バッテリーモニターとは何ですか?必要な理由とは?

FUMary
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20/09/2023

キャンピングカーやポータブル電源、再生可能エネルギーシステムなど、バッテリーを使用する機会が増える中で、「あとどれくらい電力が使えるのか?」という不安を抱いたことはありませんか?そこで活躍するのがバッテリーモニターです。

本記事では、バッテリーモニターの基本的な仕組みや種類、そして導入によって得られるメリットについて詳しく解説します。バッテリーを効率よく、そして安全に使いたい方にとって必読の内容です。

目次

バッテリーモニターとは何ですか?

バッテリーモニターとは、バッテリーの状態や性能をリアルタイムで監視・分析し、さまざまな情報を可視化してくれる便利なデバイスです。

バッテリーの電圧、電流、温度、消費電力、さらには推定残り稼働時間まで把握することができ、日常的なバッテリー管理をよりスマートに行えます。これにより、過充電の防止や効率的な充電管理が可能となり、結果としてバッテリー寿命の延長にもつながります。

特に、キャンピングカーのサブバッテリーシステムなど、複数のバッテリーを組み合わせて使用する環境では、バッテリーモニターの導入が重要です。残量や稼働状況を正確に把握できることで、安心・安全な電力運用が実現します。

バッテリーモニターの仕組み

バッテリーモニターは、バッテリーの各種パラメータを測定し、状態と性能を表示します。主に「シャント式」と「電圧式」の2タイプがあります。

1.  シャント式バッテリーモニター

バッテリーモニター·シャント式

シャント式バッテリーモニターは、シャント抵抗をバッテリーに直列で接続し、そこに流れる電流を正確に測定する方式です。このシャント抵抗に生じる電圧差をもとに電流値を計算し、使用電流や充電状態(SOC)、残容量を高精度で推定することができます。

さらに、電圧や温度などのデータも取得できるため、バッテリーの総合的な状態を把握するのに適しています。高い精度が求められる電気自動車や再生可能エネルギーシステムなどの用途に最適なバッテリーモニターです。

2. 電圧式バッテリーモニター

電圧式バッテリーモニターは、バッテリー端子の電圧を測定し、その値から充電状態(SOC)を推定するシンプルな方式です。あらかじめ設定された電圧とSOCの関係曲線に基づいて、現在の充電レベルを判断します。

シャント式と比べて構造が簡単でコストも抑えられるため、スマートフォンやノートPC、タブレット、自動車などの民生機器によく採用されています。測定精度よりも手軽さや価格の安さを重視する場合には、電圧式モニターが有効な選択肢となります。

バッテリーモニターが必要な理由

バッテリーモニターは、バッテリーを効率的に運用し、寿命を延ばすために欠かせない重要なツールです。

導入することで、以下のようなメリットが得られます:

  • SOC(充電状態)、SOH(健全性)、残容量などのバッテリー状態を正確に把握
  • 電圧・電流・温度のリアルタイム監視により、使用状況を最適化
  • シャント式バッテリーモニターを使えば、より精密な電流測定が可能
  • 故障の兆候を早期に検知し、予防保全として活用
  • 異常時にはアラーム機能で即座に通知し、迅速な対応が可能

特に、キャンピングカーのサブバッテリーや、複数の電源を管理するシステムにおいては、バッテリーモニターの導入によって運用の安定性が大きく向上します。バッテリーの見える化は、快適で安心な電源管理の一歩です。

バッテリーモニターが必要な理由

使用例:キャンピングカーの冷蔵庫切替判断

例えば、夕方の時点でバッテリーモニターが「残り稼働時間は約4時間」と表示された場合、夜間の電力不足を避けるために冷蔵庫をプロパンに切り替える判断が可能になります。これにより、深夜にジェネレーターを稼働させる必要がなくなり、静かな夜を過ごせます。

鉛バッテリーの場合、50%以上の放電を避ける必要がありますが、正確なSOC(充電状態)が把握できていないと、気付かないうちに過放電を招き、バッテリー寿命を大幅に縮めてしまう恐れがあります。シャント式バッテリーモニターを使用すれば、こうしたタイミングを正確に判断し、バッテリー保護に役立ちます。

たとえリチウムバッテリーにアップグレードしたとしても、エネルギー残量や充電状況の可視化にはバッテリーモニターが引き続き不可欠です。最適な電力管理のためには、常にバッテリーの状態を「見える化」しておくことが重要です。

バッテリーモニターとBMSの違いとは?

バッテリーモニターとバッテリーマネジメントシステム(BMS)は、どちらもバッテリーに関わる重要な機能を担いますが、その役割は大きく異なります。

  • バッテリーモニターは、電圧・電流・充電状態(SOC)・残容量などの情報をリアルタイムで取得し、ユーザーに可視化して提供する装置です。バッテリーの状態を「見える化」し、適切な運用判断をサポートします。
  • BMS(バッテリーマネジメントシステム)は、バッテリーの安全性と性能を維持するための制御装置で、セルバランスの調整、過充電・過放電の防止、温度管理、保護回路、さらには通信機能などを備えています。

一般的に、バッテリーモニターは後付け可能な外部機器として導入されるのに対し、BMSはバッテリーパック内部に組み込まれており、バッテリーの基本機能として動作します。

バッテリーモニターとBMSの違い

おすすめのバッテリーモニター:LiTime 500A バッテリーモニター(シャント付き)

