suaoki G500(ポータブル電源)導入

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ついにリチウムイオンバッテリーのポータブル電源(suaoki G500 500Wh)を導入。

屋外での電気利用(特にAC100V)に昔から拘ってました。

古くはストラーダの時代(1991年)に当時珍しかった300WのAC100Vインバーターを使って屋外でMacを動かしたり、V73W(2005年頃)ではサブバッテリーと1000Wインバーターをビルトインして湯沸かしや炊飯したりとか。

大規模なモノはキャンピングトレーラーデルコボイジャー4個+1500Wインバーターで4kWhの容量を確保し、230Wのソーラーパネルから充電するミニオフグリッドもどきを構築したりとか。

それなりに便利に使ってきたものの、追求していくと鉛電池系では無理があることを肌で感じる。


寿命が短い   :300回ぐらいの充放電で潰れる。
実行容量が小さい:負荷大きいと取り出せる電力容量が大幅に少なくなる。
残量判断が勘  :電圧が目安なものの使用電流で残量が可変するので結局は勘の世界。
自己放電する  :使わない時も補充電が必要。結果的に劣化が早い。
重い      :ボイジャーは105Ahで25kg。
コスパ悪い   :使用頻度が低くてもバッテリーは定期的に潰れるので割高。

容量的な実力値はわりと見掛け倒し。

ボイジャーのM27MFは、12V-105Ah。
12V*105Ah=1260Whと考えそうだけど、これは低負荷&微弱電流の場合。
25A負荷では160分の仕様。300W負荷で800Whの容量となる。
しかもこれはカタログ値で現実に使えるのは70%ぐらい。
インバーターの低電圧判断によってはもっと少ない場合も。

70%で考えると、実力値は800×0.7=560Whの電池容量。
インバーターでAC100Vに変換して使う場合、SXCD-300の変換効率で85%。
560×0.85=476Wh。

つまり、AC100V利用では大容量ポータブル電源と同じぐらいの容量しか使えない。
メリットは12V出力として一時的に大電流流せること。
大型インバーターと組み合わせると電子レンジも駆動できる(残量は一気に減るけど)。

複数個並列で容量稼いで1個あたりの負荷を減らす、ってのは定番だけど、そう都合よくはいかない。内部抵抗が違うので均等負荷にならないし、バッテリー同士で補充電しあうので放置時の自己放電が多くなり昼にソーラーからの補充電が増えて劣化が早い。

トレーラーで複数並列接続で大容量の電力を使う用途は仕方ないとして、パジェロの車中泊とかにボイジャーを持ち出して使うのは重くてしんどい。そもそも軽い用途で300W以上の負荷を使う機会もないし、、、
そう思ってる時に持ち出し用のボイジャーが寿命で潰れた。

ここ2年は草刈り機のバッテリーを屋外で充電するのも持ち出しボイジャー+300Wインバーターの構成で使ってたので、想定より劣化が早かったらしい。またボイジャーを買い直すことも考えたけど、もう25kgのボイジャーは嫌!

時期尚早だけど強引にリチウムイオンバッテリーのポータブル電源に移行を決意!


【 購入するポータブル電源の選定 】

リチウムイオンバッテリーのポータブル電源を意識し始めたのは2年前の2016年。
AnkerのPowerHouseが登場してから。

容量434Whで4.2kgの軽さと小さなボデイは今でもトップレベル。
12VとUSBの利用が中心なら十分通用する。
ネックはAC100Vが140W上限なこと。
AC100V系をマトモに使うには300Wクラスの出力は欲しい。

