フレンディの改造(外装)

ミニバンワールドフレンディ−自動車趣味− タイトル

 

サブバッテリー搭載(電気回路組み立て編)

 

バッテリーの搭載が終わったら、次は回路の構成を考える。基本的には走行充電方式(メインバッテリーと並列接続)とするが、エンジンを切り、サブバッテリーを使用する際にはメインバッテリーから電気的に切り離さなければならない(そうしないとメインバッテリーまで使い果たしてしまうことになる)。このため、一般的に用いられている方法は次の二通りのようだ。

 

1 アイソレーターなどのサブバッテリー充電専用機器を購入し接続する。こういった機器を使うと、走行中に充電され、サブバッテリー使用時はメインバッテリーを消費することなく手軽で便利。ただ、ちょっとお高い(一万円位)。

2 スイッチを介してメインとサブを接続する。充電の際はスイッチ入、サブバッテリー使用時はスイッチ切とすれば良い。リレーを使用すればスイッチ操作を自動化できる。

 

 バッテリー等の出費が痛かったので、2の方法で節約することにした。それもスイッチ(ブレーカー)を使用。簡単に調達できたのが、2P1Eの20Aのもので(本来は100V用)、これをベースに充電回路を検討する。ブレーカの能力が20Aまでなので、必然的にサブバッテリー充電電流も20Aまでとなる。

 次に、配線。充電電流が最大20Aなので、電線の許容電流を参考とし、2sqの電線とする(だいたい26A位までは流せるはず)。最後にもう一つ、充電電流の検討が必要となる。サブバッテリーが空に近い状態では大電流が流れるに違いない。カー用品店などで販売されているブースターケーブルなどには「100A」対応とか書かれている。そんな大電流での充電は設計中の配線では全く太刀打ちできない。フレンディのオルタネーターにもかなりの負担がかかる。サブバッテリーにもきっと悪い。よって、何らかの方法で電流を制御しなければならない。

電流制御の方法は「電気抵抗」を入れること。幸いなことに直流回路なので、小中学校で習った「オームの法則」だけで必要な抵抗が計算できる(交流が登場するとちんぷんかんぷんでわけがわからない)。

 

抵抗値の計算は充電電圧を14Vと想定。サブバッテリ放電後の電圧を10.8Vと仮定。すると、電位差が14−10.8=3.2V。これで電流を20Aに制限するためには、

R=E/I(オームの法則)なので、R=3.2/20=0.16Ωとなる。

ついでに抵抗での消費電力はW=IEなので、W=20×3.2=64W

ぱっと思いついたのがホーロー抵抗を使用すること。でも、発熱量が多いので値段も高そう。64Wといえば、「半田ごて」並みの電力だ。どうしようか。

とりあえず、何かいい材料はないかとホームセンターへ出かける。カー用品のところで、青く光る太い電線に目を奪われる。何のことはない、普通のアーシングキットである。パッケージに「電気抵抗の低い○○○○」とか何とか書いてあった。そう、電線にも抵抗がある。

 2sqの電線の抵抗値は約0.01Ω/mであった。そうすると、必要な長さ

L=R/0.01=0.16/0.01=16mだ。

実際には、配線の接続点や、ブレーカーなどの抵抗が加わるので、キリのいいところで15mに決定。すると抵抗R=0.15Ω。簡単に回路を書いてみたのが以下である。

 

フレンディ サブバッテリー搭載 回路図

 

長い電線をボンネット内に置いておかねばならず、ボディー金属部と触れることによるショートの発生が非常に恐かった(バッテリーも95クラスだし)ので、メイン、サブともに、できる限りバッテリーに近いところにヒューズを入れた。なお、この図で、サブバッテリーを充電するときは、左側のCB(ブレーカ)を投入する(エンジンがかかっているときは通常この状態)で、サブバッテリーを使用するとき(エンジン停止後)は左側のCBを開放し、メインと切り離したうえで、右のCBを投入する(右のCBは、入れっぱなしで構わないがサブバッテリを放電させてしまわないように気をつける)。今のところ、サブバッテリーの負荷はインバーターのみだが、将来的にはルームランプやオーディオ、電動ロールスクリーンなどへ分岐する予定。

 

 設計が決定したら、また、材料を買いにホームセンターへ出かける。回路図はシンプルだが、材料の種類は多い。きっと何か買い忘れるんだろうな・・。(注意)この改造は、メーカーの意図しないものであり、危険を伴う場合もあります。回路理論にも問題があるかもしれません。管理者は責任を負いません。

 

フレンディ サブバッテリー搭載 材料

 

 一通り並べてみた。一つ一つの単価はそれほどでもないが、数がまとまると結構なお値段となる。電線は想像よりも高かった。さて、気を取り直して工作をはじめよう。

 

フレンディ サブバッテリー搭載 準備

 

 自動車の電気系を触る前には必ずバッテリーの−(マイナス)端子を外す。これは基本。うっかりショートさせると危険だし、何かと出費が増えることになる(管理者は経験済)。で、充電用の+(プラス)の電線をバッテリーのすぐ側に割り込ませようと考えたが、配線が複雑になるので、別の場所(ヒューズボックス)にしようと決定。

 

フレンディ サブバッテリー搭載 接続端子

 

 電線に端子をしっかりとかしめる。電工用の工具を使い確実に・・。普通のペンチでもそれなりにはできるが、不安である。このあと絶縁キャップを被せる。

 

フレンディ サブバッテリー搭載 ヒューズボックス

 

 メインバッテリーの+端子からの接続点。ヒューズボックスとした。テスターで確認すると、右の赤丸がバッテリー側で、電圧がしっかりかかっていた。ネジもついており端子をここに共締めした。また、ヒューズ本体(青丸)はこの位置でちょうどヒューズボックス内に収まる。これはラッキー。

 

フレンディ サブバッテリー搭載 引き込み

 

 この配線は、いったん室内へ入り、ブレーカーと接続される。エアコンのダクト下のグロメットが空いていた(赤丸)ので、ここを通す。配線は念のため保護チューブに通しておいた。

 

フレンディ サブバッテリー搭載 配線

 

 他にあと、3本ほど配線を通過させなければならない(サブバッテリー充電線、サブバッテリーからの出力線2本)。配線の取り回しや作業性、安全性を考え、大胆にもエアコンのダクト内を通すことにした。もちろん、ファンやシャッターなどと干渉しないことを確認のうえで・・・。あと、ダクトは樹脂製なので、ショートの危険が遠ざかる。

 

フレンディ サブバッテリー搭載 ブレーカー

 

 室内には、回路図どおりブレーカーを2個設置。ここは助手席側でブレーカーを取り付けた内装パネルは簡単に外れる(ブレーカー左の留め具の中央を小さなマイナスドライバーなどで引き出す)。内部の部品等の損傷に気をつける。

 

フレンディ サブバッテリー搭載 完成

 

 最後に、サブバッテリーの端子に接続して作業完了。+側には保護キャップを付けておく。なお、バッテリー前方にぶら下がっているのが「抵抗」として用いている電線。脱落防止のため2重にぶら下げている。

 これで、バッテリー上がりを気にすることなく車内で電気を使用できる。今のところ20AのCBを使っているため、インバーターへ240W程度の入力しかできないが、ぼちぼちと改善していこう。

 

 

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