アシスト自転車電流計測

ラクーンコンポのバッテリーをリチウムイオンで作ったまでは良かったのですが、どういう訳かペダルを踏み込むと保護回路が働いてモーターのアシストが遮断されてしまいます。バッテリーからどれぐらいの電流が流れるのか、測ってみることにしました。

バッテリーに繋がるコードにクランプメーターを挟んで電流を測ろうと思います。

黒いプラスチックのカバーを外して、プラス側のコードを露出させます。

クランプメーターをセットして、この状態で自転車に乗って計測。

3種類のバッテリー

純正のヘタったニカドバッテリーの他に、自作したリチウムイオンバッテリーがあります。リチウムイオンの方は中身のバッテリーパックが2種類あるので、詰め替えて測ってみます。

一番上は7直3並のバッテリーパック。6直3並と入れ替えて測ってみます。

純正ニカドバッテリー

まず初めに純正のバッテリーで試してみます。このバッテリーはヘタってはいますが、保護回路が働いて遮断することはなく、正常に使えています。

満充電で電圧は26.4V。

ゆる坂で測ってみると、MAXで35.48A。特に遮断されることもなく、問題なく乗れます。

バッテリー内部のヒューズが30Aなので、予想外に高い値です。

一応突入電流も測ってみました。こちらは45.9A。

公園内の坂道では33.48A。

歩道橋の押して歩く用の急坂を1速で登ると29.98A。かなりトルクが掛かっていると思ったのですが、電流は意外と低いです。

純正バッテリーの場合、バッテリーから流れる電流は最大で30~35A程度であることが分かりました。クランプメーターの誤差が10%としても、結構な電流ですね。

7S3Pリチウムイオンバッテリー

次に試すのは自作リチウムイオンの高電圧バージョン。基準電圧は25.9Vです。作ったはイイけど、すぐに保護回路が働いてアシストが遮断してしまい、使い物になりません。

電圧は満充電で29.0V。

バッテリーをコレに入れ替えて、ゆる坂をひと漕ぎすると、アシストが遮断。

1回目は14.19A、2回めは13.24Aで遮断。メインスイッチを入れ直せば一応は復帰できます。もっと高い電流が流れて、保護回路が働くのだろうと予想していたので意外です。

6S3Pリチウムイオンバッテリー

これは最初に作った、基準電圧22.2Vのリチウムイオンバッテリーパックです。ケースを開けて、バッテリーパックを先程の高電圧タイプと交換しました。

電圧は24.7V

初回の漕ぎ出しのみ21.20Aで遮断。その後は遮断なく問題なし。

公園内の坂道でMAX20.22A。突入電流は46.7A。

ゆる坂で25.93A。

ニカドと比べ、電流が10Aほど低い結果となりました。これも意外です。でも問題なく使えて、電流が低いのはイイっちゃイイですが。初回の漕ぎ出しのみ遮断されたのは、交換前の7S3Pバッテリーのデータがコントローラーに記憶されていたのかもしれません。

まとめ

基準電圧 最大電圧 ゆる坂 公園内 歩道橋 突入電流
ニカド(20s) 24.0V 26.4V  35.48A  33.48A  29.98A 45.9A
Li-ion(7s3p) 25.9V 29.0V  13.24A 46.7A
Li-ion(6s3p) 22.2V 24.7V  25.93A  20.22A 46.7A

電流値を比べてみると、坂が急な方が電流は低い傾向が見て取れます。坂が急な方がパワーを使いそうに思うのですが、不思議です。(1速に下げたかどうか忘れました。)それとLi-ionの方がNi-Cdより電流は低い傾向です。

保護回路が働いてアシストが遮断するのは電流が高いからと思っていたのですが、実は電流ではなく、電圧が高いからのようです。サービスマニュアルをよく読むとラクーンは電圧を降圧・昇圧して22Vでモーターを動かしているとのこと。7S3Pのリチウムイオンはニカドよりも2.4Vほど高い29.0Vあるため、遮断されるのではないかと思います。

電圧を22V一定にすることで、効率を上げ、走行可能距離を稼いでいるようです。

結論としては、7S3Pのリチウムイオンは使えないということ。DC扇風機用にするか、バラして18650単体で使うかってとこですかね。6S3Pの方は一応使えるので、あとはクランクケースのオーバーホール、コネクター・センサー類のチェック等をやって、駆動系・電気系の抵抗を減らしていこうと思います。

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