初のリチウム蓄電池を搭載したキャンピングカー

 
キャンパー鹿児島「インプラス」のバッテリーシステムを取材する

 ・ 重量が軽い。 
 ・ 充電効率がいい。
 ・ 発電容量が大きい。
 ・ 寿命は従来の鉛バッテリーに比べて7倍~10倍。
 リチウムイオンバッテリーは、キャンピングカー用バッテリーとしては言うことなしの理想的バッテリーなのだが、これまで商品化が遅れてきたのは、価格が高すぎるということ。さらにキャンピングカーの “得意ワザ”の一つである走行充電がままならないという問題があった。
 
 しかし、このほど、ついに走行充電が可能な製品が登場したのである。
 それが、鹿児島県のキャンピングカービルダー 「キャンパー鹿児島」 から発売された「インプラス」に搭載されたリチウムイオンバッテリーの「クロス KULOS」だ。

▼ 「クロス」

 このバッテリーの登場によって、キャンピングカーにどのような将来的展望が開けたのか。キャンパー鹿児島の川崎康一郎さんと、車載用リチウムイオンバッテリーを開発したベネテックスの篠崎允尋 (しのざき・まさひろ) さんにお話をうかがった。

Interview
キャンパー鹿児島 川崎康一郎さん
ベネテックス 篠崎允尋さん

▼ 川崎さん(右)と篠崎さん

サブバッテリーとしてのリチウムインバッテリーの可能性

【町田】 キャンピングカー用リチウムバッテリーの「クロス」を搭載した「インプラス」のお話をうかがう前に、キャンパー鹿児島の川崎さんが、このようなリチウムイオンバッテリーを搭載するキャンピングカーを目指された動機はどこにあったのですか?

【川崎】 いまお客様がキャンピングカーに望むものとしていちばん関心を寄せているのは電気なんですね。ところが、現状のキャンピングカーの電装システムでは、まだ十分にお客様の望むものをかなえているとはいいがたい。エアコン一つにしても、いま多くの各ビルダーさんが努力されて取り付けられている家庭用エアコンを流用するシステムでは、利用時間に限りがあるし、それを駆動させるバッテリーやインバーター、ソーラーシステムなどもユーザーさんがかなり神経質に管理しなければならない。
 そこで、そういうユーザーさんの心理的・物理的負担を軽減するものとして、リチウムイオンバッテリーの実用化を考えてみたのです。
 もうひとつは、災害などに見舞われたきの防災向け車両としての役割です。この前の東日本大震災のときも、電気の供給さえ安定していれば、キャンピングカーが緊急避難の場所としてしっかり機能するということが分かりました。そういう防災カーとしての役割を果たすことも考えたつもりです。

▼ 「クロス」を搭載したインプラス

【町田】 なるほど。そこでリチウムバッテリーをシステム化することに長けていたベネテックスさんとの共同開発に踏み切ったというわけですね。
 では、従来の鉛型のディープサイクルバッテリーと比べて、リチウムイオンバッテリーにはどういう特徴があるのでしょう?
【篠崎】 まず、鉛のバッテリーと比べて、リチウムは発電容量がケタ外れに大きいんです。
 たとえば鉛バッテリーには 「12ボルト・200アンペア」 などという表記がなされていますが、実際に200アンペアの家電製品とつないで、どれくらいの時間使えるかというと、たぶん … 製品にもよりますが、20分は持たないと思います。しかし、リチウムならば比較にならないほど長く使える。

【町田】 具体的な商品を例にとると?
【篠崎】 私たちがこれまで提供してきた装置を使った場合、たとえば、100ワットぐらいのデスクトップタイプのパソコンならば、40時間は使えます。パソコンの消費電力というのは、1時間に100ワットぐらいなんですね。普通に計算すると、50時間ですけれど、インバーターの消費量などもあるので、それを考えても40時間は保証できます。プリンターだったら110時間。液晶テレビならば100時間。
【町田】 エアコンの場合はどうですか?
【篠崎】 600ワットぐらいのエアコンを車載用にした場合は、15時間ぐらいは使える計算になります。

