ポータブル電源を作成するにあたって必要なものを上げていきます。
購入費用は約8万円です。
予定スペックは リン酸鉄リチウムイオン、1,344Wh(420,000mAh)、AC出力2500Wとなります。
必要なもの
バッテリー
充電器
インバーター
BMS(BatteryManagementSystem)
ケーブル
ケース
バッテリー
メインとなる部品なので品定めは重要です。
自作ポータブル電源を作る上で大きく分けて選択肢は２つ。【鉛】か【リチウム】か。
安くて重くて入手しやすい【鉛蓄電池】か
高くて軽くて制御しやすい【リチウムイオンバッテリ】かってことです。
今回はポータブルで高圧洗浄機を動かせるほど出力の大きいものが必要なので【リチウムイオンバッテリ】一択です。
さらにいうと安全性が高く、電圧的にも使いやすく、充放電回数も多い、リン酸鉄リチウムイオンバッテリ(LifePO4)にしました。
充電器
バッテリは充電しなければ使えませんので充電器も必須なわけですが、どこから充電するのかを決めないといけません。
【家庭用100V】【車のシガー12V】【ソーラーパネル】の３つが主に考えられます。
市販のポータブル電源であれば３つとも対応してることが多いですが、自作であれば必要なものだけ実装すれば済みます。必要となった時に追加するのもいいですし。
今回充電は自宅でする想定なので家庭用100Vから充電するタイプを選択します。
充電するバッテリの種類によって充電電圧が異なりますのでバッテリ構成に合わせて選択します。今回はリン酸鉄リチウムイオンの4直列(3.2×4=12.8V)なので14.6V 20Aを選択しました。
インバーター
ここでは直流を交流に変換する機器という意味で使っています。
バッテリから出てくる電気は直流(今回は12V)なのでそれを日本の交流100Vに変換します。
ここで決めないといけないのは、下の３つです
1.【正弦波】か、【疑似正弦波】か
2.使用できる最大電力(何ワットまで使えるか)
3.東日本【50Hz】か、西日本【60Hz】か、【50Hz/60Hz】切り替え式か
今回はモーター(高圧洗浄機)使うので、正弦波、2500W、切り替え式にしました。
BMS(BatteryManagementSystem)
バッテリにとって過充電、深放電は寿命を短くしますし、過充電はそもそも危険です。
BMSはその名の通りバッテリ(の充放電)を管理してくれます。
充放電の電流、電圧、温度を監視し、設定値を越えると充放電を停止します。
今回選択したのはsmartBMSと呼ばれるBMSの設定・監視をスマホやパソコンからできるタイプにしました。
ケーブル
電線には流せる電圧、電流の仕様があるので使用法に合った太さを選択します。
今回は高圧洗浄機がターゲットなので、連続1300W、瞬間的に3000Wを想定します。
そうすると、100W側は13A/30A、12V側は130A/300Aとなります。100V側はともかく12V側は相当な電流が流れます。38スケアのKIVケーブルを選択します。
ケース
これが一番の悩みどころです。感電したくないのと加工性からプラスチック製まではすぐに決まりましたが、縦・横・高さで丁度良いものはなかなか見つかりませんでしたが、水の近くで使うことも考慮し選択しました。
調達先
AliExpress
通称「アリエク」。中国アリババ系列の(中国からみて)海外向けの通販サイトです。なので表示は日本語です。商品も日本語で検索できます。
安いし、日本では売ってない商品も多い(というかほとんど)です。LiFePO4バッテリなどは日本ではほとんど取り扱いがない(あっても中国からの輸入)ので利用しています。
今回はバッテリ、BMS、充電器をアリエクで買っています。
届くのに1～2ヶ月はざらにかかりますけどね。送料はぴんきりです。バッテリだと1万円越えることもありますし、無料のものもあります。
amazon
言わずと知れたアマゾンです。日本の他の通販サイトと違って中国製の商品が多いのも魅力です。さすがにLiFePO4の生バッテリやBMSは売ってないですけどね。
今回はインバーターを購入しました。あとは工具や小物を少々。
だいたい翌日届きます。プライム会員なので送料は基本無料。
モノタロウ
プロ向け。ナットやボルト、モノタロウブランドの商品が安くていい感じです。M8の黄銅製のナットなんてホームセンターはもちろんアマゾンでは売ってないですしね。あと、バッテリ間を繋ぐバスバー用の銅プレートもサイズ指定で購入できたりしていい感じです。
ここも翌日～翌々日到着で、3500円以上買うと送料無料、未満だと500円です。
ヤフオク
これも有名なオークションサイト。
ケーブルは通販サイトだと長すぎて（５ｍ、１０ｍ）高すぎたり、圧着端子が最初からついていて長さが決まっていたりします。今回のようにコンパクトに作るには自分で長さを決め、端子を圧着したほうが効率が良かったのでヤフオクのケーブル切り売り（もちろん新品）で購入しました。
購入費用
| バッテリ | LiFePO4 3.2V 105Ah ×4 | 30,463 |
| 充電器 | LiFePO4用 14.6V 20A | 4,882 |
| インバータ | Yinleader製 12V 2500W/ピーク5000W | 29,800 |
| BMS | SmartBMS LiFePO4対応 4S Bluetooth対応 | 8,292 |
| ケーブル | KIV 38sq 1.5m ×2 | 2,400 |
| ケース | アステージ製シールドボックスシャット500X | 2,980 |
合計 78,817円
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