PowerHouseの登場から2年経つけど後継機は登場せず。
他メーカーからは色々出てるけど明確な本命機種はナシ。
一長一短があって混沌としてる。

バッテリー容量がPowerHouseより大きくて100V出力が300W以上で検討すると現時点で候補となる製品は2つ。主要スペックを調べると、

SmartTap PowerArQ suaoki G500
バッテリー容量:600Wh
AC100V:300W(瞬間500W)
波形&周波数:純正弦波 60Hz
DC12V:シガーソケット(10A)
USB:3個(2.1A、1.1A)
入力:25.2V(最大3.5A…75.6W)
サイズ:L300 x W192 x H241mm
重量:6kg
バッテリー容量:500Wh
AC100V:300W(瞬間600W)
波形&周波数:純正弦波 50 or 60Hz切替
DC12V:シガーソケット(10A)
USB:2個(QC3.0)、TypeC 1個
入力:14〜40V(最大150W)MPPT方式
サイズ:L275 x W185 x H210mm
重量:6.88kg

説明書に記載されてる製品仕様を見たいけど、どこ探してもない。
宣伝用の概略スペックなんか目安にしかならない、、、

概略スペックからざっくりと判断すると、
電池容量はSmartTap PowerArQが100Wh多くて有利。
USBはsuaoki G500の方が高性能。
入力はsuaoki G500がかなり高性能。
重量はSmartTap PowerArQがやや軽い。

電池容量大きいPowerArQが第一候補か。
メインで使うのはAC100Vなので変換効率の仕様を探しまくるが情報なし、、、
(ワザと公開してないだろ(--メ)。

画像を探したらPowerArQの箱の写真発見。
箱の背中側に色々記載されてる。
それによると、

12V DC-DC変換効率 85%
100V DC-AC変換効率 68%

え!? 68%

これはヤバイ。地雷の匂い。
普通の300W程度のDC-ACインバーターは85%ぐらいの効率。
(メルテックのSXCD-300は85%)
この仕様通りだと600Whの電池容量でもAC100V出力で使えるのは408Wh。

色々探すと実験してる人がいてAC出力で420Whぐらいが限界らしい。
気になるのはDC12V出力でも400Whぐらいとの結果。
こりゃダメだ。
変換損失が大きすぎて600Whの電池容量が宝の持ち腐れ。

suaoki G500に期待して変換効率を探すがこっちも何も情報がない(--メ。
肝心の情報を公開してないことにウンザリするが、情報かき集めた限りではG500の方が電気系の設計が新しく、MPPTを採用するとか先進的。ポータブル電源を購入しない選択肢はないので、少し安いしこっちに賭けるか。

調べてて追加でわかったことは、PowerArQの表示はボタン押すと5秒ぐらいだけ表示。常時表示できない。固定の取っ手なので上に物置けない。荷物としてややかさばる。G500は電池表示が5段階のみでパーセント表示なし。

ここから数日悩んだけど、suaoki G500で勝負することに決定。


【 suaoki G500購入 】


suaoki G500到着。
スクエアな外観がなかなかいい。荷物として収まりがいい。

そして謎だった製品仕様は説明書に細かく書かれていた。
DC-AC変換効率 最大効率(70%以上の負荷)91%。

91% \(^^)/

つーか、詳細仕様を公開しとけよ...

70%負荷、つまり210W以上使う状態では91%の効率。
500Whの91%効率だとAC100Vで455Wh使える計算になる。
なんと600WhのPowerArQより実力値では容量大きい。

説明書を読んでると電池保護の為に10%残してシャットダウンするらしい。
つまり、実際に使える電池容量は450Wh。
ということはAC100V取り出しの容量は410Whぐらいか?

まー、でもこれは仕様の数値。
実際に試した数値こそ実力値。
というわけでテスト。

G500をフル充電してAC100V出力で220W消費する機材を駆動。

AC出力の表示は若干変動するけど215〜230Wの間で概ね220W付近。

これで使えた時間を計測すると、119分でG500が自動OFFになった。
つまり、220W×(119/60)=436Wh。

100V出力の実力値で436Wh

素晴らしい。説明書の仕様より優秀。
結局のところAC100Vで使うならPowerArQより上。
(12VでもG500の方が上な気もなんとなくするが...)

