電気の自給への挑戦② リーフの蓄電池を定置型組電池に。

電気自動車のリーフの蓄電池を家庭用の蓄電池として利用している岡山のAki Hoさんのところは勉強させてもらいに行き、いつかはやるぞと決意したのが昨年の暮れでした。

その後もAki Hoさんに相談に乗って頂きながら、ようやく手に入れたリーフのバッテリー。

ヤフオクで15万也。

我が家にはフォークリフトがないため、お世話になってる近所のとっつぁんにお願いして車に積んでもらいました。

予定通りに仕事の段取りもついて、1日作業できる日に家に持ち帰れました。

このたび購入したバッテリーは中期タイプです。

9/12セグメントと、容量は24kwの6〜7割ほどに劣化したため、交換されたのか廃車になったのかでオークション出品されたと思われます。

初期型はこのラベルが A の文字。

中期は F か E か D 。

後期型は数字の 3 なんだそうです。

電気自動車の廃バッテリーなので一概には言えないけれど、初期型はバッデリーの温度管理に関して良くなかったとかで、熱による劣化も多かったとか。

じゃあ、このバッテリーが良いのかというと既に6〜7割の容量は確定してるっぽいし、逆に初期型でも優秀なモノは沢山あるのでしょうが。

ミーハーなので、比較的新しい中期型を購入できたことはありがたかったです(笑)

そんな訳で、バッテリーをバラしていきます。

あ、作業前の注意事項として、直流の300vは感電すると死ぬそうです。

ビニールテープを巻いて工具類を絶縁したり、絶縁手袋などご用意の上、安全に細心の注意を払い作業します。

まず、グルリを囲むように止めてあるボルトを外していきます。

ここは車との接続コネクター。

ここらのボルトは外さなくても蓋は開きます。

上のヘソあたりに付いてるサービスプラグ周りのボルトも外したあと、カッターで周りの防水パッキンというか、両面テープでガッチリ接着されてるグルリをカッターで切っていきます。

思いっきり刃を突き立てても、中の部品を傷付けることはないので安心してガシガシ切ってください。

ようやくセルとご対面、ホンマに入ってたわーと、感動。

動画は上下逆転しちゃいましたが、ご参考になれば。

さて、ここから48枚のセルを回収するのですが、よくニラんでいると、何から外せば良いか かなりハッキリ見えてきます。

僕の場合はまずBMSから。

この機械で 2直2平7.4v×48セル(=約350v )の各セルの電圧を管理しているのだと思います。

リチウムイオン電池は、充電するとき、満充電に近づくとセル間で電圧の高低差ができるそうです。 セルごとの電圧の差異が大きくなりすぎると、発火などのトラブルにつながるとか。

たくさんのセルを直列につないだ蓄電池を安全に充電するために、BMSというバランサーがリチウムイオン電池には必要なのです。

ここからは各ブロックを直列に繋いである太いケーブルを外していきます。

サービスプラグの差し口も外します。

実に良くてきた作りなのですが、車のようにボディーアースではなくて直列なので、各ブロックを繋ぐケーブルを外すと、端の+と端の-をワザワザ同時に触らないと感電しないと思います。

もちろん油断は禁物ですが、かなり気持ちに余裕を持って作業できました。

サービスプラグの裏には、こんな大きなヒューズがありました。

オレンジ色のカバーが電極を保護してくれている事も、安心して作業できる大きな要因です。

車との接続コネクターと繋がる部分を外して、3つのブロックを独立させる事に成功しました。

ちょっとスリルのあるパズルを解いている気分で、最高に楽しい作業です。

ここまでくればあと一息。残りの配線を外していきます。

これは、おそらく温度センサーと思います。

かなり、色んな場所に刺さっていました。

やはり、バッテリーは温度管理が大事なんでしょうね。

オレンジのカバーに付けてあったシールドを外して、各電池パックの頭に付けてあるボルトを外していきます。

こらだけ安全に配慮された作りならば、短絡させる方が難しいと思いつつも、やはりドキドキしながら。

フレームが邪魔で、このネジを外すのが少し手間でした。

セル同士を直列に繋いだオレンジの安全カバーを外せたので、バッテリーケースに縫い付けてあるボルトと格子を外して、電池パックが完全にフリーになりました。

1枚ずつピックアップしながら、感動を噛み締めながら(笑)

