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【LiTime 12V100Ah mini】のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを使い 1280Wポータブル電源をDIYで自作する!

DIY

今回は、DIYでポータブル電源を自作します!

6月の楽天スーパーセールでポタ電がかなりお安くなっていたので購入したのですが、少し不満が…

もちろん、ポタ電にはポタ電のいい所もいっぱい有りますよ。

ポタ電のいい所(私個人の感想)

  1. 蓄電した電気の使用・消費の使い勝手が良い!
  2. AC充電(商用100V)が早い!
  3. 自作するよりはコンパクト!デザインも良い!
  4. 誰にでも簡単に使える!(重要!)

ポタ電の不満(私個人の感想)

  1. ソーラー入力の電流値が低め(最低でも20Aは欲しい)
  2. 値段は高め(最近はセールで40%以上OFFが有ったりで不満低減)

ポタ電は電気を使う分には不満無しなのですが、ソーラー充電の性能が少し弱いのが不満です。

1000Whクラスのポタ電で、ソーラー入力の電流値は10Aまでが主流。100Wパネル2枚の並列でオーバーする可能性も有ります。直列にすれば問題ないのですが、直列は一部が陰ると発電量がかなり減るので、あまりやりたくない。

充電は単純に100Whの発電だと0~1000Wの充電には10時間。ロスなども有るので実際にはもっと時間がかかるんです。

ちなみにEcoFlow DELTA2は15A。並列接続250W分のパネルでギリギリかな?

 【MPPT チャージ コントローラー】を使ってバッテリーにソーラー充電すると、チャージ コントローラーの能力に応じた発電が出来ます!

チャージ コントローラーが20Aだと250W程度までのパネルを並列で、40Aだと500W程度の並列パネルを使い充電が出来ます。

なので、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを使ってのポタ電の自作です。

Amazonのセールが有り【12V 100Ah 1280WhのLiFePO4 バッテリー・重さ8.6kg、従来より約20%の軽量化のLiTime 12V100Ah mini】が4万円前半で販売されていた為即購入!衝動買いですわ…💦

今年のDIY予算は⁇オーバーかな~?

他にも必要な部材の購入をしないとポタ電にはならないもんね。

電気は一歩間違えれば火事の元になります。勉強して自己責任でやりましょう。

簡易な設計図を書き、必要な部材を揃えていきます!

「設計図?」

必要そうな材料は、

  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリー用充電器
  • バッテリー収納ケース(バッテリーBOX)
  • PCケース用ファン・ファンフィルター
  • スイッチ・ヒューズホルダー・ヒューズ
  • 電圧計
  • サーモスタット デジタル温度コントローラー
  • アンダーソンコネクター・電源ケーブル・圧着端子・熱収縮チューブ・など

必要そうな工具は、

  • ドリル・ホールソー
  • 半田コテ
  • レンチ・ドライバー・ニッパー・圧着工具・ヤスリ・など

1.リン酸鉄リチウムイオンバッテリー・専用充電器とバッテリー収納ケースを購入

プライムデーやブラックフライデー・楽天スーパーセールなどを狙い、お安い時に欲しかったリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを購入。100Aの容量の物が4万円台前半で購入出来ました。

「佐川急便さんで到着」
「コンパクト!」

思ったより小さい。軽自動車のバッテリーの横幅だけが1.4~1.5倍ぐらいの大きさです。

付属物も確認。

「説明書など」
「付属のターミナルボルト・絶縁カバー」

LiTime 12V100Ah mini

  • サイズ・重量:260×133×227.5mm・8.6㎏
  • サイクル:100%DOD,≥4000 times
  • 電圧・容量:12.8V・100A
  • 最大継続出力電力・最大継続放電電流:1280W・100A

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを、商用100Vコンセントから充電出来る様に専用充電器も購入。

