リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの並列とは？全般を解説！
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー（LiFePO4）は、リチウムイオンバッテリーの中でも特に安全性と長寿命を誇るタイプです。従来のリチウムイオンバッテリーに比べて熱安定性が高く、過充電や過放電に強い特徴があります。そのため、発火のリスクが低く、安心して使用できます。高い充電効率と安定した性能を提供し、環境への配慮もされており、近年、ますます注目を集めています。
そこで、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの並列接続は、複数のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーをつなげることで、電力供給能力を高めるための手段として広く利用されています。それについて、正しい理解と使い方を知ることで、効率的で信頼性の高い電力供給が可能になります。
この記事では、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの並列接続についての基本的な概念から、実際に接続する際の注意点まで、わかりやすく解説します。
目次
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの並列接続とは？
- バッテリーを並列接続する際に直面する可能性のある問題
- バッテリーの並列つなぎ方について、順番と充電
- バッテリーを並列接続する前に注意すべきポイント
- まとめ
- バッテリー並列接続時の充電に関するよくある質問
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの並列接続とは？
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの並列接続は、複数のバッテリーを直列接続ではなく、並べて接続する方法です。この接続方式によって、電圧は変わらず、容量（Ah）が増加するため、より大きな電力供給が可能になります。
例えば、4つの12V 100Ahのリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを並列接続すると、容量が合計されて4800kWhの電力を得ることができます。
並列接続の重要な特徴は、接続されるバッテリーの電圧が同じである必要がある点です。すべてのバッテリーが同じ電圧を持つことで、接続後も負荷を均等に分担でき、効率的に充電・放電が行えるため、安定した性能が発揮されます。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを並列接続する際に直面する可能性のある問題
バッテリーを並列接続することで、電力供給の効率が向上しますが、いくつかの問題が発生することがあります。
これらの問題に対処し、適切な管理を行うことで、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーシステムの安全性と長寿命を確保できます。
以下に、並列接続時に直面する可能性のある主な問題を挙げます。
1. 不均等な充電・放電
並列接続されたリン酸鉄リチウムイオンバッテリーが完全に同一の状態でない場合、充電や放電が不均等になることがあります。
これにより、特定のバッテリーが過度に放電されたり、過充電されることがあり、結果としてリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの寿命が短くなる可能性があります。
2. 接続不良による過熱
接続部分が緩んでいたり、接触不良が起こると、電流が正常に流れなくなり、接続部分で過熱が発生することがあります。
過熱が長時間続くと、最悪の場合、発火などを引き起こす危険があります。
3. 電圧不一致
並列接続するリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの電圧が異なると、電流の流れが偏り、最初に接続されたリン酸鉄リチウムイオンバッテリーに過剰な負荷がかかる可能性があります。
この不一致はリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの劣化を早め、システム全体の性能に悪影響を与えることがあります。
4. バッテリーの劣化による影響
並列接続するリン酸鉄リチウムイオンバッテリーのうち、いずれかが劣化している場合、そのリン酸鉄リチウムイオンバッテリーが他のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーに負荷をかけ、全体の効率が低下する可能性があります。
劣化したリン酸鉄リチウムイオンバッテリーをそのまま使用し続けると、最終的に他のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーにも悪影響を及ぼします。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの並列接続手順と充電のポイント
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー（LiFePO4）の並列接続は、適切に行うことで、容量を増やし、安定した電力供給を実現します。
以下に、並列接続の手順を簡潔にまとめました。
1. バッテリーの準備
並列接続を行う前に、バッテリーの準備が欠かせません。以下の点を確認しましょう。
- 各バッテリーの電圧と容量の一致
並列接続するバッテリーは、必ず同じ電圧と容量を持っていることが必要です。異なる電圧や容量のバッテリーを接続すると、電流が不均等に流れ、システム全体に悪影響を及ぼす恐れがあります。
- 充電状態の確認
バッテリーが適切に充電されていることを確認します。過充電や過放電されていないかチェックし、充電が不足している場合は事前に充電しておきましょう。
- 端子の清掃と確認
バッテリーの端子が清潔で腐食していないことを確認します。汚れている場合は、乾いた布や専用のクリーナーで清掃しましょう。端子がしっかりとした接触を保つことが重要です。
2. バッテリーの接続
バッテリーを並列接続する際には、以下のポイントを守って接続を進めます。
- プラス端子（+）とマイナス端子（-）の正しい接続
各バッテリーのプラス端子（+）同士、マイナス端子（-）同士を接続します。最初に1台のバッテリーを接続し、その後他のバッテリーを順番に接続していきます。
- 接続ケーブルの選定と確認
