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【必見】外部給電からの外部充電装置をDIY [電装]

ハイエース-外部給電システムDIY.jpg今回は電装ネタ。我がハイエースに「外部給電システム」をインストールした!!!
「外部給電システム」って聞くと一見難しそうではあるが、実際はそんなに複雑な回路でもないため、サブバッテリー搭載車はこの機会にチャレンジしてみてはいかがでしょうか?

そもそも外部給電システムとは?

これ、キャンピングカー にはお決まりの装置で、一時的に外部からの電源を得て、車内の電力を補うというもの。
RVパークやオートキャンプ場などの電源常設サイトでの使用、はたまた自宅での使用を想定している。

これを取り付けることによってどんな良いことがあるか?

例えば、電力を多く必要とする家電製品(エアコン、ドライヤー、電子レンジ)が気兼ねなく使えたり、その都度、エンジンや発電機を掛けなくてもよかったり、とにかくサブバッテリーの残高や使用電力量を気にしなくて良いというのは、精神的負担からも解放されるというわけだ。

更に今回は、同時に
サブバッテリーの充電
もできるようにしたい!!!
実際にはアイソレータを使用した走行充電も行っているのだが、街中でのトロトロ運転や、夜間などはサブバッテリーまで電力が回ってこない。よって充電もされていないのが現状。それの対策でもある。

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材料はたったこれだけ

使用するのは、コンタクターコイルと呼ばれる、言わば でっかいリレーみたいな機器。
【富士電機派はコチラ】

【三菱電機派はコチラ】

上記の2つのうちどちらを選んでもOK!!!僕の場合は富士電機製のコンタクタを使用した。。
こいつを使用して、
車内コンセントの電力源を切り替えようという作戦
だ!!!
コンタクターの動作原理とか難しい話はここでは説明せず、早速接続方法を伝授しましょう。
わからない人もこれを丸パクリすればオッケー

配線は2sqのIV線、またはKIV線で大丈夫です。

ハイエース 外部供給電源切替回路1.png
ご覧の通り、接続は単純明快!
切替回路であるため、入力信号はインバーター電源 or 外部給電の2つ。
ここでは
インバータ電源
サブバッテリーを元にインバーターで生成されたAC100V
外部給電
外部から供給されるAC100V
出力信号は
車内コンセント
車内のコンセント、及びその他のAC100Vライン
となる。

コンタクターの切り替わるトリガーは、コンタクターのコイル端子(A1,A2)にAC100Vを投入する必要がある。
今回は、「外部からAC100Vが接続された時」に切り替えたいので、ここには②外部から供給されるAC100Vを接続した。

完成したコンタクター周辺装置はこんな感じ
ハイエース 外部給電用コンタクタリレー.png

動作は単純で、車内のコンセント、通常時には
インバーターで生成されたAC100Vを使用するものとし、いざ、外部電源が接続されたときは、自動的にそちらに切替え優先的に外部からの電力を使用するというもの。

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続いて

外部給電からのサブバッテリー充電回路

先程の回路は、あくまでもAC100Vの供給切替であり、車内のコンセントのみ、言わば家電製品の使用時にしか外部電源の意味をなさない。
せっかくの供給電源をフルに活用するには、サブバッテリーそのものにも電源を供給、いや充電を行いたい。むしろ車内ではDC12Vで可動する機器のほうが多いため、外部給電からのサブバッテリー充電回路は必須と考える。

サブバッテリーへの充電といっても、供給されたAC100Vをそのままサブバッテリーへ投入すると、恐らく燃える!!!
絶対にやめましょう。
必ずAC100V→DC12Vに変換する必要があり、それを熟してくれるのが、こちらこのバッテリー充電器。
この破格に反して、非常に優れていてバッテリーの状況を監視し、常に最適な充電電圧を供給してくれる。また本体の表示部分には、バッテリー量の表示のほか、充電電圧、温度などが表示され使い易さも申し分無し!もちろん満充電になれば、自動的に動作を停止し、過充電の対策も問題なし。
そのほか、逆極性保護、過熱保護、過負荷保護、短絡保護、低電圧保護、過電圧保護などの複数の保護回路も備わってる。

接続方法


ハイエース 外部供給電源切替回路2.png
上記のように接続すれば、外部からの供給電源をもとに、サブバッテリーの充電も行われる。

ただし、この接続だと1つ大きな問題がある。
それが
【LED表示】: 電源を入れずにバッテリーを接続すると、バッテリーの残りの電圧を表示することができます。バッテリーの状態を追跡し、充電する必要があるかどうか確認できます。
という機能。
要するにAC100Vが接続されていなくても、サブバッテリーに繋いだDC12Vのみで充電器本体が動作してしまう。単純にテスターとしての機能であれば有難いのだが、今回の使用では不必要である。

求めるのは、あくまでも外部給電した時だけであり、充電器のLED表示が常時作動するのは、望ましくない。というより充電器が電力消費する対象になってしまうのは本末転倒の他ならない。

ということで、先ほどの回路にリレー を割り込ませて、全ての動作を
「外部給電が接続された時」に限定する回路に変更する。
追加したリレーはコイル電圧がAC100Vタイプの品。
ソケットに記載されているピン番号と下図の⑧、⑫、⑬、⑭が対象!!!

最終的な回路がこちら
ハイエース 外部供給電源切替回路4.png
その後、車内で使用するAC100Vの前段にブレーカーを設置し、過負荷保護と短絡保護を行った。



2021年6月29日追記
その後、最良な回路を思いつきました!!!
充電装置のリレーを使用せず、コンタクタの接点のみで行う方法。
コンタクタは以下を使用↓


配線図はこんな感じ
ハイエース 外部供給電源切替回路6.png


外部電源の引き込み

外部からの電源供給は、防水コネクタを通して車外から車内へ引き込む。
防水コネクタにも色々種類があるが、今回に至ってはAC100V、つまり2本の線を引き込めれれば事は足りる。そこで用意したコネクタがこちら
【車体側コネクタ】

【ケーブル側コネクタ】

【ケーブル側コネクタ防水キャップ】

取り付けには車体へのφ20の穴あけが必要。
ハイエース 外部給電ポート 穴あけ.png
ご覧の通りコネクターはアルミのダイカスト製ということもあり、取り付け後も決して素人感のないスッキリとした見た目となる。
ハイエース 外部給電用ケーブル.png家庭用コンセントからのケーブルはあえて目の染みるような蛍光ピンクとした。
目立つコードは付け外し防止にも最適!!!


最終的にはこんな感じ↓
ハイエース 外部給電.png
車内はこんな感じ
ハイエース 外部充電.png
これでいつでもバッテリーの充電ができ、常に満充電で車中泊を迎えられる!!!
ティファールでお湯を沸かしたり、電気毛布も2系統余裕で温まる最高の環境と化したのだ!!!



2021年9月21日追記
お待たせしました!!!
アイソレーター周辺の配線図、公開します。


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