購入した物はワニ口クリップ+ファン無し。

2023/12/01に見たら新製品になっていました。これ良いですね!アンダーソンコネクターも付いてるしファンも有るっぽい。

購入した物はこちら↓

「リン酸鉄リチウムイオンバッテリー専用充電器」
「ワニ口クリップ+ファン無し」

バッテリーを充電したら充電器がかなり熱を持ちます。なので新製品になったのでしょうね。

バッテリーなどはそのままでも持ち運びは出来るのですが、少し格好が悪いのでバッテリー収納が出来るケースも購入。

取手の引張強度が110kgf(保証値ではないそうです)有るそうで、持ち運びには心配なしです。

「バッテリーなどを収納するケース」

バッテリーは他にも購入候補が有りました。

購入時にはLiTimeの方が安かったので購入。2023ブラックフライデーではRedodoのバッテリーの方が安くなっていましたよ。

バッテリーBOXも以前購入したNOCOと迷いました。

2.他の部材の購入

他の部材もネットとホームセンターで購入。

ネットで購入して到着した部材たち!

シリコンワイヤ10AWG電源ケーブル・アンダーソンコネクター・ヒューズホルダー」
「ファン・スイッチ・サーモスタット温度コントローラー・電圧計」

ホームセンターで購入した物は!今回は圧着端子のみ。

「ばら売りの圧着端子」

コーナンさんでバラ売りの圧着端子を購入。バラ売りは必要な数だけ買えるので便利!

3.到着したリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを専用充電器で充電

到着したバッテリーの電圧は13V。

12:19から充電を開始。

「13V・12:19開始」
「LEDインジケーターは赤、充電中」

LEDインジケーターは充電中はレッド・充電完了はグリーン表示になるらしい!

充電中は充電器がものすごく熱くなります。心配で思わず問い合わせしてしまったぐらいです💦その後すぐに充電が完了。

「20:25に左下のインジケーターはグリーンに」

13V・容量残の約30%から約8時間で満充電。10Aの充電器なので妥当ですが発熱が少しいやだな~

部材も揃い、バッテリーの状態も問題なさそうな事が確認できたので、ポタ電作成DIYしていきますよ!

4.DIY開始!バッテリー収納ケースにマーキング・穴開け

バッテリーを収納するケースに取り付ける部材用の穴を開けます。

充電中の充電器がものすごく熱くなったのでファンも取付ます。

まずはマーキング。

「電圧計とサーモスタット温度コントローラー取付位置」
「ファン取付位置」

電圧計・サーモスタット温度コントローラー・ファンを取付するので穴を開けます。

ドリルで穴を開け、

「ドリルで穴開け」
「ニッパーでカット」

ニッパーでカットしてカッターとヤスリで処理しました。

「ファン取付口、少しいびつ」
「排出口」

ファンの反対側には排出口の穴も開け、ここからケーブルなども出せる様にしてます。

5.収納ケースにLiFePO4バッテリー専用AC充電器を固定出来るようにする

バッテリーの充電器を別途保管するのは面倒だし邪魔になるので収納ケースに内蔵します。ポタ電を作っているのでAC100V充電が出来て当たり前かもしれませんが、重くなるので固定では取外しも出来るようにします!

バッテリーを仮置き。開いているスペースには余っていたアルミ角パイプを置き取付位置を決めて、ドリルで取付穴を開けました。相変わらず現物合わせです💦

「充電器の設置固定用台座の仮置き」
「ケースの底でビス止め」

ケースの底にも穴を開け、台座はビスで固定。

充電器の固定には、結束バンド(リリース可能なタイプ)を使いました。

充電器は約0.9㎏有るので、持ち出す時に取り外すと多少は軽くなると思います。

「充電器を固定する結束バンド」
「充電器を固定」

6.収納ケースに電圧計・サーモスタット温度コントローラー・ファンを取付

電圧計・サーモスタット温度コントローラーを取付てみたら。

若干の隙間が。まぁ問題なし💦

「右側が電圧計・左側はサーモスタット温度コントローラー」
「ファンを取付」

ファンは付属の取付用ネジを使い固定。

開口部ががたがたで少し格好悪いな~

7.電圧計・サーモスタット温度コントローラー・ファンを配線

配線をしていきます。

二つのヒューズホルダーに圧着端子を取り付け。一つは電圧計用。もう一つはサーモスタット温度コントローラーとファン用です。

「ヒューズホルダーに圧着端子を取付」
「サーモスタット温度コントローラーに配線」

サーモスタット温度コントローラーとファンに配線。

配線はこんな感じ!