その他、外観的な部分は、

取っ手は倒してる状態だと上面フラット。
キッチリとスクエアで荷物としての収まりは抜群。
上に色々モノを置けるのは意外と便利。
取っ手は起こすとブラブラのフリー状態。
手でぶら下げて歩くとグラグラ動く。
本体重いから渋いヒンジの方がいい気もする。


排熱口は本体左右のスリットがある部分。
負荷が高くなると内臓ファンが動く。
220W負荷の時はずっとファン動いてた。
音は聞こえるけど静かな方かな。
屋外だと気にならない程度だけど室内でファン回ると耳障りだった。
110W程度ならファン回らない。150W超えたぐらいから回るっぽい。
底はフラットで四隅に足があってゴムがついてる。


充電は付属のACアダプター使うと80W程度の入力で入る。
計算上は6時間ぐらいで充電できる。
(80%からは入力がリニアに下がるので満充電は8時間コースっぽい)


このACアダプターがちょっと難あり。
80%充電まではフル出力が続くからか充電中の発熱がすごい。
発火するほどではないものの低温やけどするレベル。
壊れはしないんだろうけど、長期利用では熱でACアダプターの寿命が縮みかねない。
ファンとかで冷却しながら使うことを推奨。


特筆すべきは、この入力ポート。
14〜40VのMPPT方式になってる。
適当にパワーのある電源で入力してやれば最適効率で充電される。
当然、出力がフラフラと変わるソーラーパネルでの充電には最適。
最大150Wなのでフルパワー付近なら3〜4時間ぐらいで充電できる計算になる。
(80%からは入力がリニアに下がるので実際は最速5時間)

suaokiから出てる折りたたみ式のソーラーパネルを試してみたいところ。
2枚同時に使うとフルパワーで充電できそう。

シガーソケットのケーブル付いてるけど車からだと入力は20Wぐらい。
これは電圧の問題で12V系の車のオルタネーター発電は13.8V。
14〜40V仕様だから電圧低すぎてダメ。
試しに出力大きい無線機用の12V電源を繋いで14V以上に調整したら100〜130Wの入力になった。
車で高速充電&満充電するには14V以上を保つDCコンバーターを間に挟む必要がある。

あと充電しながら使用する「パススルー」について正式な情報がないけど、ちゃんと使える。
使えるということは、パススルーの回路設計がされている。

Q&Aで「バッテリー劣化するから充電しながら使用しない方がいい」って抽象的な情報があるけど、バッテリー劣化のリスクは熱と満充電付近での充放電の繰り返し。

G500が満充電状態なのに充電器繋げっぱなしで出力も使う、ってのはNG。バッテリーが少し減る→充電される→満充電でOFF→バッテリーが少し減る→…をひたすら繰り返すので劣化が早まる。満充電になったら一旦入力系は外しとくのがベター。

バッテリー残量が減ってるG500をソーラー充電とかしてる状態で、過剰に発熱しない範囲で出力を使うのは問題なし。


パジェロでは冷蔵庫を使う予定なのでDC12V接続で試してみる。
この冷蔵庫、スイングモーター式で冷却能力高いのに低消費電力。
試した感じでは24時間ぐらい駆動できそう。

が、問題発覚。
冷蔵庫は一定温度を保つために冷却→設定温度より下がる→停止→設定温度より上がる→冷却、を繰り返す。周辺の気温が下がってくると停止の時間がだんだん長くなる。
と、G500が自動で切れた、、、

説明書を詳細に探ると、10分間出力が無い(とG500が判断)すると自動シャットダウンするらしい。
これはマズイ。冷蔵庫を駆動し続けれない。
この機能をOFFにできないかsuaokiに問い合わせメールを入れてみたが、返事来るかな?

