スーパーキャパシタ + リチウム電池で車の強制始動装置、つまりジャンプスターターを作る。リチウム電池は蓄電用、スーパーキャパシタで大電流放電を実現。セルは 21700 4000mAh を 2 並列 4 直列、スーパーキャパシタは 2.7V 360F、2 個合わせれば瞬間電流は 100A 超、CCA は 500+ を超える見込みで、排気量 2.4L の車の始動は問題ないはず。次は総組み立てテスト

スーパーキャパシタ + リチウム電池のジャンプスターター(第 1 話):元の機体を分解してレイアウトを組み直し、内部抵抗の高いメインスイッチを外してリチウム電池 – キャパシタ間のスイッチに変更、25 sq の線に銅圧着端子を付け直し、キャパシタの内部抵抗を測ると 2.7 / 2.1。21700 4000mAh 10 本で 2P4S を組み AWithZ でスポット溶接、オーブンシートで断熱し熱暴走時の短絡を防止。緩衝スポンジ。リチウム電池を直接短絡させて 0V のキャパシタに充電すると電流 40A 余り(コメントでは 85A)でクリップが真っ赤に。結論として抵抗を入れたプリチャージが必須

車の強制始動装置作りの第一歩は分解してレイアウトを組み直すこと:底が広く上が狭いので電池は縦置きしかできない。キャパシタの向きを変えて線を直接出せるようにし、線長を縮めて出力電流を増やす。元の基板は配線が乱雑で品質も並なので全部撤去。元のメインスイッチは内部抵抗が非常に大きいので外し、リチウム電池とキャパシタの間のスイッチに変更。ひねればキャパシタに充電され、キャパシタが小さいので電流制限はしない(キャパシタが大きければリチウム電池は不要)。元の線は材料はしっかりしているが、つないだ後に固定しておらず接触不良になりやすい。ケースのケーブルはきれいで長さも十分。正負極を逆にしてキャパシタの極性に合わせる。線径は約 5mm、25 sq。線を整え直して余長を確保。正極は圧着し、負極は短いので圧着端子を 1 個追加。元の BMS を外し、スーパーキャパシタの内部抵抗を測定:1 個は 2.7、もう 1 個は 2.1 で、バランスがやや悪い。圧着端子の圧着:素線は 1 本も出さない、まず片側を圧着してからもう片側、片側からもう片側へ力をかけて斜めに、渾身の力で元より強く圧着する。こんなに太い熱収縮チューブはないので黒テープを巻き、キャパシタに接触する位置だけ残す。負極をつないで仮置きすると空間も余長も十分。リチウム電池はこの置き方しかなく、スイッチを元に戻してレイアウト解決。セルは 10 本あり、12 本なら 3 並列 4 直列にできるが 10 本では 2 並列 4 直列のみ。スポット溶接機で一瞬で 2 並列を溶接し、縦 3 本横 1 本で直列につなぐ。間にはオーブンシート(絶縁紙を持ってこなかった)を挟む。耐熱性があるので熱暴走時に直接短絡せず、熱収縮フィルムは熱で剥がれて両面が短絡する。「AWithZ 公式からもらったセルを無駄にしている」と溶接の腕を自嘲。溶接後の電圧は問題なし、検出線を接続(賢いやり方は直接引き出すこと)。溶接面にテープを貼って突き刺し防止、その上に絶縁紙。BMS を接続(異形で接続は雑)、細い線 2 本は BMS 経由で充放電、特に太い線 2 本はキャパシタへ瞬間的に短絡充電。ケース内に緩衝スポンジを追加するとキャパシタの収まりが安定し、落としてもそれほど危なくない。ふたはぴったり閉まり、わずかにガタつくのは後で補う。充電回路のテスト:リチウム電池を直接短絡して 0V のスーパーキャパシタに充電するとクリップが真っ赤になり電流は 40A 余り。危険すぎて爆発しやすいので、セラミック抵抗を入れたプリチャージが必須。満充電後に短絡スイッチを並列にしてから始動する。コメント:3S5P 18650 + 6 直列 500F を作った人は 2.0T の始動がややきつい(投稿者:電圧が低い、4 直列 16.8V にしないと満充電にならない)。銅圧着端子が雑。キャパシタの内部抵抗が大きすぎる。同郷の人からキャパシタが小さすぎて冬はだめとの指摘(投稿者:大きなキャパシタを買う気になれなかった、最適解ではない)。

成果

手順11 ステップ · 画像をクリックで元動画へ

1. 
   1. 分解してレイアウトを組み直し、線長を縮める

   底が広く上が狭いので電池は縦置きのみ。キャパシタの向きを変えて線を直接出し、線長を減らして出力電流を増やす。元の基板は配線が乱雑で品質も並なので全部撤去。

   00:00 – 00:24
2. 
   2. 内部抵抗の高いメインスイッチを外し、リチウム電池 – キャパシタ間のスイッチに変更(電流制限なし)

   元のメインスイッチは入れると強制始動するが内部抵抗が非常に大きいので撤去。リチウム電池とキャパシタの間のスイッチに変更し、ひねればキャパシタに充電。キャパシタが小さいので電流制限なし(キャパシタが大きければリチウム電池は不要)。元の線はしっかりしているが固定されておらず接触不良になりやすい。