充放電の回数は2000回以上

【町田】 鉛バッテリーと比べて寿命はどうなんでしょう?
【篠崎】 一般的に、鉛の充放電が可能な回数は300回だと言われています。しかし、リチウムの場合は2000回。うちのものは 「3000回」 を謳っています。要は、鉛の7倍から10倍は持つ。
 また、バッテリーというのは使わなくても自己放電していくものですが、この自己放電率が、鉛の場合は月に15~30%。しかし、リチウムは1~3%。鉛の場合は半年から1年ぐらい放っておくと使えなくなりますが、リチウムはそれがありません。
 さらにいえば、鉛バッテリーの場合は容量低減というものが必ず起こりますが、リチウムは表示通り使えます。そして限界まではほぼそのままの性能を維持できますが、終わるときはプツンと止まります。

▼ インプラス室内

【篠崎】 しかし、私どもの製品では、バッテリーの容量がどのくらいあるのか、それを液晶パネルですべてモニタリングできるようにしています。
 通常のメーカーさんのものは電圧とか電流を見るメーターはあっても、実際の容量までは表示していません。
 しかし、私たちは、その容量を10段階ぐらいで検知できる7インチサイズのディスプレイを用意しています。
 このディスプレイでは、残量だけでなく、いま放電中なのか充電中なのかなどということもユーザーさんにお伝えできるようにしています。

ワットアワー表示なので、残量の計算が簡単

【町田】 かなり正確なモニタリングが可能なんですね。 
【篠崎】 ええ。そして大事なことは、充電した量から放電した量を引くことによって、正確な残量が分かるということなんですね。しかも、それをワットアワー(Wh)で表示できる。
 これはどういうことかというと、たとえば300ワットの電化製品を使っている場合に、その製品が後どのくらい使えるか知りたいときは、単純に残量で割っていただければいいんです。
 消費電力300ワットの電化製品というのは、1時間で300ワットの電力を必要とするということですから、たとえば「バッテリー容量 = 3000Wh」と出た場合は、3000Wh ÷ 300Wh =10時間。つまり連続10時間の使用が可能ということになるわけですね。

【町田】 … ということは、600ワットぐらいの電子レンジだったら5時間ぐらい…とか?
【篠崎】 そうです。それも連続でそのくらい使えるというという計算が簡単にできます。そのようにワットアワー(Wh)で表示できるということがリチウムのいちばんいいところなんですね。

【町田】 走行中にも、家電は使えるんですか?
【篠崎】 いや、これがちょっとやっかいな問題だったんですが、リチウム電池というのは充電するか放電するか、どっちかしかできないんですよ。電気製品などの使用でバッテリーに負荷がかかっていると、そのときは充電できないんです。また充電しているときは放電できない。
 ということは、走行充電しているときには、車内で消費電力の大きい電気製品は使えないということになります。後ろの席で電子レンジなどを使用した場合は、テレビなどを見ようとしても見られない。キャンパー鹿児島さんの要望は、走行充電中もインバーター容量の1500VAをフルに出力できるようにしてほしいということでした。

▼ インプラス室内

【篠崎】 そこで、それを解決する策として、まず走行充電中の発電量と消費電力の両方を計算し、消費電力の方が多いということになれば、オルタネーターから発電される電力を消費側の方に回し、さらに不足となればバッテリーからも供給できるようにしました。
 そして反対に、消費量よりも発電量の方が多いとなれば、その電力を消費側に回しつつ、余剰電力をバッテリーに充電していくというわけです。

アイドリング状態でも30アンペアのバッテリー充電が可能

【町田】 走行状態でなく、停まった状態のときも同じですか?
【篠崎】 はい。まったく同じように作動します。驚いたことに、… 実は、これは私たちもテスト中に気づいたことなんですが、走らなくても、アイドリング状態で30アンペアの電流がバッテリーに流れ込んでくるんです。計算では、2000回転ぐらいのエンジン回転数で走らないと30アンペア出ないと思っていたのですが、それがエンジンを回すだけで30アンペアの電流が発生する。オルタネータのこの性能は凄いな! と思いました。