反対側も、同じようにオレンジの保護カバーを外していきます。

今回使用した道具は、インパクトとメガネとラチェットと小さな+ドライバーと、オレンジの保護カバーを外すための細い-ドライバーかな。

問題はこのブロック。

色々外して気がついたけど、このまま全部まとめて引っ張り上げないとバラせない事に気がつき、フレームを取り付け直しました。

リチウムイオン電池は衝撃にも弱いそうなので、ヨイショと優しく持ち上げます。

メチャ重たいです、Aki Hoさんもこの作業やったのか、凄いなと感心するくらいの、超力技。

そんなこんなで、11:00〜16:00までの作業となりました。昼飯と来客含む。

こんなにワクワク、ドキドキしたのはすごく久しぶり。メチャクチャ楽しくて、最高の時間でした。

後日、格子をグラインダーで切って、組電池の受けを作りました。

かなり硬くて、耳がキーンってなります。

農作業でもたまに使うし、イヤーパッド を買っておけばよかったと、作業しながら後悔しつつ。

BMS用の配線と銅板外しを息子に頼んだら、すんごい夢中になって全部外してくれました。

かなり助かる。

オレンジの絶縁プラの端子取り付け部が、流用なので右にきたり左に来たりするので、7つの電池パックを組む時、あてがう絶縁プラの方向に合わせて+と-の方向を対応してあげないと、その後の配線がややこしくなります。

1セル3.7v×2個=7.4v が 一個の電池パックとして

7.4v×7=51.8v

48vで使用する定置型組電池が7つ完成です。

あ、リーフのバッテリーは48個の電池パックが直列に組まれてますが、7×7=49ですので電池パックが一個足りません。

ので、ヤフオクで1パック購入して、7つの組電池がついに完成しました。

蓄電池を手に入れれた事で、電気の自給が一気に現実的なものに感じます。

ちなみに、我が家の1ヶ月の電気使用量は100〜120kwh、金額にして2500〜3000円くらいです。

基本、証明とモバイル機器の充電ですが、井戸ポンプがけっこう電気使ってると思います。 ピンポイントで、洗濯機と掃除機など。

上記の電気使用量から考えると、3〜4kwh/日という計算になります。

リーフのバッテリーは24kwhだけど、劣化しているので60%容量としても14.4kwh。

つまり、我が家の使用量的には3〜4日分の容量のリチウムイオン蓄電池という事になります。


次回、14s仕様のBMSの取り付けの話になると思います。

今回はここまで。

以下、宮木さんからの説明です。

もう少し詳しく書けば、
旧型リーフの1/2モジュールつまり、写真に写っている弁当箱が、
・3.75Vセル×2直2平=7.5V×65Ah=487.5Wh…1ユニット(弁当箱単位)

これを、487.5Wh×(48+1)ユニットで独立系蓄電池を組み直す。弁当箱49個は7直列×7並列=49個で構成する。全体容量は実に、487.5Wh×49個で→24kWh(23,887.5)となる。 これがリユース品だから70%ぐらいの残存容量、つまり24kWh×0.70=16kWhの容量と評価して、やや辛めに見て実際に「15kWh定置型蓄電池」として使えます。
1C放電もゆとりを持って使えるパワーがあるリチウムイオンバッテリーだから、5kW負荷を3個同時に使っても給電システムが落ちない。坂本家では、これを動力3相交流に変換して大きな負荷を使っても大丈夫です。
組み直した電圧は7.5V×7直=52.5Vなので、チャージコントローラーやインバータなどは従来の48Vシステムの機材がそのまま使えます。

2 Comments

にゃんた発電所

リーフバッテリデビューおめでとうございます。24枚を取り外す時に斜めに置いていると思いますが、下から出ているネジが刺さることがあるので注意です。幸い少し凹む程度で済みましたけど、ヤバかったです。

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桜の山農場

にゃんたさん、ありがとうございます。慌てて写真を確認したところ、ボルトが出てないところに着地できていました。もぉ覚えてないですが、ちゃんと見ながらおろしたのなら、当時の僕、グッジョブですね(笑)

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