アルトピアーノのサブバッテリーを『Li Time製リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V100Ah』に、併せて走行充電器をリチウムイオン対応昇圧機能付き充電器『New Era SBC-004』に換装しました。
我が家のアルトピアーノは2017年式なので、一度も換装していないサブバッテリーも昨年9月で6年目を迎えました。最近では明らかに容量不足を感じますし、おそらく一度か二度、フル放電してしまっているのではないか（中古車購入なので不明）…と思われるフシがあって、そろそろ交換かなあと思っていました。
とはいえ、電気の知識に乏しい自分としては簡単には『サブバッテリー換装』に踏み切れず、何をどうやったらいいのか、換装には何と何を用意すればいいのか…等々、事前に学ぶべきことが色々あり「始動」までに数か月を要してしまいました。
そもそも、バッテリーの端子を触ったら感電すると思っている人なので「怖い」という意識があります。子供の頃にテレビを分解していて感電した経験があるので電気には基本「恐れ」がついて回ります。
そんな自分が自力でサブバッテリー交換できるのか？と考えた時に、専門家（業者）に任せようとも思ったのですが、今年はやりたいこと（アルトピアーノに手をかける）が多く、その分コストもかかるので、できることはDIYで済ませなければ…と自ら交換を行うことにした次第です。
『Li Time 12V 100Ah LiFePO4バッテリー』
最初は単に同等製品への換装しか考えていなかったのですが、どうせ換装するならリチウムイオン系のバッテリー（リン酸鉄ではなく三元素をイメージしていた）がいいんじゃないかと考えるようになりました。
理由は、ディープサイクル電池の知識がないので、使うにも管理するにも分かりにくくブラックボックス的な感じが嫌だったんです。この1～2年、ポータブル電源についてはメーカーに教えを乞うなどで自分なりに知識が増えたので、ポータブル電源と同じリチウムイオン系が分かりやすいんじゃないか…と思った次第です。
『12V 100Ah LiFePO4バッテリー』提供の申し出を頂く
「LI Time（旧Ampere Time）」から、『12V 100Ah LiFePO4バッテリー』提供のお申し出をいただいたんです。その時にはじめて換装候補としてリン酸鉄リチウムを意識しました。
『LI Time 12V 100Ah LiFePO4バッテリー』は、100Ah（1280Wh）容量のリン酸鉄リチウムイオン電池採用のバッテリーで、BMS付きです。1280Whと言えば、車内にもう1つポータブル電源（EFDELTAは1260Wh）を持っているようなものなので、車内での電力確保が容易になります。
【12V 100Ah LiFePO4バッテリーの特徴】
Li Time製リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、過充電保護・過電流保護・過放電保護・短絡保護・高温カットオフの5つのBMSプロテクションをもった12V専用100Ah（1280Wh）のバッテリーです。電池にはリン酸鉄リチウムイオンを採用しており、高エネルギー密度の「グレードAセル」を採用、高い安定性・安全性を持っています。充電サイクルは放電深度100％で4000回＋、80％で6000回＋、60％では15000回＋に達します。黒/橙の精悍なデザインでIP65相当の防塵・防水性能を有します。
※『充電深度』についての詳細はこちらをご参照ください。
しかも「わからないことがあれば何なりと質問してください。サポートチームが適切に回答します」という言葉も添えられていたので有難くお受けしたいところでしたが、年末まで保留させて頂きました。
というのも、折悪しく住まいのマンションが大規模修繕の真っ最中で、普段、専用庭を出たすぐ脇の専用駐車場に止めてあるアルトピアーノが、敷地内の立駐に移動させられていたため確認ができなかったためでした（こればトヨタモビリティに電池サイズを聞いた理由でもありました）。
大規模修繕が11月末に終了し、アルトピアーノが自宅駐車場に戻ってからサイズを確認しました。
現状サイズ：30.5×17.0x20.0cm
提供サイズ：33.0×17.3×21.5cm
現状のものより縦横高さとも少しずつ大きいのですが、縦横サイズはストッパーの位置をずらすことで、高さはアルミフレームより小さいので何とか収まりそうなので改めてお申し出を受けさせて頂きました。
