車載編 デサルフェーターを作ってバッテリ復活に挑戦する

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 完成したデサルフェーターを復活目的のバッテリーで動かしてみます。

  1. バッテリー単体にデサルフェーターをつけて動作確認
  2. 満充電を行いながら、動作チェック
  3. 車載して初期動作チェック

を行いました。

写真は車載状態でバッテリーマイナス側の配線にクランプメータをかまして電流を測定している所です。青LED点灯の動作中に、DCで99mA流れていました。そして、停止中は36mAでした。なお、ACでは測定できません(ゼロ表示)でした。




事前確認と充電開始

車から取り外して、初期特性を測定します。電圧は12.1V、自作の内部抵抗計で測って37mΩです。


ドレイン電圧 35.9V、バッテリー電圧 7.9V、周波数 25.8kHz でした。前報の異なるバッテリーの結果と比べると、ドレイン電圧、バッテリ電圧ともに小さくなっています。周波数は変わらずという結果です。内部抵抗は 37mΩと前報の測定条件よりも随分小さいので、この影響でしょうか。

次に示す波形は充電中のものです。最も異なるのは、リギングの周波数で 7.7MHz とほぼ倍になっています。

この後見えてきたのですが、充填中はリギングの周波数は大きくなり、収束も遅れるようです。

 



経過1:1.5時間後

バッテリーの取説によると、12.1V は40% 程度の充電状態になり、8時間の充電時間ですます。所定の充電電流は4Aなのですが、その半分で1.5Hrほど充電して様子をみてみました。

中断直後の内部抵抗は 74mΩ と倍増しています。バッテリーに熱を持っている状態でしたので、この影響かなぁと思います。



充電開始時と1.5Hr後の充電中の波形を比較すると、ドレイン電圧 35.9V → 39.8V、バッテリー電圧 7.9V →  9.3V へ増加しています。写真はありませんが、電圧は13.9Vでした。

このとき波形を目視した限りでは、ONパルス時間は同じです。ドレイン電圧やバッテリ電圧の増加の原因は充電によるバッテリー電圧の上昇によるものか、充電直後なのでバッテリーの活性化の影響かと思います。



経過2:充電再開

半日置いたあとのバッテリ電圧と内部抵抗です。充電する前に比べ、バッテリー電圧はわずか増加し、内部抵抗は27mΩと元の70%ほどにまで減少(改善)しています。


半日おいたあとに、充電を再開させたときの充電時の波形を示します。ドレイン電圧やバッテリ電圧は充電前の値に戻っています。



満充電

4Aで8Hrの充電を行った後に、30分放置して電圧を測定しました。12.83Vに増加しています。


30分放置した時のリギング波形を示します。1段目は30分放置後の充電していないときの波形です。
その後、1分の再充電、停止後30分放置とやってみました。2段目(1分の再充電)の波形は充電中の波形です。3段目(停止後30分放置)の波形は充電していないときの波形です。

やはり、充電中はリギングの波(電圧p-p)が大きくなり、収束しにくい(波が続く)ようです。




8Hrの満充電後のバッテリー電圧と内部抵抗です。バッテリー電圧の増加は見られますが、新品レベルの13Vにはなりません。また、内部抵抗は25mΩと1.5Hr充電後の値とほぼ同じです。(元の70%ほどにまで改善しています。)



車載と不具合修正

前述したデサルフェーターの動作は、前報で設定/測定した動作電圧(増圧開始:12.7V、減圧停止:12.2V)で問題なく動いていたのですが、車載して1日経つと、エンジンOFFしてもデサルフェーターが停止しなくなりました。エンジンはトータルで30分も動かしていないのですが、エンジンを停止してもバッテリー電圧が12.2V以下まで下がらなくなったことが原因と思われます。デサルフェーターの効果が出て、バッテリの保持電圧が上がったんだと思います。

あらためて測定するとバッテリー電圧はエンジンONのとき 14.2V、エンジンOFF後3分後で 12.3Vでした。さらに、経過して5分程度で12.2Vを下回りました。この間はデサルフェーターが働いているのですが、それよりもバッテリーの電力を消費することが気になるので、設定電圧を対策します。

現状ではツェーナー電圧12Vに対して、1N4148で0.4Vの下駄をはかせていますが、1N4148 をさらに2個追加します。これにより、下図に示すように13.5Vで作動し、13.0Vで停止する特性になりました。エンジンOFF後、1分以内にはデサルフェーターが停止するようになりました。

まとめ

ごく時間での結果に過ぎませんが、バッテリーの特性に改善が見られます。デサルフェーションの効果ではなく充電の影響かも知れません。波形をみるとデサルフェーションの効果と言いたくなるきれいなリギング波形が出ています。

数か月後にチェックしてみたいと思います。

初期1.5Hr充電後さらに、8Hr充電後
バッテリー電圧 [V]12.112.1512.75
内部抵抗 [mΩ]372725
ドレイン電圧リギング [V]35.935.935.2
バッテリー電圧リギング [V]7.97.59.8
周波数[kHz]25.8

消費電流は作動時99mA、待機時36mAでした。



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