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細かいことなど


バッテリー容量  30AH

30AH  読み方: さんじゅう・あんぺあ・あわー

1Cの電流   表示容量の電流(この場合は30A)

0.1Cで10時間充電 ← 3Aで10時間充電

5時間率  30AHのバッテリ容量は、6A流れる負荷をつないで、五時間流し続けられるということ。終止電圧は10.5Vまで。

つまり、鉛バッテリーの容量は、取り出す電流の大きさにより変わる。

30AHのバッテリーから10Aの電流を連続して流すと3時間は流せない。3時間−となる。同じバッテリーから1Aの電流を連続して流すと30時間+使用できる。

容量表示には他にも10時間率、20時間率、があるので注意。

たとえばあるメーカーの高級バッテリーの容量特性表から100AH−20時間率を他の時間率で表現してみると

時間率 時間 電流 容量
20 20H 5A 100AH
10 10 90
14 70
50 50

放電終了電圧を高め、たとえば11.5Vにするともっと20時間率と5時間率の差が広がります。これは化学的な容量としては残っているがバッテリー内の化学変化が要求される電流においつかないためです。

たとえば20時間率 100AHのバッテリーが、

C/20の電流で11.5Vまで落ちると100%放電、
C/10の電流で11.5Vまで落ちると 80%放電
C/5 の電流で11.5Vまで落ちると 50%放電
C/3 の電流で11.5Vまで落ちると 30%放電

つまり大電流だと容量は残っているが電圧の降下が早くなるということになります。電圧の降下でストップする機器、インバーターなどでは問題ですね。同じバッテリーが20台並列なら100%容量を使えるのに、1台だと3分の1の容量しか使えなくなってしまいます。                 


電気あんか

バッテリーの起電力も充電も化学変化です。化学変化であるから反応時の温度が高いほうが活発。夏にはなんでもなかったバッテリーが冬には使えなくなる理由です。

パルスでサルフェーションを除去する場合も、バッテリー温度が高い(40℃ほど)ほうが進行が早いというので暖めてみました。結果は、多少いいようですが、よくわかりません。笑


定電流電源

定電流電源は、負荷抵抗にかかわりなく一定の電流を流す。

理想的には端子がショートしてもその電流しかながれないし、負荷抵抗が大きくなるにつれて電圧も上がってくるが、やはり流れる電流は同じ。端子が外れて負荷抵抗が無限になったら、電圧も無限になってやはりその電流を流そうとする。

実際の定電流電源では、定電流回路の電源電圧が天井で、負荷をつながない時の電圧が決まってしまう。閉塞したバッテリーの初期充電器として使うにしても20〜25Vも出れば十分のようです。

実際に使っているのは、LM317のadj とoutを2.4Ωでつないで0.5A流すようにした簡単なものです。

閉塞バッテリーのブレイク時の電圧の時間的変化はこんな感じでした。

ここで大事な疑問です。

パルスで起きていることが、このブレイクの高電圧(20Vですけど)で起きたということでしょうか??? 高電圧で大電流を流すとサルフェーションごと剥がれてしまうそうですが、特に剥がれも見うけられない。ほぼ0.05C特に開始時点では私の電源では電圧が高く取れないため180mAぐらいしか流れてない。電流が制限されているためやさしくサルフェーションを除去していったということかな。

サルフェーションを除去するには、なにもパルスである必要はなく、単に結晶の表面の硫酸鉛を活性化するだけ電圧があればいいことになる。それが可能なのは完全に閉塞したバッテリの初期充電の時だけということでしょうか。

なぜなら、普通の充電できるバッテリーではそこまで電圧がかからない(充電できる表面に逃げてしまう)からそれでパルスだということなんでしょうか。

バッテリーのメインテナンスについて探すと、弱ったバッテリーに電流を制限して何度か充放電し回復するというのが出てきます。パルス・デサルフェーターのアメリカのサイトのBBSでも定電流充電で最初二回ほど充放電してからパルスをかけるという人もいます。このページでは、パルス無しで充放電だけで容量の回復をされたようです。

