
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リレーを使用した循環電流対策(入力側)

リレーを使用した循環電流対策(入力側)、出力側は全てにダイオードを入れるだけです)

電圧感知リレーの結線については間違いや規格変更の可能性もあり
ご自身で再度確認してから実施してください

最後まで見ていただきありがとうございます

 

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