LiTime 500A バッテリーモニター(シャント付き)は、以下の特長を持つ高性能なサブバッテリーモニターです。

  • 対応電圧範囲が広い:8V〜120Vのバッテリーバンクに対応
  • 多様なバッテリー種類を自動認識:リチウムイオン電池、リン酸鉄リチウムイオン電池、GELバッテリー、AGMバッテリーなど幅広くサポートなど幅広くサポート
  • 豊富な情報表示:電圧、電流、電力、容量、残り稼働時間をリアルタイムに分かりやすく表示
  • 暗所でも見やすいバックライト付きディスプレイ搭載
  • 警報機能:電圧や容量が設定値を下回った際にアラームで通知

このように、LiTime 500A バッテリーモニターは、多様な用途でバッテリー状態の最適管理を実現します。

おすすめのバッテリーモニター:LiTime 500A

LiTime 500A バッテリーモニターの取り付け手順

セクション1:取り付け

  • シャントの設置

シャントは、シャントホルダーによって平らな面に安定して設置または取り付けることができます。ホルダーには取り付け用に直径約3.1mmの穴が5つあり、付属のネジを使用して平面にしっかりと固定できます。

  • モニター画面の設置:モニタースクリーンの取り付けは簡単で、タブで固定されます。

寸法に従い、パネルに約94mm×57mmの長方形の開口部をカットします。その後、モニタースクリーンを開口部に差し込み、タブがしっかりとロックされていることを確認してください。

 

セクション2:接続

  • 接続前の準備

接続する前に、バッテリー/バッテリーシステムを完全に充電し、静止電圧をテストして記録し、接続完了後のセットアップに備えて準備を整えます。

  • 単体バッテリー/直列接続のみのバッテリーバンクの基本接続

以下の配線図と配線手順に従って、単一バッテリーまたは直列接続のみのバッテリーシステムの接続を完了させてください。

ステップ1:バッテリーのマイナスターミナル(−)をシャントの「B−」側にあるM10ボルトへ接続します。ナットを8〜12N·mのトルクで締め付けてください。

※注意:「B−」側のシャントやバッテリーのマイナスターミナルには他の接続を行わないでください。ここに負荷や充電器を接続すると、バッテリー残量計算から除外されてしまいます。

ステップ2:電気システムのマイナスターミナルをシャントの「P−」側にあるM10ボルトへ接続し、ナットを8〜12N·mのトルクで締めます。

※注意:すべてのDC負荷、インバーター、バッテリーチャージャー、ソーラーチャージャーなどのマイナス側は、必ずシャントの「後」に接続してください(バッテリーに直接接続しないようにする)。バッテリーに出入りするすべての電流がシャントを通過する必要があります。

ステップ3:電気システムのプラスターミナルおよび電源線のM8リング端子をバッテリーのプラスターミナル(+)に接続します。

ステップ4:付属のドライバーでシャントの「B+」端子のネジを緩め、電源線のフェルールピンを「B+」端子に接続し、再度締めて固定します。

ステップ5シールド線でシャントとモニタースクリーンを接続します。正しく接続されていれば、LCDディスプレイが点灯します。

並列/直列+並列のバッテリーバンクの接続

並列または直列+並列のバッテリーバンクを監視する場合、バッテリーバンクの全体の正極および負極の入出力接続用に、2本のバスバーを使用することを推奨します。

ステップ1:バッテリー間の並列/直列+並列接続を完了します(並列接続を先に行い、その後に直列接続するのが推奨されます)。

ステップ2:バッテリーバンクのすべてのマイナス側入出力端子をシャントの「B−」側にあるM10ボルトに接続し、ナットを8〜12N·mのトルクで締めてください。

※注意:「B−」側のシャントやバッテリーのマイナスターミナルには他の接続を行わないでください。ここに負荷や充電器を接続すると、バッテリー残量の計算から除外されてしまいます。

ステップ3:シャントの「P−」側にあるM10ボルトを負極側バスバーに接続し、ナットを8〜12N·mのトルクで締めます。

次に、電気システムのマイナスターミナルを負極側バスバーに接続します。

※注意:すべてのDC負荷、インバーター、充電器などのマイナス側は、シャントの「後」にのみ接続する必要があります(バッテリーに直接接続しない)。すべての電流がシャントを通過するようにします。

ステップ4:以下の端子を正極側のバスバーに接続します:

  • バッテリーバンクのすべてのプラス側入出力端子
  • 電気システムのプラスターミナル
  • 電源線のM8リング端子

まとめ

バッテリーシステムの状態を正確に把握することは、安全かつ効率的な運用に欠かせません。LiTime 500Aバッテリーモニターを導入することで、電流の出入りやバッテリー残量を一目で確認でき、無駄な電力消費を防ぎながら、システム全体の信頼性を高めることが可能になります。

手頃な価格で導入できるこのモニターは、車中泊やオフグリッド生活、キャンピングカーなど、さまざまな用途に対応し、バッテリー管理を次のレベルへと引き上げてくれる頼れるアップグレードです。

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FUMaryさんは、製品についてしっかりと理解し、その魅力をやさしく丁寧に伝えるプロのライターです。特にLiFePO4(リン酸鉄リチウム)バッテリーに詳しく、専門的な内容もわかりやすい言葉で紹介してくれます。読者の目線に立った文章づくりを大切にしており、「知りたいことがちゃんと伝わる」と評判です。