おそらく縦横は詰めれば何とかなると思いますが、心配なのは高さです。アルトピアーノのアルミフレーム下に収まればよいのですが（収まらないと何らかの対応策を講じる必要があります）。
また、色々な質問にもお答えいただいたことで「換装」が具体的に見えてきました。
- 現状の配線を単純に新しい電池に繋ぎ変えればよいですか？
➡回答：単純に繋ぎ換えでOK。ただし充電器はリチウムイオン電池用に要換装 - 充電器はお勧めはありますか？
➡回答：「Renogy DC-DC 12V 20A 走行充電器」でOK。現状の接続をそのまま置き換えればOK
接続を別途やり直さなければならないのであれば、素人の自分には無理ですが配線を繋ぎ変えるだけなら自分でもできそうです。感電怖いですけど^^;
「LI Time LiFePO4バッテリー」のスペック
こちらが提供頂いた『LI Time 12V 100Ah LiFePO4バッテリー』です。黒/橙のデザインが精悍で格好いいです。取説に記載のスペックは以下の通りです。
| セル | 角型LiFePO4 |
| 公称容量 | 100Ah |
| 使用可能容量 | 100Ah |
| 公称電圧 | 12.8V |
| エネルギー | 1,280Wh |
| 充電方式 | CC/CV |
| 充電電圧 | 14.4V±0.2V |
| 推奨充電電流 | 20A（0.2C） |
| BMSボード | 100A |
| 最大継続充放電流 | 100A |
| 最大放電電流（5秒間） | 280A |
| 最大継続負荷パワー | 1,280W |
| サイクルライフ | 4000回以下 |
| 内部インピーダンス | 40mΩ以上 |
| 保護規格 | IP65 |
容量1,280Whは、手持ちのポータブル電源EFDELTA（1,260Wh）とほぼ同等です。充電サイクルは4000回以上と非常に長寿命です（充電サイクルの詳細は以下の記事を参照）。
走行充電器をどうする？～「Renogy」or「New Era」
現状のサブバッテリーシステムに組み込まれている走行充電器は『New-Era SBC-001B』ですが、これはリチウムイオン電池に対応していない（昇圧しない）ので、走行充電器も換装する必要があります。
Li Timeから推奨された走行充電器は『Renogy DC-DC 12V 20A』でしたが、Amazonの評価を見て「これで大丈夫なのかなあ」という思いが払しょくできなくなり、いまだに購入していません。
現状と同じ「New Era」の製品がいいのか…と考えましたが、コスト的に購入しやすい「SBC-004」はどうか…と考え、メーカー（New Era）に使用する電池を明示してメールで問合せてみました。
すると丁寧に電話で折り返ししてくださって、「その製品でテストをしていないので確定的なことは言えないが使えないことはないと思う。ただし満充電はできず70～80％程度の充電になると思う」との回答を頂きました。
「（実際にテストを行っていないバッテリーへの適応をメーカーとして「大丈夫だ」とは断言できないが）使えないことはない」という言葉に少し安心しました。もし、リン酸鉄リチウム電池に使った場合に致命的、破滅的な問題や影響があるならそう言ってくれるはずなので、リン酸鉄リチウム電池への使用を前提として話をしてくれたのは少なくとも「危険性はない」ということ…と理解しました。
『SBC-0014』がリン酸鉄や三元素のリチウムイオン電池に使えるのか…について悩んでいる方も少なくないと思います。メーカーとしての正式な見解ではないですし保証もされない前提だとしても使える目途がついたことは大きいと思います。ただしフル充電はできないという点や、何かあっても自己責任という点は忘れないようにしなくてはなりません。
が、1280Whの70％は896Whです。一方、『LI Time 12V 100Ah LiFePO4バッテリー』の取説によれば、12.9V表示時残量20％、12.8V表示時の残量10％、「推奨定電圧切断電圧」が10.8V（残量1％）とのことなので、70％→10％の範囲で使うことを想定すると60％（768Wh）、70％→1％だと約70％（896Wh）の容量を使うカタチになります（100V出力時の変換ロスは見込んでいないので実際にはもっと少ないことになります）。