ご意見、お待ちします。


充電器

大昔に買った5アンペアの充電器を使ってます。

充電器は小容量で十分、大きなバッテリーでも時間をかけて充電したほうがバッテリーにやさしいようです。

サルフェーションが進んだバッテリーが普通の充電器で充電できないわけは、充電器には流れる電流と電圧を監視して充電が終わったころに電流電圧を抑える仕組みが組み込まれているからです。

これがないと充電が終了しても電流が流れ、電解液の水を電気分解します。酸素と水素が激しく発生し、そのうち水がなくなり膨張した電極が接触、スパーク、爆発となります。怖いですね〜。

これに閉塞したバッテリーをつないでも電圧は12−3V以上あがらず数10mAのわずかな電流が流れるだけで充電はしません。

まともなバッテリーをつなぐと、電圧が上がらないかぎり初期は充電器の容量一杯の電流が流れますが、13V近くなると流れている電流と電圧をコントロール始めて、この充電器では50mAほど流れるだけになります。しかし、これでも小容量のバイク・バッテリーなどでは電圧が上がっていってしまいます。ほうっておくと15Vぐらいまで行くようです。

ちゃんとしたトリクル充電用に13Vの定電圧電源を作る予定。


白と黒  バッテリーの構造

12Vバッテリーは2Vセル6個を直列につないでいます。横から見るセル内のようすが1つおきに変わっています。写真を見ると回復実験中のバッテリーも3個のセルのようすが隣と違うのが判ると思います。

このマイナスの端子がある側がセパレーターの構造からかサルフェーションがよく観察できます。パルスをかけていると全体に白いのがシマシマの白黒になって、白が消えていき黒が増えたように見えてきて、そのうちとてもユックリですが黒も薄くなって縮小していくようです。はたしてこのどっちが陽極でどっちか陰極なのか悩んでいました。(壊して分解すれば一発でわかりますが)

このページによると、充電後は陽極が黒、陰極が鉛、放電後放置すると陽極が茶色、陰極が白ですね。

つまり、回復が進んで消える白い部分が陰極で、黒くなるのが陽極のようです。


消えたエネルギー 二分しか点灯しない

二分しかランプ点かなかったです。十時間以上充電、15Vぐらいに下がってからはパルス併用で充電してたのに、この電力はいったいどこに行ったんでしょう。セルの中は静かなもんで泡も立ちませんでした。

うーん???

たぶんほとんど真水だったセル中の硫酸濃度が上がっていった。その為のエネルギーだったと思うのですけど、比重計はあるけど大き過ぎてバイクのバッテリーだと測定しづらいので測ってません。中途半端なデーターでごめんなさい。

しかし判らないことばかりです。誰か詳しい人〜ヘルプ!


不思議な現象

パルスはわからない事ばかりですが、どう考えても不思議な現象も起きています。

古バッテリーの底には脱落した鉛化合物の滓(かす)のような物質が落ちて固まっています。最初にパルスをかけたバッテリーにも白く堆積していました。それにケースの下のほうはサルフェーションの白いモヤモヤだけではなく、ケースの内側にも滓のようなものがコビリついています。

その滓も黒くなって、部分的には白いまま、消えていっています。

電極と滓がつながっているなら理解できるのですが、それとも見えない部分でつながっているのでしょうか?


密閉型バッテリーの充電

密閉型バッテリーは密閉されていますから、ガスの逃げ道がありません。弁があって水素を逃がすらしいですが、普通の解放バッテリーのように充電終期の水の電気分解で発生するガスの処理を考えていないようです。電気分解した水を逃がしたら補水できないので電解液がなくなります。

このため、密閉型バッテリーには密閉用のバッテリー充電器で充電するように言われています。密閉用の充電器は、一定の電圧(13.5V-14Vぐらいか?正確な電圧は不明)より電圧が上がらないようになっています。普通の充電器よりきっちり充電の制御をするわけです。

最悪の場合を考えると、普通の充電器で充電→15V近くまで電圧上昇→酸素と水素が激しく発生→内圧上昇→ケース変形→電極板変形→ショート→スパーク爆発 となります。

サルフェーションの除去のため定電流で充電する場合も、密閉型では時間と電流を守り充電する必要があるし、端子電圧値が14V以上にならないよう見ている必要があると思います。

 

しかし実際は普通の充電器で充電している人もいます。本当のところはどうなんでしょうか???