とりあえず思いついたのは「何か出力を続けさせる」こと。
USB充電のライトをつなげておくとOKだった(充電電流900mAぐらい)。
常に充電ってわけにいかないのでミニ扇風機とかUSBに小さい負荷をかけれるものを併用するのが暫定対策か。

電流が500mA以下のUSB機器だと自動OFFになった。
「使ってる」の判断が2Wから上っぽい。
この辺の動きは難アリな感じ。
最近のモバイルバッテリーでも同じだけどAppleWatchが充電できないパターン。
(充電電流250mA程度なので、バッテリー使ってないと判断されて自動OFFになる)


※これは間違い。自動パワーオフするのはAC OUT、DC OUTが両方ともOFFの時のみ。実際にはサージで停止→DC OUTリセット→自動パワーオフだった。詳しくは下の追記参照。

あと表示液晶もやや難アリ。

正面や、やや下から見るには綺麗だけど、少し斜め上から見ると全セグメントが黒く見えて表示内容がわからない。

普通に使うと目線より下に置くので斜め上から表示確認できる様にして欲しかった。
まー、目線下げれば見えるから数秒で表示が消えるPowerArQよりはマシだけど。

ちょっと問題はあるけど、総合的にはsuaoki G500を選んで正解。
そもそも選択肢無さすぎてどーにもならない。
現時点ではベターな製品かな。

これから色々と酷使しつつ、使った実効値を追記していく予定です。


【追記】2018.7.6 充電テスト


出力の大きい電源ユニットで15Vの入力で充電テスト。

残量が0〜3メモリぐらいまでは130〜140Wぐらいで充電可能。
4メモリになると徐々に入力Wが絞られる。
最後の1メモリ部分になると80W程度まで落ちる。
そこからもジワジワとリニアに入力W数が低下。
10Wを下回ると充電OFFの動きだった。
(最後の1メモリの動きは80W以下なので付属のACアダプタの時と入力Wもかかる時間も同じ)

この方法での充電時間は5時間7分。
(自動シャットダウンするまで使い切った状態から満充電で自動ストップするまで)
たぶんこれが最速充電状態じゃないかな。
ソーラー2枚繋いで理想的な入力を保つと空から5時間で満充電になるはず。

付属のACアダプターだと完全な満充電は7〜8時間コースかな。
時間計測してないけどそんな感じだった。

充電方法に自由度があって最大150W&最短5時間で充電できるのはアドバンテージだと思う。


【追記】2018.7.7 自動電源オフについてテスト

説明書では、
「ACとDC電源出力がオフの状態で製品をオンにすると10分間使用しないと電源は自動的にオフします」
と記載されている。

冷蔵庫駆動で勝手にオフになるのは、この10分制限にひっかかったと思っていた。
が、記載では「ACとDC電源出力がオフの状態で」となってる。

G500に何も接続せず無負荷で再テストしてみると、

電源オン、ACやDCのOUTはオフの状態だと10分で自動オフになった。
電源オン、DC OUTをオン(LED点灯状態)だと30分放置してもオンのままだった。

つまり、シガーソケットから冷蔵庫を動かしてる状態だとDC OUTはオンなので自動で切れないはず。なのに切れた。再度オンにしても見てない時にまた切れてた。

この時のバッテリー残量は半分ぐらい。
冷蔵庫は動いてる時の消費電力は30Wぐらい。
停止で0W、動作で30Wを断続的に繰り返して、長い時は数分止まる動き。
これを10時間ぐらい継続して夜になってから切れ、再度動かしたけど寝てる間にまた切れてた。

何が原因なのか不明。
再テストしてみる予定。


【追記】2018.7.8 電源オフ現象再現

知らないうちに出力OFF(LED、液晶表示共に消えて完全なOFF)になる現象を徹底的に調査。

G500の前面を外部電源供給したiPhoneで長時間録画し、発生後に液晶表示やLED点灯の状態を確認する体制で挑む。

10時間(一晩)のテストで1回発生。
DC OUTのみON。
12Vシガーソケットに接続。
負荷はG500の表示で30〜40Wが数分間隔で断続的に発生する状態。

この状態で10時間後に元電源が切れていた。
映像を確認したところ、発生は9時間後ぐらい。

G500の表示0W(負荷がかかってない)。
 ↓
負荷がかり40Wの表示
 ↓
数分後に40WからE21表示となりシガーソケット出力停止。
(この段階ではDC OUTのLEDは点灯)
 ↓
5分後、E21表示が消えて0W表示になり、DC OUTのLEDは消灯。
 ↓
さらに10分後、元電源OFF、液晶、全てのLEDが消灯。
(G500の電源が完全にOFF)

