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危険な作業がいっぱいあります。
電気工事士の資格が必要です。
電池収納貯蔵は消防法遵守です。
自己スキル、自己責任、自己解決です。
ヘルメット、保護メガネ、保護面、長袖作業服、絶縁手袋、絶縁安全靴
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百聞は一見に如かず
見てわからなければ、聞いてもわからない
一を聞いて十を知る
人は嘘をつく(故意、無意識問わず)と思え、物から学べ!!!
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2020年10月18日(日)
日産リーフ リチウム電池
昨日、片道3時間かけて引き取ってきましたので早速組み立ててみました。
(高速道路を使えば2時間以下と思いますが年金暮らしなのでお金を掛けずにゆっくりと)
3枚組 11.524kg これくらいの重さがちょうど良い(重すぎるとギックリ腰になりそう)
電圧も24Vくらいなので充放電試験に調子が良い


直列接続30枚 239.3V 危険なので最後の組付け後の結線すことにして
緑のジャンパー線は外しました。緑色は電気工事では接地線ですが
手持ち材料なのでご愛敬・・・・・


2020年10月25日(日)
グラフテックGL240利用リーフバッテリー試験機制作
バラック組立なので見栄えが悪いです。
制作しながらの回路図作成なので設計方針がコロコロ変わる。
まだまだ改良点があると思うが特性が測れそうになった。


操作パネル


配線ぐじゃぐじゃ


GL240端子台 Input/Outputコネクタ
このコネクタから出ているアラーム信号を利用して
BMS機能として過充電、過放電監視
充電電流は設定値に合わせるように電流制御
各電池の温度測定をして充電、放電 停止
放電電流は抵抗値に依存しますが過電流は通電遮断します。


各セル電圧検出と電池温度センサー配線


基板表


へたくそ基板配線


重いので移動は台車に乗せて・・・・・


放電特性 実用範囲は3.7Vから4.0Vと思われます。
電力量=SUM(毎秒電圧x毎秒電流)/3600[Wh] 1秒サンプリングしたものを積算


放電温度


充電特性

充電電力と放電電力がほぼ一致し温度変化も少ないので充電効率は良さそう
本来500Whの電池ですが実測蓄電電力量が315Whですのでそれなりに劣化しています。
日産リーフのセグ情報がありませんが7/12程度かな??
今回譲っていただいた方はセグ8/12で購入したといっていました。
ネット情報を参考にしましたけど
セグの表示定義はわかっていませんので私が勝手に想像しただけです。
12/500*300≒7・・・
10/500*300≒6 これは見栄えが悪いので上記式にしたのかな??
セグ8/12だったらまだ中古車として売れそう
事故車だったらあり得るかな

充電、放電の電流変化点における電位変化から内部抵抗を計算してみると
約2mΩ
2e-3x100A^2x96セル=960W 急速充電 高速走行ではかなりの発熱がありそう
2e-3x 20A^2x96セル=76.8W 市内走行くらいでは発熱は軽微
2e-3x 10A^2x96セル=19.2W 停車中にエアコンを使っているくらいかな
家庭用にこの程度の電力消費ならば発熱は気にならないだろう
リーフには温度センサーがあるから高温になると充電電流を抑えるらしい
だから30分急速充電では満タンにならないのだろう
当然航続距離も小さくなる。だから中古車が安い または廃車になる


GL240のアラームがヒステリシスあるため制御に利用しずらい
CH3 3.00-4.200V範囲外アラーム設定


アラーム発生を保持する=Off


CH3=4.20Vでアラームが発生してからCH3=4.15Vまでアラーム=On


CH3=4.15Vの次のサンプリングでアラーム=Off


電流制御 もっとスムースにしたいがヒステリシス、サンプリング周期 時定数 要検討


2020年10月29日(木)
日産リーフ リチウム電池 第二弾 入荷
電圧にバラツキがある


個別充電をして電圧差を小さくして放電確認
12/500*355≒8.52・・・


放電温度


内部抵抗が大きいものがあるが温度、蓄電電力量ともに大きな差が無い


充電温度


充電電力≠放電電力と乖離している。
充電電流を変化させてているので積分がし切れていないかな?
せっかちに充電電流を大きくしようとしたのが問題かもしれない
充電電流は10A以下でゆっくり充電を目指そうと思っている。


