リポ電池を直列接続してバランス充電する時に火花

質問

2セル850mAのリポ電池を3本、それぞれのバランス端子両端の+と-を接続して6セルリポとして充電できるような変換ボードを自作しました。直列の両端の電圧=22.2VをT型プラグで取り出し、バランス充電器で6セル 850mA 22.2Vのリポとして充電してみました。
1Cで数回充電していますが、0.03V程度のブレはありますが6個のセル間のバランスは良好。充電時間も1時間程度で充電中にリポが温まるような事もありません。

3個のリポを直列に接続する際、2個目のリポのバランス端子をつなぐ時には何も起こりませんが、3個目のリポのバランス端子をつなぐ時にパチっと音がして一瞬小さな火花が出ることがあります。

これまでの充電ではセルバランスも良好で問題ない感じですし、充電時間も1/3で済むので時間も節約できます。しかし、高価なリポ電池を劣化させるような事になっていないか気になります。

電気の世界は詳しくありませんが、素人考えで、6セルリポは2セルリポを3個直列につなぐのと同じではないかと考え上記のようなボードを自作した次第です。とはいえ扱いを誤ると爆発の危険さえあるリポ電池との事ですから、やってはいけない充電方法ではないかと気にもなります。なお、直列にする3個のリポは全て同時期に購入した同一メーカーの同一商品で、充電時の電圧もほぼ同じように使った状態での直列接続です。

このような充電を続けて問題ないのか、それとも単純に3個を直列に接続するのではなく、どこかに抵抗を入れるとか何か対策方法があるのか、ご教授いただければと思います。よろしくお願いいたします。

回答No.2

funflier · ベストアンサー

No.１です。補足を受けましたので。
＞単に2セルを直列に接続するだけでパチっと言うので気になった次第です。
＞（略）電池を直列に接続するだけでスパークが発生するとは理解に苦しみます。
２セルといっても、最終的に回路形成したときにはバランス端子であってもマイナス
と6セル目のプラス間は6セル分、22Ｖ以上にはなりますのでＥＳＣ電源接続のこと
を考えれば解らなくはありません。ただ前回書いたように充電器に接続する際には
出力端子はともかくバランス端子から普通火花は飛びませんので気にはなります。
その充電器で元々6セルパックのリポをつなぐとどうなるのか知りたいところです。

＞電気的に2W1.5Ωなのですね
これは6セルの場合の使用例を見ただけで「電気的」な根拠はありません。
この抵抗値は大きいほど「徐々に」流すことになるので1ｋΩとか100Ωと
書かれたものもあります。この例では12セルで2W5.1Ωを使っています。
http://blog.livedoor.jp/rchh/archives/cat_209309.html
特に決まって無いとも言えます。ただし、ＥＳＣによっては最初にかかる
電圧にタイムラグがあると誤動作するので、低めの抵抗を選ぶ必要がある
様です。この理由でＥＳＣによってはアンチスパークの使用を禁じているもの
もあります。（Castle Creation製）
http://www.rcdepot-jp.com/sab/b_amp/03.html
このメーカーサイトでは「Remember, the spark is your friend!!!」とまで
言っていて、sparkが出ないならそのＥＳＣのコンデンサは交換が必要だと
書かれています。出て当たり前どころか出ないといけないと言っているのです。
http://www.castlecreations.com/support/faq/faq-phoenix_hv.html
ただ申し上げるまでもなく、上記はＥＳＣ接続の際の話です。今回の場合
に適切な抵抗値は正直解りません。目的からすれば大きい抵抗値でもいい
とは思うのですが。

＞改めて気になったのは、（略）容量が少しだけ多い隣のリポのセルから強制充電
＞されるような事って起こり得るのでしょうか。
その充電器も恐らくバランスが崩れすぎたものは充電しない筈です。一例ですと
このエラーがセル間0.2Ｖ以上の差で起こると説明書にあります。これは容量差に
して20％以上容量時で40～50％異なる状態です。（以下の充電量の表参照）
http://www.ep-plane.com/liposafety/LipoManual.html

