LFPバッテリー（リン酸鉄リチウム電池）を使った自作の太陽光発電では、何故か充電中にシステム電圧が急上昇することがあります。
これは、バッテリーが満充電に達した際、過充電を防ぐためにBMS（制御装置）が出力を停止することで起こる現象だと考えられます。
そこで、「満充電になる前に回路を自動で遮断すれば良いのでは？」と思い、電圧制御回路を使って対策を試みました。
このページではLFPバッテリーが満充電で電圧が上がる原因と対策について紹介します。
LFPバッテリー（リン酸鉄リチウム電池）を使った自作の太陽光発電では、何故か充電中にシステム電圧が急上昇することがあります。
これは、バッテリーが満充電に達した際、過充電を防ぐためにBMS（制御装置）が出力を停止することで起こる現象だと考えられます。
そこで、「満充電になる前に回路を自動で遮断すれば良いのでは？」と思い、電圧制御回路を使って対策を試みました。
このページではLFPバッテリーが満充電で電圧が上がる原因と対策について紹介します。
BMSが作動してバッテリーの出力が停止されるとシステム電圧が15～17Vまで上昇するので、インバーターも電圧異常を感知して停止してしまいます。
12V で作動している電気製品も不具合が起きる可能性があるので困るんですよね。
我が家ではダイオードを使って鉛バッテリーとLFPバッテリーを並列化しています。ただし、この２種類のバッテリーは充電方式が異なるため、それぞれ違うチャージコントローラーを使って制御しています。
ところが、LFPバッテリーにはBMS（安全装置）が内蔵されており、充電電圧が 15V を超えると自動的に出力を遮断してしまいます。 その結果、『チャージコントローラーの電圧が 17Vまで跳ね上がってしまう現象』が発生しました。
本来ならチャージコントローラーの安全装置が働いて回路を遮断するはずなのですが、なぜか機能しません。
電圧が17Vまで上がると負荷側で使っているインバーターの安全装置（高電圧切断回路）も働いてシャットダウンします。
また、他の12Vで動く電気製品も破損する危険性が出てきます。
その為、LFPバッテリーのBMSがバッテリー出力を遮断する前に、充電を止める対策を行う必要があるのです。
LFP電池が満充電になると電圧が跳ね上がる現象を防ぐ対策として、まずチャージコントローラーの充電電圧の設定上限を14.0Vまで下げてみました。
BMSで設定されている過充電による回路切断電圧が15Vに到達しないようにする為です。
そして、チャージコントローラーとLFP電池の間に電圧制御回路を入れてみました。
使用した電圧制御回路は「DiyStudio XH-M604」という名称でamazonショップで販売されていました。
説明書は付属していませんが、ネットショップの販売ページに使い方が詳しく掲載されていました。
制御回路の端子の左側（+ IN -）にチャージコントローラー、接続端子の右側（BAT）にLFP電池を接続します。
制御回路のモニター下側に制御電圧を設定するボタンがあります。
まず、制御回路にバッテリーを接続するとモニターが点灯します。
制御回路のモニターには14.1Vと表示されていますがチャージコントローラーのモニターには13.6Vと表示されています。
販売されている制御回路には個体差はあると思いますが、0.5Vほど電圧が高く表示されているようですね。
次にバッテリーの電圧が13.7Vになった時に回路を遮断する設定をします。
「停止」と表示されているボタンを長押しするとモニターの数字が点滅します。
そして、数字が点滅している間に「停止」とその隣にあるボタンを使ってモニターの数字を14.2Vまで上げます。
モニターの数値は本来の数値より0.5V高いですから、実際は13.7Vで停止します。
あとは数秒放置すれば設定は完了です。
今度はバッテリーの電圧が13.4Vまで下がった時に回路が復帰する設定をします。
「停止」の隣にあるボタンを長押ししてモニターの数字を13.9Vにします。
これで設定は終わりました。
晴天が続く日に実験してみました。
LFP電池の電圧が13.7Vになると正常に制御回路が働き、チャージコントローラーとの接続が遮断されました。
チャージコントローラーのモニター表示は E01 になっています。
このエラーコードはバッテリー過放電を意味しているので、回路が遮断されてバッテリーが放電停止電圧の 10.8V 以下になったと認識したのでしょう。
※チャージコントローラーは最初にバッテリーから接続しないと壊れる場合もあるので自己責任の下で試してくださいね。
チャージコントローラーとの接続が遮断され、しばらくバッテリーを使用していると電圧が13.4Vまで下がって制御回路が復帰しました。 そして、数分するとチャージコントローラーのエラーも自動復帰して太陽光発電を再開しました。
今回は実験的に制御回路の停止電圧を 13.7V に設定しましたが、上限値は お好みで変えると良いでしょう。
今のところは、この方法が有効で電圧が極端に上がる事は無くなりました。
※画像をクリックすると拡大します。
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tabinchuya
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