【篠崎】 今までの鉛バッテリーだと、充電電流としては10アンペアがマックスだったんですよ。それも実際にはそのうちの7アンペアぐらいしか入らない。しかし、このリチウム電池ならば、30アンペア全部入ってしまうんです。
 そうなると、ソーラーパネルももう要らないくらいなんですよね。ソーラーから来ても、たぶんお腹いっぱいという感じではないでしょうか。
【川崎】 ただ、うちとしては、ソーラーで発電した電力を充電できるような設定は続けるつもりです。なぜなら、すでにソーラーパネルを付けていらっしゃるお客さんが多いから。それに、ソーラーには緊急避難性があるし、まずエコですから(笑)。
 
【町田】 しかし、そのように充電回路が複雑になってくると、管理が大変になりますね。
【篠崎】 ええ。各バッテリーセルのバランスを取りながら充電していくという細かな対応が必要になってきますね。
 たとえばひとつのリチウム電池を構成するのに4個のバッテリーセルが連なっているとしますよね。しかし、4個も並んだ場合は微妙な個体差が出るんです。それはコンマ何ボルトの世界のことでしかないんですが、それでも充電が得意なものと、放電の方が得意なものとに分かれたりすることがある。
 これを統一して制御しないと、「寿命が3000回」 などといっても、とてもそんな性能は引き出すことができなくなるんですね。
 そのため、私たちは「バランサーボード」というものを製作し、一本ずつセルを監視しながらバランスを取り、同じ速度で充電していくようなシステムも開発しました。

▼ バランサーボード

【町田】 「鉛バッテリーより高性能」と一口に言われるリチウムバッテリーですけど、その機能を適切に引き出すためには、ずいぶん緻密なコントロールが必要だということになるんですね。
【篠崎】 そうなんです。このバランサーボードでは温度監視なども絶えずやっています。たとえばバッテリーの温度が70度ぐらいになれば「何かがおかしい」ということになるわけですから、そこで作動を停止させ、液晶パネルに異常を発生している箇所を表示させるようにしています。

【町田】 リチウムイオン電池というと、よく設定や扱いが悪いと燃えるなどという話がありますよね?
【篠崎】 一口に「リチウム電池」といっても、通常使用されている電池には大きく分けるとコバルト酸リチウムと、リン酸鉄リチウムの二つがあります。その一つのコバルト酸リチウムは金属と非金属の結合なので、高温時に酸素が離脱してしまう恐れがあるんです。離脱した酸素が発火・炎上を誘発しやすいんですね。
 それに対し、リン酸鉄リチウム電池は、非金属と非金属の共有結合なので、酸素原子が離脱しにくいんです。そのため発火することはありません。
 私たちのリチウム電池はリン酸鉄なので、安全性がきわめて高いといえます。

【町田】 リチウム全般の話に戻りますが、今までの鉛バッテリーと比べると、リチウムイオンバッテリーは重量的に軽いといわれていますけれど …
【篠崎】 はい。重量に関しては、簡単にいうと鉛の約5分の1になります。これはエネルギー密度で測った場合のことですが、私たちが使っているリン酸鉄のリチウムイオンの場合は、その密度が5倍以上ある。だから鉛バッテリーの5分の1という計算になります。
【町田】 サイズ的にはどうなんですか? 現在多くのキャンピングカーが通常サブバッテリーを搭載しているスペースにそのままセッティングできるのでしょうか?
【篠崎】 大丈夫です。最初は高さが70cmもあったのですが、それを60cmに収め、奥行きは35cmというところにとどめています。

走行充電はいかにして可能になったか

【町田】 さて、充電の方法なんですが、走行充電のほかにはどんな充電方法があるのですか?
【篠崎】 最初に考えていたのはAC電源からの充電。もう一つはソーラーパネルからの充電。その2系統の配線はすでに既存製品の中に組み込んでいましたので、こちらはそんなに難しい課題ではありませんでした。
【町田】 キャンピングカーのサブバッテリーとして使う場合、やはり走行充電できるかどうかが問題となっていたわけですが、そこに至るまではどんな苦労がありましたか?