という動きだった。

エラー判定になっても結果的に自動電源OFF、、、
見てないと何が起きたかわからん!
それってどうよ。
エラー表示のまま止まっとくべきだろ。
原因判断できないじゃん。

再度G500の電源を入れるとバッテリー残は1メモリだけど問題なく稼働。
E21は説明書によると過電流保護。
40W(3.4A程度)の使用なので過電流保護の判定が誤動作してるっぽい。
(シガーソケットはMAX10Aの仕様)

当然だけど常には発生しない、その後80Wぐらいの負荷を繋いでもE21は出ない。
現状では発生頻度は10時間(一晩)という動かし方で1回発生する程度。
引き金になっているのが長時間なのか何なのかは不明。
(頻度低くても、ポータブル冷蔵庫だと止まると中身痛むので致命的)

仕様範囲内での負荷で脈絡なく電源切れるなら不良品の可能性大。
また外れ引いたか、、、
別の負荷でテストしてみて同様に一晩の稼働で発生するようであれば交換を依頼するかなぁ。


【追記】2018.7.9 E21問題

色々試したところ結論的には、
DC12V出力のサージ耐性がない!
という結論っぽい。
動きから考えて不良品ではなく仕様と思われる。
一定負荷がかかり続けるモノは一旦動くと(←これ重要)バッテリーが空になるまで動く。
サージに対してのみ敏感な動き。
E21になるのはサージが発生すると思われるタイミングのみなので、敏感に正しくサージ検知してると思われる。

G500のシガーソケットは13V-10Aの仕様で定格としては車のシガーソケット相当だけどサージ耐性が無いことが決定的に違う。

車のシガーソケットはヒューズとリレーを介してバッテリーに直結されてるので瞬間的なサージには強い。ヒューズはサージでは切れず、バッテリー側も問題ない。駆動負荷が低ければ結果的に機材は動く。

なのでノイズ的なサージが発生しても問題なく動く。シガーソケットから電源取るモノはその前提で作られてるのでサージ対策なんか入っていない。

で、上で「一旦動くと」と書いた部分、負荷の無い状態でも機材のスイッチONにした瞬間にE21が出る時が多々ある。リセットしてスイッチ入れ直すとOKとか(消費は数Wぐらい)。この場合、安定負荷として動き始めると問題ない。スイッチ操作の時しかサージがでないから。

つまり実際の負荷に関係なく「ノイズ的なサージ」が一瞬でも13-10Aの枠を超えるとE21でシガーソケット出力が止まる動きになる。手動での電源ON時やOFF時なら工夫すれば逃げれるけど、自動ON、OFFする負荷ではいつ発生するか不明、という厄介な動きになる。

大問題となるのは稼働中に負荷が自動でON,OFFする機材。
消費電力小さくてもモーター系の回路が入ってるモノや変換系の電源回路が入ってるモノ。

今回の冷蔵庫がこのパターンで、検証映像から判断すると負荷が自動OFFになった時のサージでE21になってるっぽい。基本的にサージも定格内に収まっているので動くけど、サージ制御をしてるわけじゃないので10時間とかの時間で見ると稀に定格枠を超えるサージが出るっぽい。いつE21が発生するかは推測不能(発生しないかもしれないし、ONの時にも発生する可能性もある)。

対策は、、、
とりあえずサージ対応のシガーソケット分岐でも間に入れてみるかな、という感じ。
(分岐は欲しかったから手配中、サージカットはアテにならない気もするが、、、)
ダメだったら大人しく100V出力にACアダプター繋いで運用。
10Wぐらい余計に電力食うけど仕方ない。
AC100V側は600WサージまでOKなのでよほどの大容量機材を使わない限り安定。

※やはりサージ対応シガーソケット分岐ではダメだった。結論的には目の前で使うモノはシガーソケット側でもOK(人間がすぐ対応できるから)。動かし続けて人間が離れるモノはAC100V利用を推奨。