せっかくEFDELTA同等の1280Wh容量を持っているのに、RIVER Proなみの768～896Wh程度しか使えないのは勿体ない気がします。
それなら充電器を『SBC-006』か？ということで、これも「New Era」に問い合わせたところ、年末の忙しい最中にも関わらず再度電話を折り返して頂き「SBC-006がよいでしょう」との言葉を貰いましたが、「正直006は予算が…^^;」と泣き言（？）を言うと「それだと選択肢は004になりますかねえ」とのこと（ここでもリン酸鉄リチウムへの使用が排除されていない）。 やりたいことが目白押しの状況で『SBC-006』のAmazon6万円超の出費は痛いですから。
フル充電できないことは電池寿命の観点ではプラス要素？
また別の見方をすると、これまでポータブル電源で得た知識の中には、リチウムイオン電池はフル充電/放電を嫌うという性格であることが含まれています。とすれば、SBC-004でフル充電できないのであれば、使える容量は目減りしてしまうけれど、バッテリー のダメージの面からはプラス要素であり、寿命的に長持ちする…ということでもあります（New Eraの方に確認済み）。
サイズ的にもSBC-004がベストチョイスか
サイズ的なことも考えなければなりません。
画像はアルトピアーノのサブバッテリーのスペースですが、走行充電器を取り付ける場所は決して余裕があるわけではないので、「006」や「Renogy」はとても収まりきるものではありません。
SBC-001B：12.0×14.5×5.5cm
SBC-004 ：12.0×19.3×5.5cm
001Bと004は、横幅と高さは同等で、奥行きだけ4.8cm大きいことになります。この4.8cmをスペース内で吸収できるか微妙ですが、001Bと同じように横置きでは絶対に無理なので、手前のカバー板に縦向きに取り付けたらいけるか？などと考えています。
New Era SBC-004を購入
最終的に、走行充電器は「New Era SBC-004」に決定し、Amazonにて購入しました。
決定した理由は、「Li Time」のリン酸鉄リチウムバッテリーの充電電圧が「14.4V±0.2V」であるのに対して、SBC-004の昇圧時の充電電圧は14.3Vで、±0.2Vの範囲内になることです。
また、Amazonでの評価の良さ（比較機の評価が悪すぎた）もさることながら、わざわざ2回も電話を頂いたことに非常に安心感を持った点が大きかったです。自分のように電気関係に詳しくない人間にとって、何かあれば相談できると思えるのは商品を購入する際に背中を押す大きな力となったことは言うまでもありません。
サブバッテリー＆走行充電器交換実施 1/7追記
1月7日、交換作業を行いました。初めてなのでもう少し時間がかかるかと思いましたが、新たな配線をする必要がなくSBC-001B→SCB–004の同じ端子に繋ぎ変えるだけだったため、2時間かからず交換作業を終えることができました。
古いバッテリーの取り外し
まずはこれまでの古いバッテリーの配線を外し撤去しました。
電気に疎い自分的にはバッテリーの端子を触るなんてかなり怖い作業だったので、最初は絶縁手袋をして作業をはじめました。先に黒いマイナス端子を外し先端にテープを巻いて絶縁、次に赤のプラス端子を外し同様に絶縁しました。
途中から作業がしにくいので手袋を外して、端子や配線を直に触っていましたが、特に電気を感じることはありませんでした。多くのネット上の「別に何も起きない」というアドバイスは本当でした（笑）。
バッテリーを撤去するとバッテリーを止めていたストッパーが計5カ所にありました。新しいリン酸鉄リチウムバッテリーを仮置きしてみると、右端のストッパーを外すと旧バッテリーを外したスペースになんとか収まりそうです。
なんと、他の機器の取り付け位置をまったくズラすことなくシンデレラフィット！すっぽり収まりました。作業が予想外に早く終わったのはこのピッタリサイズ感によるところが大きいです。
旧バッテリーをとめていたベルトをかける場所がなくなってしまったので何か他の方法を考えますが、あまりにぴったりでガタがないのでとりあえず今日はこのままにします。
取り外した古いバッテリーの処分については、カー用品専門店に持ち込むと無料で引き取ってくれる…という情報があります。真偽のほどはまだ確認していないので迷惑をかけてはいけないため店舗名はまだ伏せておきます。自ら確認した上で、実際に処分して貰えたら公表したいと思います。