今回の入荷の時に銅バーのカバーが同梱されていたので付けてみた
本来電圧センサーの端子は銅バーの下に入れるべきだがインチキして上にしてある
リーフはほとんど下側だけど長い銅バーは片側のみのBMS配線だった
電源端の電圧センサー配線も主配線と同時圧着でこれもインチキ
温度センサーの配線と電圧センサーの配線も共用はインチキ
しかし20A程度では正式配線との比較したところ問題なさそう



2020年11月06日(金)
Youtubeにリーフバッテリー解体新書をアップしました。
24枚組、12枚組 取出し https://youtu.be/_i3DMOP-9Lo
入荷解体詳細 https://youtu.be/z8Mulm3fM08

重量測定 24枚組 102.99kg


重量測定 12枚組R 54.47kg


重量測定 12枚組L 54.82kg


2セット乗せると重い!!


2020年11月08日(日)
知人所有のリーフバッテリーの放電特性を計ってきました。
放電電力、内部抵抗は私所有の電池とほぼ同じです
実際の蓄電運用は3.7V〜4.0Vがよさそうです。



過放電によるガス発生で膨らみました。
充電電圧は自動監視して制御していましたが放電電圧は発熱が前提で50℃の設定でした
実際の過放電では35℃くらいにしかならなかったので失敗です。手で触ると暖かい程度・・・
放電電圧下限も制御するべきでした。(ロガーに下限アラーム2.5Vを設定していましたが制御忘れ)
昼食前に放電開始したので昼食中に過放電に気が付きませんでした。残念・・・・



もう一つ失敗があります。数カ月前の話ですが
知人が電池解体した、あと銅バー組取り付けの時にショートさせて内部断線しました。
チョット火傷をしたそうです。 発煙、発火は無かったそうです。
今回、私が解体した写真です。

前職では防爆恒温槽内で釘差し試験(破壊)をやる話を聞きました。爆発ではなく発煙発火程度のようです。
このころは別の爆発しない耐久試験機を作っていました。
前々職では600V 200Aの高周波実験でIGBTの爆発音(制御盤内は煙と破片だらけ)すごいです。
コンデンサーの爆発も同じようなことが起こります。これは爆発実験のような体験でした。

2020_12_13_セーフティープラグ解体
ヒューズは225A



2020年11月13日(日)
中国製BMS基板を探していて見たら最大24セルまでしかなかったので
自作BMS親基板完成
フォトMosを使ったサンプリング3枚(6セル)
子基板は最大14枚まで可能
リーフバッテリーユニットはセル96個電池48枚
3枚で1セットのためCH1-CH13でカバー
CH0は親基板衝 CH14は予備 CH15は突防止のギャップ


回路図


2020年11月24日(火)
BMS子基板を作成中にヤフオクでリーフバッテリーBMSユニットをケーブルハーネス付きで落札(衝動買い)
2020年11月27日(金)
ネット検索でSolectria E10, Lithium Ion Battery Upgrade - YouTube_1-50を発見 実際にはPart52まで存在していた。
Part23にはリーフバッテリーBMSのCAN通信解読されていた。
しかも2014年式のバッテリーを2016年06月10日にアップされていたのは驚きである。
直ちにBMS子基板の制作を中止してリーフバッテリーBMSの情報検索をしてみた。
上記の動画の中に出てくる図面はリーフ保守説明PDFで見つかった。(Nissan LEAF - Owner's Manual)
4種類あってどうも2011Leaf≒2012Leafと2013Leaf≒2014Leafという二つに分類されるようです。
次にCAN信号の海外情報検索をしてみるとCANメッセージの資料詳細エクセルファイルがあった。
その他海外フォーラムには不確実な情報もあるがかなり有用な情報も収集できた。
日産リーフは日本車なのになぜ海外にたくさんの情報があるのだろうか???