古い車の場合、レギュレーターは開放型しか考えていないので、新型高性能の密閉型のバッテリーをつけるのはまずいのではないかとも考えました。しかし、そんな話しは聞いたことがない。

つまり車の充電器(オルタネーターとレギュレーター)で問題ないのなら、家庭用の充電器で問題だということ自体、おかしな話しだといいたいわけです。もっとも車だとバッテリーの指定、バッテリーには適合車の指定がありますから古い車に密閉型のバッテリーをつけることじたいが違うといえそうです。

その後調べたら、車のレギュレーターは単純な定電圧制御による充電らしいです。つまり一定の電圧以上はバッテリーにかからない、ならば問題ないかなと思いなっとくしてました。

ところが、私のバイクのレギュレーターの電圧をマニュアルで見たところ高回転時には平気で15V出ますね。うーん、どうも高頻度で使ってるとバッテリーの水位が下がると思ってました。これでは長時間乗ると過充電になってしまいます。私のバイクでは密閉型を使うのは危険かもしれないですね。バッテリー寿命考えてレギュレーター交換したほうがいいのだろうか。


パルス充電

普通より高圧でバッテリーを充電する方法としてはパルス充電というのもあります。

スパイクパルスを普通の直流充電電流に重畳してもパルス充電ですが、この場合は幅のある高圧電流のオンオフだけでバッテリーを充電するものです。波形はいろいろみたいです。閉塞からの回復にはこのほうが良さそうですが、どのぐらいの周波数やデューティーがいいのか知りません。

試してみたいものの1つなんですが、今ので使えてるから予定なしです。


ソーラガイザー

その後いろいろ調べていて同じ機種の日本での代理店のページにスペックを見つけました。英文ページでは見つからなかったのでラッキーと思ったのですが、作動電圧:100mAとか電源:蓄電池圧力30mA 出力:DC25〜50V、トータル4アンペアとか、何だかわけわからないスペックですが翻訳間違いですかね。けっこう高い周波数ですが範囲があるのが不思議。それでも米軍で大きなフィールドテストをして実際に効果が実証され採用されているようです。そうすると作動電圧:100mAとか30mAとかから(作動時消費電流)と翻訳して考えると (^ ^; パルス電圧も周波数もそこそこあれば十分なのかなと思います。

このソーラガイザーのパテントを見ると、周波数はコンデンサーが充電されて電圧が上がるとパルスを出して放電の繰返しですから、受光によるコンデンサーの充電時間で変化するようです。(USパテントオフィスですが図面Imagesをブラウザでみることができない場合、ブラウザアドオンのTIFFビューアーが必要です。これがフリーで起動も表示も速いのでインストールしてみてください)

コイルがトランスになっているのが使えそうですが基本的にパルサーはコイルに電流ながして遮断して高圧を作るのはどれも同じで、回路的にこの遮断をどうやるのかという問題みたいです。トランジスタを使ったブロッキング発振はLEDを電池1本で光らせるコンバータがとても参考になります。


3端子レギュレーターのゲタと外部電源

なんといっても簡単なのは3端子レギュレーターですね。使い方のお約束は、こちらの解説が最高です。13.2V定電圧を出力すると、入力は2.5V高い電圧ですから電源は15.7Vで希望する電流とれなくてはならないです。

12VのACアダプターは負荷無しで18Vぐらいまでいきますが、15.7V維持したままそんなに電流は流せないと思います。この解説にもある低ドロップ・アウトのものだと入力電圧13.7Vぐらい、これなら0.5Aぐらい流せるかなってところです。出力電圧を12.6Vでおとなくしく充電ならなんとかいけると思いますが、いろいろやってみて報告おねがいします。

バッテリーが完全放電したときの電圧は11.6Vですから、最大1A流せる小さな充電器として使う場合は、定電圧で13.2Vにすると、電圧差が1.6V、保護抵抗1.6Ωで1A、12.6Vにバッテリー電圧が上昇しても同じ抵抗で0.37A流せます。定電圧12.6Vなら1Ωとなりますね。


 

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