充電器の説明書を見返してみて下さい。このエラーが起こらない範疇なら結局
６セルパック充電を普通に出来ていると同じなのですから問題ないと思います。
これを気にするなら、あるいはバランスのエラーが出る場合は、一度バランスを取って
充電すればいいでしょう。バランスはこうしたチェッカー兼バランサーでもとれます。
６セルバランス端子として接続すれば自動で各セル差0.005Ｖまでとる仕様です。
http://aircraft-japan.com/shopexd.asp?id=6957

改めて言っておきますが私は充電器の専門家でもないので、本当に正しいかは
保証の限りではありません。提案としては回路図と詳細を充電器メーカーに
提示して質問されるという方法もあると思います。

回答No.1

funflier

始めにお断りしておきますが、申し上げる以下のことは見てもいない回路の保証
をするものでも、責任あるアドバイスでもありません。すべて参考程度のもので
最終的には自己責任と認識願います。

文面では解りにくいのですが、要するにここの
http://www.uemura-mechatronics.com/technical-tp210v.html
「BANK1」図の「3Ｓ+3Ｓ」と等価の回路を作ったということですね？
配線は多分、2セルだと1個ずつは出力端子は赤い細長いJSTコネクタで、これを
3つ直列に配線するコードと、JST-XHあたりのバランスコネクタの２セル用３端子
を３つ挿すと統合してマイナス共通で6個分のプラスを並べた7端子のバランス
コネクタにするアダプターコードを作った、ということと想像します。

リポの直列充電は前例の様に行われているので、それ自体が問題とは思えない
のですが、普通6セルであっても充電接続で、それもバランス端子で火花放電する
というのは見たことがありません。放電／使用時のＥＳＣ接続なら4セル程度
からパチッと言い始めますが。ここが少々不思議に思ってはいます。
他はすべて問題なく、この放電だけが問題、ということならＥＳＣ接続と同様
アンチスパーク対策をすればいいのではないでしょうか。具体的には最終接続する
配線に並列に抵抗を入れた配線を分岐し、先にそれを接続して回路突入電流を減らす
ことでスパークを防ぎます。例としてはＥＳＣ接続用ですが既製品もあります。
http://www.ks-j.net/xo/modules/d3blog/details.php?bid=1006
http://www.shop-online.jp/esprit/index.php?body=spec&product_id=724201&category_id=86158

自作の場合はどちらかの極のコネクターに並列に抵抗（2W1.5Ω等）を入れ、分岐
を先につなぐ、またはコネクターにこの抵抗の線が先に触るといった方法で行います。
これについては「リポ　アンチスパーク」とでも検索すれば多数例が見つかります。
あくまで原理説明であって製作された回路には直接適用出来ないと思いますが、これを
応用して下さい。

しかし、使用は２セル単体ですね？　その時々で使用量が違い、結果充電時に6セル
パックとしてはバランスが崩れすぎとしてそのままではエラーになる事も多い気が
するのですが、結構均等な使い方をされてるんでしょうか。

補足

早速のご助言ありがとうございます。
ご察しの通り、「BANK1」図の「3Ｓ+3Ｓ」と等価の「2S」+「2S」+「2S」回路を自作した事になります。

使用は2セル単位ですが、電動ヘリでフライト直後にリポチェッカーで7.4V(セルあたり3.7V)程度になるように気にして飛ばしており、結果3本ともほぼ毎回同じようなバランスになっているという状況です。
GAUIのEP200で5分程度のフライトを3セットです。

アンプに接続する時であればアンチスパークという考え方なのかと思ったのですが、単に2セルを直列に接続するだけでパチっと言うので気になった次第です。端子が焦げたり跡が残るような強烈なものではありません。
電池を直列に接続するだけでスパークが発生するとは理解に苦しみます。

とはいえ、つまるところスパークなので、だったらアンチスパーク対応してみようと整理しました。電気的に2W1.5Ωなのですね。ありがとうございます。抵抗を並列につないで実験してみたいと思います。

改めて気になったのは、最初から6セルのリポではなく、2セルを充電の時だけ一時的に6セルとして直列接続するので、バランス充電器は一生懸命セル毎に充電しようとしているのに、容量が少しだけ多い隣のリポのセルから強制充電されるような事って起こり得るのでしょうか。
でも隣のセルから充電されるような事が起こるなら、そもそもセル間のバランスが壊れる事もなさそうですし...難しいです。