まずは手持ちのCAN232を接続してみる。
必要部材
株式会社 コンパス・ラブの
CAN232 2個あると便利(自作ソフト検証と通信モニター)
日本語マニュアル 私の語学力では必需品
CAN232J_PRG 簡単に通信確認ができて便利です。(自作ソフトの検証にも役立ちます。)
USB-232C変換器 115kbps以上(私は230kを所有していますが115kで使っています。)
CAN終端抵抗120Ω
接続はこんな感じ


2020年12月05日(土)
久しぶりにVB2017でアプリ製作開始
2020年12月24日(木)
バッテリー配線接続ミスによるBMSが爆発!!
LB7(73-96)、LB9(29-48)同じ形状のため接続できてしまうのである。
2013Leafはこのコネクタが廃止されているようです。
爆発時はフタをしてあったのとコネクタ接続時の爆発ではなく、BusBar接続時なので人的被害なしである。
リーフバッテリーBMS解剖


2021年01月23日(土)
WiFi ODB2を接続したら反応なし


USB ODB2を接続したらCAN232が壊れた。


株式会社 コンパス・ラブに相談したらハード故障の可能性が高いということでした。
トップの82C251を変えてみましたが症状が同じなのでSJA1000を外しました。
SJA1000の在庫がないので中國蟻に発注しました。
2021年02月06日(土)
意外と早く入荷しましたので早速ハンダ付け修理完了しました。
CAN232をヤフオクで入手しておいたので三個になってしまいました。


2021年02月04日(木)
ヤフオク落札品で走行距離84,003qセグメント数不明でした。
入荷時ほぼ満充電されていましたので電気ストーブで放電試験してみました。
DCからAC100Vにするためにパワコンを使いました。
1時間で終わるつもりがセル電圧がなかなか下がらないので、
約0.1V下がるまで5時間46分かかりました。


開始時間8時50分


終了時間14時36分


約4.0Vから3.9Vまでの1kW負荷試験ですので
3.6Vまでの放電電力量はかなりありそうです。
電池出力(パワコン入力)ロガー(グラフテックGL2000)


2012LeafリーフバッテリーCAN通信


2013LeafリーフバッテリーCAN通信


このリーフバッテリーはヤフオク出品して落札されて出荷先が海外出荷ヤードのようです。
リーフ乗せ換え用なのか?、蓄電用なのか?、まさか???
調達基準はわからないが★海外流出★のようです。

2021年02月11日(木)

約4カ月掛けて集めたリーフバッテリーBMSです。
あと2個ヤフオク入札したけれど落札できませんでした。
取引評価を見ると落札者は海外輸出業者だったような気がする。これも★海外流出★かな?


2012Leafケーブルハーネス付きBMSです。


2013Leafケーブルハーネス付きBMSです。
LB13 LB14はバッテリー直結ハーネスですので入手できませんでした。


リーフバッテリー黒箱リレーボックスです。
上断5個は2012Leaf用です。3台は電流センサーに複数巻きしてブレーカーを付けました。
下段は2013Leaf用ですが電流センサーが別付のためコンパクトです。


リーフバッテリー黒箱リレーボックスにフタを付けた状態です。
下段は2013Leaf用ですがフタは入手できずです。(実はフタは実在しない)


中断のオレンジ色のコネクタは電池ユニット外部に取り付いています。


2013Leaf用にはオレンジ外部コネクタが2種類あるようで、これは小さいほうで30Aのフューズが付いています。


2013Leaf用 左側は電圧確認用簡易接続線 右側はCAN制御コネクタ
真ん中はCAN制御信号取出し線ですがピンピッチが狭いのとピンが細いので全ピン接続は大変です。
そのために右側コネクタで練習が良いかも・・・・・


2013Leaf用 CAN制御信号取出し線です。 これはピンも太くピン間ピッチも広いので扱いやすいです。


@電圧確認用コネクタです。 2012Leafでは確認しましたが2013対応は未確認です。
なにせ簡易型ですので継続使用は対策が必要です。


A電圧確認用コネクタです。 2012Leafでは確認しましたが2013対応は未確認です。
なにせ簡易型ですので継続使用は対策が必要です。


疑似電源です。右下の電源は390V定格のようですがよくダイオードが破損します。
360Vでも破損したことがありました


上記対策としてアマゾンDCDC600Wを改造して500Vまで確認しました。
パワーアップすると危険性もアップ!!!


BMS爆発に懲りて電圧チェッカーを作りました。(2012Leaf専用です。)


上記の放電試験はセル電圧を手動監視なので自動監視するために
オムロン シーケンサーに移植中です。


キーエンス シーケンサーにも移植しようと思っています。


三菱 シーケンサーにも移植しようと思っています。


2021年04月25日(日)
疑似電源2号機製作