   00:24 – 00:56
3. 
   3. 25 sq の線を整え直し、極性を反転、圧着端子を追加

   ケースのケーブルは長さ十分。正負極を逆にしてキャパシタの極性に合わせる。線径約 5mm、25 sq。整え直して余長を確保。正極は圧着。負極は短いので圧着端子を 1 個追加すれば届く。

   01:00 – 02:20
4. 
   4. BMS を外し、キャパシタの内部抵抗 2.7 / 2.1 を測定

   キャパシタの元の線を外してクリップに交換。BMS を取り外す。スーパーキャパシタにも内部抵抗があり、測ると 1 個 2.7、もう 1 個 2.1 で、バランスがやや悪い。

   02:20 – 02:58
5. 
   5. 圧着端子の圧着のコツ。黒テープで熱収縮チューブの代用

   素線は 1 本も出さない。まず片側を圧着してからもう片側を固定。片側からもう片側へ力をかけて斜めに。渾身の力で元より強く圧着。太い熱収縮チューブがないのでテープで締める。正極側も同様、引っ張っても外れない。黒テープはキャパシタに接触する位置だけ残す。

   02:48 – 03:52
6. 
   6. 仮置き:負極の距離は十分、リチウム電池のレイアウト確定

   負極をつないで元に戻すと非常に良好、余長も空間も十分。リチウム電池はこの置き方のみ。スイッチの位置合わせも問題なし。レイアウト解決。

   03:55 – 04:38
7. 
   7. 10 本では 2P4S のみ。2 並列をスポット溶接してから直列

   10 本あり、12 本なら 3 並列 4 直列にできるが 10 本では 2 並列 4 直列のみ。スポット溶接機で 2 並列を一瞬で溶接。縦 3 本横 1 本で直列に。3 直列の片側を溶接完了。

   04:38 – 05:07
8. 
   8. オーブンシートの耐熱で熱暴走時の短絡を防止。溶接の腕を自嘲

   間にオーブンシート(絶縁紙を忘れた)を挟む。耐熱性があり熱暴走時に間で直接短絡しない。熱収縮フィルムは熱で剥がれて両面が短絡する。溶接が下手で AWithZ 公式からもらったセルを無駄にしていると自嘲、ちゃんと練習する。最後の 1 直列を溶接。

   05:07 – 05:49
9. 
   9. 電圧正常。検出線。突き刺し防止テープ + 絶縁紙。BMS と短絡用の太線

   溶接後の電圧は問題なし。検出線を接続(直接引き出すべき)。溶接面にテープで突き刺し防止、その上に廃品の絶縁紙。BMS の接続はやや雑。2 本の線は BMS 経由で充放電、特に太い 2 本はキャパシタへ瞬間的に短絡充電。

   06:00 – 06:56
10. 
    10. ケース内に緩衝スポンジ、キャパシタを戻し、ふたをしっかり閉める

    元の緩衝材が少ないので緩衝スポンジを追加。キャパシタを戻すと収まりが安定し、落としてもそれほど危なくない。ふたはぴったり、わずかなガタつきは後で補う。ぶつかる音はしない。

    06:56 – 07:57
11. 
    11. 短絡充電テスト:40+A でクリップが真っ赤、プリチャージ必須

    リチウム電池を直接短絡して 0V のスーパーキャパシタに充電。クリップが真っ赤になり電流は 40A 余り。危険すぎて爆発しやすい。セラミック抵抗を入れたプリチャージが必須、満充電後に短絡スイッチを並列にしてから始動。

    07:57 – 08:43

部品表

画面の読み取り値

クリエイターのコツ

• 主線の長さを縮めると出力電流が増える。内部抵抗の高いスイッチを放電回路に入れない 00:14
• 圧着端子の圧着:素線を出さない、片側ずつ、斜めに力をかけ、強く締める 02:45
• セルの間に耐熱の隔離紙(オーブンシート / 絶縁紙)を挟み、熱暴走時に直接短絡させない 05:07
• 溶接面にテープを貼って突き刺しを防ぎ、その上に絶縁紙を重ねる 06:14
• ケース内に緩衝スポンジを入れて衝撃を防ぐ 07:10
• 0V のスーパーキャパシタへの充電は必ず抵抗を通したプリチャージを行い、満充電後に短絡スイッチを並列にする 08:17

つまずきポイント

• 元の線はつないだ後に固定されておらず接触不良になりやすい 00:55
• 負極の線が短すぎて圧着端子の追加が必要 01:24
• 2 個のキャパシタの内部抵抗が一致しない(2.7 / 2.1) 02:45
• 絶縁紙を持ってこず、オーブンシートで間に合わせ。検出線の引き回しが不器用 05:07
• リチウム電池から直接短絡でキャパシタに充電すると 40+A でクリップが真っ赤に 08:11

リチウム電池の安全

• 0V のスーパーキャパシタに直接短絡で充電すると電流が大きすぎて爆発しやすい。プリチャージが必須 08:24
• 熱収縮フィルムは熱で剥がれて両面が短絡するため、耐熱の隔離層が必要 05:21
• ケース内での衝突は危険なので緩衝材を入れる 07:10

発言