「素人の配線図💦」
「壊れたスイッチ」

収納ケースにファン系統のスイッチを取付ていたら、締めすぎか破損💦

急遽、新しいスイッチとついでにファンフィルターを注文。

ファン開口部がガタガタで格好悪いのが隠れて、安全にもなるはず!

ファン系統のスイッチは初めて使うプッシュスイッチ !ワクワク!

部材が届き取付。バッテリーに繋いだら配線は完了!

「スイッチとファンフィルター」
「配線完了」

様になってきた!

「外観」
「ファンフィルター取付後」

ファンフィルターを付けたら!穴のガタガタが分からなくなり格好良くなりましたよ!

8.ソーラー充電用アンダーソンタイプのコネクターを配線

充電のメイン、ソーラー充電用のチャージコントローラーはポタ電には内蔵しません。(コストもかかるので…)

部屋に設置してあるチャージコントローラーにコネクターを介し充電、取り外しも出来る様にします。

では、電源コネクターとケーブルをバッテリーに接続していきます。

ケーブルにコネクター端子ピン・圧着端子を取り付け。

「ケーブルに端子を取付」
「バッテリーに取付」

バッテリーに端子を接続。

9.バッテリーを固定

いま、バッテリーは収納するケースに置いてあるだけ。

移動しないならまだしも、持ち出す為にはバッテリーが動かない様に固定しないと。

バッテリーを保護していた梱包時のクッション材を使ってみます。

「カッターで保護材をカット」
「バッテリーとケースの隙間に入れる」

クッション材は若干大きめにカットして隙間に押し込み。

バッテリーを上手く固定出来ました!

10.電圧計の設定

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー用(4セル・12V用)に設定をします。

  1. 電源を切った状態で裏側のボタンを押し電源を入れる
  2. 裏側のボタンを数回押し【F】のリン酸鉄リチウムイオンバッテリー用に設定。(Pは鉛蓄電池・Lはリチウムイオン電池に対応)
  3. 表ボタンを押し【F-04】の「12Vタイプ・4セル」に設定(鉛=12V・リチウム=3.7V・リン酸鉄=3.2V):(リン酸鉄は1セル3.2Vなので×4=12.8V)
  4. 表裏のボタンを同時に押す
  5. 裏側ボタンを押すと機能設定が出来ます
  6. S1→Vと%の自動切換え
  7. S2→電源自動OFF(約10秒)
  8. S3→バックライトのON・OFF設定
  9. S4→設定なし
  10. S5→リン酸鉄リチウムイオンバッテリーはONにする
  11. Sの設定は表ボタンを押す事でON・OFFの設定が出来ます

11.電圧計サーモスタット温度コントローラー&ファンの稼働テスト

取り付けた電圧計のテストをしてみます。

デジタルマルチメータを使い、バッテリーの電圧値を比べました。

小数点以下の桁数の違いが有るので、まぁ誤差無しレベルですかね?

「電圧計とデジタルマルチメータの数値」
「サーモスタット温度コントローラーとRENOGYアプリのバッテリー温度」

サーモスタット温度コントローラーはプッシュスイッチを押すと電源がONに。

温度センサー(ケーブル)の作りはRENOGYチャージコントローラーも同じような感じ。バッテリーの温度(※周辺温度)はほぼ同じ数値。

サーモスタット温度コントローラーの温度が指定値+2℃以上になるとファンの電源はONになり、指定値の温度まで下がるとOFFになりました。

「左側の温度コントローラーの赤インジケーター点灯でON」
「ファンが起動」

『温度が指定値+2℃』でONなどは、機能の設定で変更も出来ます!

12.充電をする

AC100VとDCソーラーのパネルで充電をしてみます。

「ACとDCの充電ケーブル」
「AC充電中には赤いランプ・完了したらグリーンランプになります」

まずは、AC100Vでの充電

内蔵した専用充電器のLEDインジケーターが確認出来る様に収納ケースに穴を開けてあります。充電中・充電完了が一目で分かります!