仕組み的に12Vのバッテリー直結の車に対して、G500の基準電圧は11.1V(3.7Vセルを3つ直列?)。11.1VからDC-DCコンバーターで13V-10Aを作り出しているはず。サージ来ても回路壊さずに出力も止めるな、ってのは難しいのはわかる。

でも、単純に出力カットして終了にせず、数秒毎に数回リトライしてくれれば稀に発生するサージならリトライで復帰して継続動作できるのに、、、

不都合ではあるものの、総合的にはG500の性能は申し分ないので工夫して使うしかないかな。


【追記】2018.7.9 草刈機バッテリーの充電


目的の1つだったマキタの草刈機用36Vバッテリーの充電。
充電器2個で問題なく充電可能。
消費電力は2つ平行のフルパワー充電状態で200W付近。

36V-2.2Ahのバッテリーなので5個分は充電可能。
実力はボイジャー使ってた時と同等。
重量1/4はありがたい限り(^^)

ちなみにマキタの18Vバッテリーの充電器はビミョーな動き、というのをどこかで見た。
なんでも動くとは限らない。
常に300W以下のモノや瞬間的なサージで600W以下なら動くけど、しばらく310Wとかの状態が発生するとアウト。本当に動くかどうかは現物で試すしかない。

DC12V側で動かないからACアダプター経由で、ってのは問題ない。
定格100W程度のまでのモノがサージでダメって状況なので、サージ耐性600W(2秒までOK)の世界では動く。

でも、もともとAC機材の場合、今度はサージが600Wを超えないかがカギになる。
一瞬でも600W超えサージが出ると動かない。
まー、仕様通り。

AC出力が1500W(サージ3000W)ぐらいになれば気にしなくてよくなるんだけど、、、(^^;


【追記】2018.7.11 AC100Vの定格出力Wを少し超える時の動き


トラベルクッカーでお湯を沸かしてみました。
G500の表示は311〜320W付近。

仕様では、定格300Wに対して、
 116%(348W) 〜 150%(450W)の範囲で2分
 150%(450W) 〜 200%(600W)の範囲で10秒
は動くことになってます。
(この制限時間以上続く場合は過負荷のエラーで出力が止まる)

では、300W〜348Wの範囲はどうなるのか?
トラベルクッカーで試したとこでは、10分程度で止まる場合もあれば15分ぐらい止まらない時もある。
という動き。

本来の定格である300W以内で使うのが基本だけど、再度AC OUTをONにすればまた10分ぐらい使えるのでビミョーに定格超えてるけどなんとか使いたい、ってのは可能。

途中で一時的にでも電源切れたら困る用途は300W以内で使うのが無難です。


【追記】2018.7.12 暑い屋外での実戦投入



「見せてもらおうかG500の性能とやらを!」

というわけで草刈り環境への実戦投入。
基本は軽く30℃超え。
夕方だけど西日が暑い!

草刈りバッテリーの充電器は2台。
G500はACコンセントが2個あるのでACタップも不要で2台を直接続。

草刈りバッテリーは5個あるので、
草刈り→使ったバッテリーを充電器へ→充電済みを使って草刈り、の繰り返し。
ほぼ2台の充電器が動き続ける状態。
使う方が早いので充電の待ち行列ができて草刈り場所の移動中も充電し続ける。

G500の表示Wは200W付近。
冷却ファンは回ってるけど過剰な加熱はなし。
夕方から薄暗くなるまで作業して草刈りバッテリーを4本ちょっと充電。
G500の残は1メモリ。
なんら問題ない。実容量はボイジャー相当。

丸一日作業(午前に草刈り→昼飯休憩→午後に残りを草刈り)の場合、昼飯休憩時に草刈りバッテリーの充電を家の100Vに切り替えて、G500も充電(別電源使って130W充電)すれば、午後の利用もOKと思われる(ボイジャーの時と同じで人間の方が先にくたばる)。

それよりもG500の特徴を生かして草刈り現場でソーラーパネル接続しとくのが利口かもしれない。晴れてれば70Wぐらいの入力になるので十分な補充電になる。

ちと高いが欲しいなぁ、、、






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