追記【確認済み】この情報についてオートバックス店頭にて確認したところ、引き取ってくれるとの言質を得ましたので改めてご報告しておきます。
走行充電器をSBC-004に交換
次に、仮置きしたバッテリーをどけて走行充電器の交換作業を行いました。
まずはSBC-001Bから配線をすべて外し、SBC-004の同じ端子に配線を接続しました。
こちらも「SBC－001B」があった場所にピッタリサイズで収まったため、配線の取り回しを少し変更する程度で他の機器の移動は不要でした。
とはいえ、実は単純にサイズだけなら「SBC-004」の接続端子とバッテリーのストッパーが干渉していたんですが、画像のように「高低差」で入れ子になって奇跡的に収まっているんです。
その代わり、背面側にはまったくスペースがないので、スイッチのON/OFFなど背面側を操作する必要がある場合には、ネジを6本外す必要があります。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを設置
最終工程で、バッテリーへの配線を元に戻してバッテリー＆走行充電器交換完了です。
端子にカバーをかけて固定して作業終了としました。
配線接続直後の電圧は「13.3V」。
| 容 量 | 電 圧 |
| 100％ | 13.5V |
| 99％ | 13.4V |
| 90％ | 13.3V |
| 70％ | 13.2V |
| 40％ | 13.1V |
| 30％ | 13.0V |
| 20％ | 12.9V |
| 10％ | 12.8V |
| 1％ | 10.8V（※） |
| 0％ | 9.5V |
取扱説明書によれば、13.3V時は90％容量とのことなので心配したフル充電できないのではないか…という心配は杞憂だった可能性があります（実際にバッテリーの電力を消費して走行充電してみないと分かりませんが）。
ラゲッジの車内照明や換気扇が動作しますので、とりあえず正常に交換作業が完了したと見なすことにします。
実際に走行してみた後の電圧表示は？
約10kmほど走行してみたところでは、100％の13.5Vには至りませんでしたが13.4Vを表示していました。
13.4Vは取説によれば99％の容量が充電されていることになります。
逆に13.4Vでよかった…と思います。リチウムイオン電池はフル充電が苦手で劣化するので99％までしか充電されないならそれでよいと思いますし、99％あれば容量的にも充分と言えます。
13.0V(30%）を下限目途に使用した場合、1280Wh×69％＝883.2Whを使用できることになり、かなりの容量を常に車内に持っていられることになります。
ちなみに、我が家のアルトピアーノはオプションの1500Wインバーターを装備しているので、AC100V出力にて消費電力1500Wまでの家電（電子レンジや電気ケトル、コーヒーメーカー、ホットプレートなど）を使用することが可能です。
これまでは電子レンジなど大電力消費の使い方をすると、すぐに電圧が下がってしまい実用性に欠けていたのですが、リチウムイオン化によって実質電力は倍増したと言えます。
※LiTimeから当ブログ読者限定のクーポンを提供頂いています。下記に記載のクーポンコードを会計時に記載すればさらに4％ぶんの割引が適用されます（公式サイト全製品に適用可）。
【12V100Ah】
12V100Ahのリン酸鉄リチウムイオンバッテリー。公称電圧12.8Vなので容量は1280Whとなります。筆者のアルトピアーノのサブバッテリー交換したのはこの製品です。
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サブバッテリー＆走行充電器交換まとめ
今回は、劣化し容量不足が目立つようになっていたサブバッテリーの交換を行いました。
【リン酸鉄リチウム化のメリット】
- ディープサイクルに比べて実際に取り出せる電力量が倍増
- 同容量のポータブル電源より安価
- 充電サイクル4000回＋αの長寿命
- 安定性が高く爆発・発火の危険性が低い
- 軽量化
（1）ディープサイクルに比べて実際に取り出せる電力量が倍増
リチウムイオンバッテリーはディープサイクルバッテリーに比べ、おなじ100Ahでも実際に取り出せる電力量は2倍以上となります。