▼ エアコン室外機

【篠崎】 やっぱり一番苦労したのが、走行充電を実現するためのシステムの組み直しでしたね。そこに至るまでにも、理論上十分に可能なことは分かっていたんです。私たちの製品は、すでにソーラーパネルから充電する回路が入っていましたから。
 … ということは、DC12ボルトで入ってくるわけですね。ソーラーパネルから入ってきた電力を16ボルトに変える回路にしてしまえば、走行充電できるという理屈は分かっていたのです。
 我々としては、仮に走行充電に頼らなくても、ご自宅のAC電源からチャージしておけば、3日~4日程度の旅行なら十分にまかない切れるとも思っていました。旅行中はソーラーを使って充電してもいいし、キャンプ場やRVパークに寄れば、そこのAC電源からチャージができますので、旅行日程を短期に限定するかぎり、走行充電を考えなくてもまったく心配ないと思っていました。

ついに走行充電実験に成功

【町田】 走行充電をテストしたのはいつ頃からだったのですか?
【篠崎】 今年の3月末時点でコントローラーを施策し、そこで試した結果十分に走行充電ができることが確認されたんですね。
【町田】 それが、今回キャンパー鹿児島さんの「インプラス」に載ったわけですが、現在のバッテリーの仕様はどういうものになっているのですか?
【篠崎】 今回は、5kWhのリチウム電池を搭載しています。2kWhも検討していますが、当面は5kWhで様子を見ます。
 それだと、12V/100Ahの鉛電池の約8.5倍の容量になります。空の状態から外部電源による満充電までの時間は約15時間ですが、常に走行充電できる形となります。
 
【町田】 鉛バッテリーと比べて、充電効率などはどうなのでしょうか?
【篠崎】 鉛電池のこともいろいろ調べてみたのですが、鉛電池では満充電になるまで、かなりロスがあったように思いました。
 たとえば、12V/100Ahの鉛バッテリーを2個、サブバッテリーとして使うことを考えたします。
 そうすると、鉛バッテリーには容量低減があるから、500Wの電化製品を2時間使用すると、ほぼ空になってしまいます。
 この空になったサブバッテリー2個を最短で満充電しようとした場合には、各バッテリーに10アンペアが必要となり、2個なので20アンペアが要求されます。
 これを走行充電で満充電しようとすると、オルタネーターからの発電が最低20アンペア必要になるわけですね。充電効率を考えると、13時間以上連続走行しなければ、鉛バッテリーは満充電にならないわけです。

【町田】 それは、鉛バッテリーに共通した特徴ですか?
【篠崎】 種類にもよりますが、鉛バッテリーの平均値とお考えください。すべてを詳しく実験して検証したわけではありませんが、計算によるとそういう値になります。
 一方、リチウムバッテリーの充電効率は97%なので、充電に回った電力はほとんど充電可能となります。
【町田】 とにかく画期的な試みが成功したわけですね。ユーザーも大いに関心を持っていると思います。

※ リチウム電池の特性を詳しく説明するために、一部下記のブログ記事と重複するところがあります。また重複している箇所で、データ上の数値が違う場合は、こちらの方が最新データです。
 
 
関連記事 「キャンピングカー用リチウムイオンバッテリーの現在」
 
………………………………………………………………………………
  
キャンパー鹿児島さんよりの追記 (2014年9月10日)

車載用リチウム蓄電システム クロスもいよいよ最終段階のテストも、もうすぐ完了。
通常は外部充電が一番確実な電力が落ちてくるのですが、当社のリチウムイオンバッテリーのクロスは、走行充電・アイドリング時でも外部充電と同じ数値の電力が入って来ています。
さらに、キャンピングカー用ソーラーシステムからも電力を取り込みます。

