追伸書きました:http://ecig.eucaly.net/archives/513641.html

こんにちは。

今回は、boxmodにありがちな、パラレル・並列接続バッテリーについて、 解析していきたいと思います。

バッテリーパラレル運用は、以下の利点があります。
・バッテリー1本時と、電圧が変わらない
 ・シングル用にビルドしたRDAや、吊るしコイルでそのまま楽しめる
・バッテリー容量を足し算して計算できる
 ・2000mAのバッテリーを2本パラレルにした場合、「4000mAの容量がある」として扱える
・電池から取り出せる電流が足されるため、より多くの電流を取り出せる
 ・MAX 30Aなバッテリーを2本パラレルにした場合、「60A」まで取り出せる
 ・コイルの抵抗値を下げることができる、例えば3.6Vの場合、30A時「 0.12ohm」、60A時「0.06ohm」。

いいことだらけに見えますが、もちろんデメリットがあります。
modがでかく重くなる!、だけではなく・・・。

よく言われている話として、「バッテリーの状態が異なるセルをパラレルすんな」と言います。
なんでなんでしょう、実験、、、は怖いので、シミュレーションしてみます。

 さて、2セルをパラレル運用するMODを想定してみましょう。
シミュレーション回路図は、こんな感じです。
bp03
 R1がアトマイザーのコイル、今回は1ohmに設定しました。
V1とV2がバッテリーです。
VF1、VF2、VF3は電圧ピン、シミュレーション時電圧が表示されます。
AM1、AM2、AM3は電流ピン、シミュレーション時電流が表示されます。
あと下の記号はGNDです、シミュレーション時の基準電位を設定しています。

バッテリーは、何故かデータシートが出回りまくってる、Sony US18650VTC4を想定してみます。
資料はこんな感じ。
bp01
bp02

 バッテリーの内部抵抗はDC時の「22m ohm」に設定します。
bp04
他、パラメータはこんな感じです。
運用電圧:3.6V
最低電圧:2.5V
最大放電電流:30A
充電電流(連続):4A
充電電流(パルス):12A

ではシミュレーションしてみましょう。
コイルに掛かっている電力は、VF1とAM3を掛けると算出できます。
電力=電圧x電流、ですからね。

まず、両方のバッテリーが3.6Vのとき:
bp05
両方のバッテリーから1.78A出力され、コイルには「12.7W」の電力がかかっています。

ちょっと使って両方3.4V時:
bp11
電圧も電流も落ちました。コイルには「11.3W」の電力が掛かっています。
1.4Wくらい下がりましたが、「まあちと出力落ちたかな?」と気づく程度でしょう。

ここまでは正常な状態。

では、片方のバッテリーだけ、0.1Vほど落としてみましょう。
bp06
V1は3.6V、4Aも流れています。
V2は3.5V、逆に0.5Aくらい逆に流れています。
この状態でも、コイルに掛かる電力は、「12.3W」です。
なんか怪しいことが起きているのに、蒸気の味わいからは状況を察することができません。

さらに危ない状態にしてみましょう。
間違えて充電済みのバッテリーと充電してないバッテリーを入れてしまった場合:
bp07
V1は3.6V、なんと15Aも流れています。
V2は3V、逆に12A吸い込んでいます。
12Aは、今回のバッテリーの「パルスでの」最大充電電流に等しいです。
結構危なそう!。
この状況でも、コイルには「10.6W」の電力が。
そう、、、蒸気上では、あんま分からないのです。

実は、充電済みセルと充電前セルを混在、電池ボックスに入れた地点で危ないです。
bp08
V2が13.64A吸い込んでます。
あらあら、、、最大充電電流超えちゃってますね。
これ、電池爆発してもおかしくないですよ?。

更に極端に、バッテリーの終止電圧まで下がったのと充電済みバッテリーを混在させると・・・:
bp09
23A!、なかなか危険極まりない数字だと思います。

ええ、シミュレーション上でも、「パラレル時のバッテリーは、同電圧かけられるものを!」になるのが、よくわかりました。

最後に、パラレル接続のboxmodを使う上での注意点も、シミュレートしたいと思います。
パラレル接続時は、バッテリーの端子や、modの端子の汚れに十分注意して下さい。

例えば、端子汚れてて0.05ohmの抵抗が片方のバッテリーについていると・・・:
bp10

バッテリーの消費がえらく偏ります。
V1は「0.8A」しか電流出していないのに、V2は「2.7A」も電流出してます。
でも、コイルにかかる電力は「12.5W」、端子が汚れていない場合とほとんど変わりません。

以上の結果から、パラレルバッテリー運用時は、以下の注意点があることが分かりました。
・バッテリーの電圧違い混在は、非常に危ない
・各バッテリーの接続部分に抵抗がある場合、バッテリー消費が偏る
・上記をやらかしてても、コイルが発生させる蒸気にはあまり違いがない


なんか変なこと起きてても黙って動いてしまう、そんな怖い世界であることが分かりました。
ほんと気を付けて、運用してくださいね!。

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