実際に取り出せた電力量は2.3倍もの違いがあったという実験もあるので、ディープサイクル→リチウムイオン化によって保有する電力量が2倍以上になったと考えられます。
（2）同容量のポータブル電源より安価
サブバッテリーを設置せずポータブル電源で代替しようと考えていた時期もあったのですが、1200～1300Whクラスのポータブル電源は15～20万円と高価でコスパ的にはあまり良好とは言えません。
それならサブバッテリーのリチウムイオン化を検討しても良いのではないか…と思いました。「Li Time 12V 100Ah リン酸鉄リチウムバッテリー」であればAmazonで5～6万円で購入可能ですのでコスト削減に大きなメリットとなります（ちなみにLiTime公式サイトでお得な価格を提示しています）。
コスト削減という点ではDIYで交換できたことも大きかったと思います。思ったより簡単で、自分ができたのでほとんど誰でもできると思います。DIYするに至る過程で、親切にド素人の質問に回答してくれたLi Timeの営業担当のスタッフの存在も大きかったと思います。
（3）充電サイクル4000回＋αの長寿命
Li Timeからご提供いただいた「12V 100Ah リン酸鉄リチウムバッテリー」（1280Wh）に換装することで、車内にEFDELTAをもう1台常備しているのと同等になりますが、バッテリーとしての寿命は4000サイクル超と三元素リチウムのバッテリーとは比較になりません。
また、放電深度を抑えることでさらに寿命を延ばすことができるようですので、下手したらアルトピアーノそのものより長寿命かもしれません。おそらく、アルトピアーノを買い替える、または廃車にするまでサブバッテリーは交換しないのではないかと思います。
（4）安定性が高く爆発・発火の危険性が低い
リン酸鉄リチウムは、エネルギー密度が低く、安定していて事故（発火や爆発）が起こりにくいのが特徴で、このことが最も重要なリン酸鉄リチウム化の最も重要なポイントかもしれません。
別記事でも
- 400℃の高温下でも酸素を放出せず安全性が高い
- 材料コストが半分以下
- 結晶構造が強固で長寿命
といったリン酸鉄リチウムイオン電池の特性をご紹介したことがありますが、まさに車内に置いても危険性が少ない…というのは大きな安心感となると思います。
（5）軽量化
これは換装してみて実感したことですが、重量がケタ違いに軽いので走行フィールまで違ったことです。左後ろに重量物がなくなったことで走行フィールが軽快になった印象です（あくまで筆者の感覚ですが）。
カタログデータを拾ってみると、取り外したディープサイクルバッテリーが30.5kgであるのに対して、新たに取り付けたリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの重量は11.5kgとなっており、19kgもの差がありました。
走行充電器も色々と心配して調べましたが、見切り発車的にチョイスしたNew Era「SBC-004」でまったく問題なく充電できることが確認できました。こちらも2万円もしない価格でコスパのよい製品です。New Eraの方も非常にフレンドリーで親切な対応をして頂けました。
0から自作でサブバッテリーシステムを組むのは私は知識がないのでわかりませんが、現在あるサブバッテリーシステムのバッテリーと充電器の入替えであれば比較的換装しやすいのではないかと思いました。
それでは今日はこの辺で。
実際に換装した感想。
正直、最初は電気が怖いのであまり気乗りはしなかったのですが、換装を終えて思うのは「換えてよかった」です。
実際に使える電力が増えたことや長寿命もその理由ですが、何より充電量が絶妙です。LiTimeの「12V100Ahリン酸鉄リチウムバッテリー」の充電電圧は14.4Vですが、充電器SBC-004の電圧は14.3Vでは理論上満充電にはなりません。でもリチウムイオンバッテリーはフル充電を嫌いますし劣化を早めることを勘案すれば、充電量99％で止まってくれるのは逆に充電量と劣化の絶妙なところでのバランスと言えるんじゃないでしょうか。ここでも「シンデレラフィット」です^^
寿命は約3年と言われるディープサイクルバッテリーの交換を検討している場合には、ぜひ「LiTime12V100Ahリン酸鉄リチウムイオンバッテリー」と「NewEra SBC-004」の組み合わせを候補に加えてみてはいかがでしょう。アルトピアーノならサイズもドンピシャですよ。