もちろん、製品としてはすでに開発を終えてはいましたが、「完成」という言葉を使うとなると、実際にさまざまな条件を考慮して試験をくりかえさなければなりません。
どうしてもやらなければならない試験のひとつに、「破壊試験」があります。

これに関しては、数日テストをして限界値を見ていたのですが、製品が良すぎて、なかなか限界値が見えてこない。 ^^;
喜ばしい事ではあるのですが、やはり限界を見るために破壊する必要があります。
これを現在やっているところです。

さらに、このクロスの内部で貯めた電力を外で使う機能もさらに完成度を高めています。
所有している車にクロスが搭載されていれば、いざという時 車内のバッテリーで貯めている電力を店舗や自宅内部の電気機器に使用することができます。この機能を、さらに進化させていきます。


いよいよキャンピング業界初のシステムは、完成です!

もうすぐです。いよいよ、正式にデビューします!
http://www.aa-k.com/kulos.html

これから、各地で防災への意識が高まっていくことでしょう。

新しいシステムを積んだキャンピングカーをぜひよろしく。
http://www.aa-k.com/camp/stock/inplus.html

また、直営店全店で、次世代の「オリジナル・ハイエースキャンパー」に防災機能を搭載した車両を発売することを検討しています。

 

カテゴリー: campingcar, news   パーマリンク

初のリチウム蓄電池を搭載したキャンピングカー への5件のコメント

  1. より:

    EV/HV/PHVではリチウムイオン導入進んでいますが、ビルダーとしての導入は画期的ですね!
    大容量ソーラー、走行充電と組み合わせた車内電化が革新的に進化する先駆けとなりそうです。素晴らしい!

    • 町田 より:

      >雷さん、ようこそ
      各ビルダーさんによる “キャンピングカーの電気革命”は、今年になって一気に花開いた感じです。
      …とはいうものの、実は皆さんずっと前から密かにテストを繰り返していらっしゃったみたいですね。世に出すからには信頼性のあるものでないと、かえってユーザーに迷惑をかけるという配慮からでしょうが、それがようやく具体的な形をとって、同タイミングで出揃ってきたという感じがします。

      特に、この走行充電が可能なリチウム電池は画期的ですね。
      キャンパー鹿児島さんには次なる“秘策”があるそうですから、期待したいところです。
       

  2. 赤松 より:

    はじめまして。愛知県在住の30代の会社員です。

    車中泊の多い生活をしており、昨年9月にエスティマハイブリッドから、ベンツトランスポーターのキャンピングカーへと乗り換えをしました。

    はじめは快適でしたが、バッテリーが日に日に弱くなり、室内照明も暗く、FFヒーターだけ何とか使えるという非常に寂しい生活をしております。

    ソーラーパネルや代替バッテリーを探していたら、このページへたどり着きました。

    トランスポーターも2004年式と古いので、車両ごと買い替えを検討しています。もっと早く知りたかったです(涙)。

    車両カタログなど送ってもらう事は可能でしょうか?
    どうぞよろしくお願いいたします。

    • 赤松 より:

      追伸です。
      愛知県近郊でinplusの実車を見れたら、教えて頂きたいです。

      • 町田 より:

        >赤松さん、ようこそ
        お尋ねのリチウムイオンバッテリーを搭載した「インプラス」の件、カタログの送付などは「キャンパー鹿児島」さんに直接連絡をとってお願いすれば、快く応じてくださると思います。
        また、愛知県近郊で実車を見る機会があるかどうかも、直接お尋ねください。

        なお「キャンパー鹿児島」さんの方には、すでに赤松さんからご相談をいただいたことを連絡しております。
        店長の新山様という方が対応してくださるようなので、「町田の独り言のブログを読んでインプラスの情報を知りたくなった」とお伝えいただければ、話が通ると思います。
        よい情報と出会えることをお祈り申し上げます。
         

コメントをどうぞ

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です

*

次のHTML タグと属性が使えます: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong> <img localsrc="" alt="">