接続ケーブルは、バッテリーの負荷に十分耐えられる太さと容量を持つものを選びます。ケーブルの接続が緩んでいないか、しっかりと固定されているかを確認します。接続不良は、バッテリーの性能に影響を及ぼすことがあります。
- 接続後の再確認
全てのバッテリーを接続した後、再度端子の接続状態を確認します。接続が不完全な場合、バッテリー間で不均等な電流が流れ、故障の原因になることがあります。
3. バッテリー並列接続後の充電方法のポイント
並列接続後の充電方法にも注意が必要です。
不均等な充電は、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの寿命を短くする原因となるため、以下のポイントを守りましょう：
- 充電器の選定
並列接続されたリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの充電には、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー専用充電器を使用することがおすすめです。
充電器がバッテリーの容量や種類に合っていない場合、充電が不均等に行われる可能性があります。充電器の出力電圧が各リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの定格に合ったものを選びましょう。
関連記事：リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは普通の充電器で充電できますか
- 均等充電を目指す
充電器の性能が十分であれば、各リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは均等に充電されるべきです。
もしリン酸鉄リチウムイオンバッテリー間で大きな電圧差が生じる場合は、接続不良やリン酸鉄リチウムイオンバッテリー自体の不具合が考えられるため、早急に確認しましょう。
このように、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを並列接続する際には、接続の順番や充電方法に気を付けることで、システム全体の安定性と効率を高めることができます。リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの寿命を最大限に活かすために、定期的にメンテナンスを行い、適切な方法で接続と充電を行いましょう。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを並列接続する前に注意すべきポイント
並列接続を行う前に、以下の点に注意してください。
1. リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの日常的な保管を確保する
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを最適に保管するためには、以下の点を守ることをお勧めします：
- バッテリーの充電状態(SOC)を約50%に保つこと。また、長期間使用しない場合、バッテリーを最低でも3ヶ月に1回は充電してください。
- 保存温度は10℃～35℃の範囲内を推奨します。
2.リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの状態を確認する
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの劣化状態を確認してから並列接続を行いましょう。
劣化したリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを接続すると、他のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーに過剰な負荷をかけ、システム全体のパフォーマンスが低下します。
3.配線の確認
配線がしっかり接続されているか、緩んでいないかを確認してください。
接触不良があると過熱を引き起こし、最悪の場合、発火などの事故に繋がる恐れがあるので、事前に確認してください。
まとめ
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー（LiFePO4）の並列接続は、容量を増加させ、安定した電力供給を実現するために広く利用されています。並列接続により、複数のバッテリーが効率よく動作することが可能になります
安全性と性能を最大限に保つためには、定期的なメンテナンスと正しい接続・充電方法を守ることが不可欠です。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー並列接続時の充電に関するよくある質問
Q1：リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを並列接続する場合、充電器はどう選べばよいですか？
A1：並列接続されたリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの総容量に応じた充電器を選びましょう。例えば、4つの12V 100Ahのリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを並列接続した場合、最終的なシステムの電圧と容量は以下のようになります。
- 電圧：12Vの充電器は使用可能です。
- 充電電流：充電時間を考えると、バッテリー容量の10〜20％（この場合は40A〜80A程度）のほうがいいです。
☆ LiTime 14.6V 40A バッテリーチャージャーを使うと、4つの12V 100Ahのリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを並列接続した場合、満充電にはおおよそ10時間かかると見積もられます。
Q2：直列接続と並列接続、どちらがより長持ちするか？
A2：耐久性に関しては、並列接続の方が一般的には長持ちする傾向があります。
理由は、並列接続では各リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが独立して放電・充電されるため、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー同士の相互作用が少なく、1つのリン酸鉄リチウムイオンバッテリーが故障しても他のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーに直接的な影響を与えにくいためです。
しかし、並列接続ではリン酸鉄リチウムイオンバッテリー間の均等な充電が必要であり、その管理が不十分だと耐久性に影響を与える可能性があります。