DCのソーラー充電は、部屋にあるチャージコントローラーからの充電。

チャージコントローラーとバッテリーをアンダーソンタイプコネクターで繋ぎ充電します。

「チャージコントローラーとバッテリーを接続」
「アンダーソンタイプコネクターで接続」

部屋に有り、DC充電で使ったチャージコントローラーは【RENOGY MPPTチャージコントローラーROVER LI 20A】

13インバーターを取付けてポタ電が完成!(仮のインバーターを取り付けて💦)

インバーターは、ポタ電1000Wクラスと同じ位の1200~1500W出力の物を取り付けたい!

けれどバッテリーの【LiTime 12V100Ah mini】の最大継続出力電力は1280W。

1200Wクラスのインバーター…お高いです💦予算が有りません。

仕方ないので今回は、手持ちの大橋産業(BAL)400Wインバーターを取り付けてみます。

400W出力のインバーターですが、普段はノートパソコン・サブモニター・換気扇と電動歯ブラシ・携帯等の充電対応製品で使っています。

2年数か月ほぼ毎日、使っている時は12時間以上使って問題無しの稼働です!

購入時よりお高くなりましたが、かなりのおすすめ品ですよ!

インバーターをバッテリーに接続して、自作ポタ電が完成!

「400Wインバーターを接続」
「バッテリーへの接続はワニ口クリップで」

家の外に持ち出しサーキュレーターを使い、携帯も充電。問題なし!

「家の外で使用」
「重量は約14㎏」

今後1000W以上のインバーターを購入、取り付けたら追記をする予定。

14.完成した自作ポタ電

重量が少し重くなりましたが、上手く作れたかな?

ACとDCの充電ケーブルは排出口から中に仕舞え、持ち出し時には邪魔になりません!

「充電用ケーブルはケース内に仕舞えます」
「収納ケース内部画像」

15.ポタ電作成のコストは?

コスト計算しました。(購入時価格)

  1. バッテリー@42428
  2. リン酸鉄リチウムイオンバッテリー専用充電器@12570
  3. バッテリー収納ケース@2200
  4. 電圧計@810
  5. サーモスタット温度コントローラー@899
  6. プッシュスイッチ@519
  7. ファン@1515
  8. ファンフィルター@527
  9. ヒューズホルダー@222×2
  10. ヒューズ@227
  11. 電源ケーブル@950
  12. アンダーソンタイプコネクター@1199

今回の自作ポタ電のコストは¥64288でした。

実際には購入していない、インバーター約@1万程度~35000とソーラー充電用チャージコントローラー約@10000が更に足されます。

すると、10万円程度になるかもです💦

今回DIYしたポタ電のファン系統は無くても稼働出来ます。ファン無し・専用充電器無しでソーラー充電専用にすると…@48036 プラス、インバーター約@1万程度~35000とソーラー充電用チャージコントローラー約@10000(別途ヒューズなど必要ですが)の最低で約¥70000程度で自作ポタ電は作れますね!

16.ポタ電を自作しての感想

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー は小型で軽量になり、鉛バッテリーより充放電の能力が高いです!

今まで以上に蓄電した電力が使えるのでソーラー充電&蓄電にお勧め!更に寿命も鉛やリチウムバッテリーに比べて大幅にアップ!

自作して、市販品のポタ電よりソーラー充電の最大入力アンペア数などのアップも出来て満足です。

市販ポタ電もオーダーメイド出来ると良いなと今思いました!

ですが………コストが7万円以上かかると💦

最近は市販ポタ電が凄く安くなっています!

ソーラー充電の能力などの性能に多少目をつぶれば、、市販品が買いかもしれません!

DELTA2は1024Wh。AC出力1500W!が@85000程度で販売されていました!!

セール中だけとはいえ安い!

BLUETTIの ポータブル電源【 AC180 1152Wh/1800W 】も…

今は作るより製品を買うのがいいかもしれません?

ですが、1280W蓄電!ソーラー充電は20A!のポタ電は他にはない手作りの高性能品!

自作ポタ電、自慢できる製品をDIY出来ました(^o^)!

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求めるような物売っていない時有りますよね。 私はDIYで解決します。 皆さんもDIYやってみませんか。少しでもお役に立てれば...      基本はやりたい事をやってます。

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