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2022/01/30

UPSのバッテリー交換検討 / ~負荷のZ3805Aアラーム発生

最近今季寒くなってから車両バッテリーが不調気味(寿命?)とか、タブレットや携帯のバッテリートラブル続発、で、メモ見たら2019年9月にメンテしたUPSのバッテリー、3年目でアラームが鳴るのが迫ってるかもなの発見...UPSのバッテリーも近々交換時期かよ、値段だけでもって尼とか調べたら、鉛のくせに前回2018のx1.5~x2倍に値上がってて驚いた。期待のA電子には在庫無し、6月頃予定ってなってて慌てた。...最近はなんでも値上がり、ガソリンも高いし、昨日は電気料金値上げニュースまで流れる始末。



↑現用品カタログ写真。
某秋月電子のLONG製に統一してた。

 負荷側(Z3805A)  https://rkphs.blogspot.com/2022/01/z3805a-58503ab-z3801a.html


で、早目にバッテリー安価交換、又は外部接続に変更して汎用品にしちゃうとか検討、今風リチウムポリマー電池は衝撃や過酷な使い方だと燃えちゃうかも、膨れちゃうかも問題、LiFePO4系は最大電流がパックメーカーにより1C~3C(又は~25A)程度迄しか今の所無いとか、同じ外形で容量が少な目、値段も鉛より高いとか...


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現用品仕様確認

WP1236W クーロン社製UPS仕様バッテリー(Kung Long Batteries Industrial Co., Ltd. )

公称電圧:12V
公称容量:8.5Ah(20hr(0.05CA))(1CA:58%/3CA:50%)
内部抵抗:11mΩ(1kHz)
最大放電電流:340A(5秒)、170A(30秒)
端子:F2(#250)
充電電圧(サイクルユース):14.4~15.0V
充電電圧(スタンバイユース):13.5~13.8V
充電電流:~2.55A
Life expectancy(Standby Use):3~5years
Life expectancy(Cycle Use):
 100% depth of discharge 225 cycles
 80% depth of discharge 250 cycles
 50% depth of discharge 750 cycles
外形:W151mm×D65mm×H94mm
重量:2.9kg

https://akizukidenshi.com/download/ds/long/WP1236W.pdf

WP1236W、ズバ抜けた性能で意外、驚いた。少なくとも同等~60Apk、10~15分間@~32Aは連続で流せないと不味い。単体同等駆動能力170A(30s)/340Apk(5s)が実現出来るリチウム系\試算...余計な事せんで同じ鉛で逝きますか...美しく無いけど配線コロガシで延長、汎用品の40B19Lにしちゃうか(屋内で倒れて硫酸漏れ、硫化水素ガスがでるかもやけど....最近もクルマ(現場用電源車)で休憩・昼寝してて死んだよね)。

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1990年代~2000年代頃迄は交換用シール鉛蓄が高くて、電池の寿命で本体丸ごと処分がアタリマエだったのに比べれば幾らかマシなのかも。






Chapter 1.


PC Sumart UPS 750(SUA750J 750VA/500W) (APC RBC48L)

←カタログ画像






バッテリーAY

←カタログ画像

現品確認...

 GS-PXL12072 x2個(151x65x94mm、24Vスタック)、ヒューズ60A

現充電電圧+28.05Vpk ⇒28~30V充電に耐え、断路しない事が必要。
←あと他にNW-I/Fカードに、内部停電補償用CR2032が1個。


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もう1台のUPS、Z3805Aとかルータに繋がってる奴...
OMRON BY50S (500VA/300W)

バッテリー:
 パナソニック LC-P127R2NA1 12V/7.2Ah 151x64.5x94mm x1個。
 現充電電圧13.91Vpk

今これのバッテリーにはWP1236Wを使ってる。






充電電圧28.05V(@14.05Vx2)だと、リン酸鉄リチウム8S(~14.6Vx2)が使えそうだけど耐久キビシイかも。@3.4Vx8S=27.2V以下にしないと直ぐ逝きそう。LTOだと11Sでギリギリ、同27.5V以下でないと不味いかも。13.91Vの方は、リン酸鉄系4Sでイケそう。LTOだと6S相当辺りが嵌りそう。

最近はリン酸鉄リチウム4S(4段スタック)が標準になりつつな空気だけど、許容最大電流値の方、UPS酷使で鉛と同じ放電使用条件にするにはだいたい容量2~3倍以上ぐらいにしないと不安、今回のは最低でも30~40Aで15分程度以上放電電流出せないといけないが、同じサイズだと最大電流も総容量も減ってしまう。リポ系組電池(18650-3S6P仕様)だと同ケース外形で2~2.5倍総容量は稼げるものの、鉛電池用トリクル充電仕様と接続するには改造したスペサルBMSが別途必要、それに燃えちゃうかもとかヤベエかも。

燃え難い電池の方向と云うと、セラミック電極のチタン酸リチウム系(LTO/LiTiO系)も最近出回り始め(2021秋頃~)、φ66x160mm程度のセル(66160)で2.3~2.4V-40Ah(充電限界2.8~2.9V)、32140-9Ah、18650-3Ahとかもあるみたい。しかしリン酸鉄リチウム系より更に+1~2セル段数追加が必要、BMSも一般売りパックメーカーも、まだ無いみたい。LTOは燃えにくい上、充電可能回数はリン酸鉄系の数倍、より大電流が出せるんで近々リン酸鉄系を駆逐するかも。


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今以下性能じゃ困る、同等以上の駆動性能45~60Apk、5~15分間@~32A連続でリチウム系\再試算...やっぱし余計な事せんで同じ鉛か...正確に3年毎出費、アラーム音に煽られながらビクビク、ホットスワップ作業ぢゃ進歩無いなぁ。停電は年1~2回程度じゃないか、311は別にして今の所は1~5分程度?、なのでバッテリーは5年以上(帳簿、但し貧民希望10年以上)は保って欲しい所。まぁ、また3年後には状況が変わるかも...  






Chapter 2.  

APC SUA750JB 関連



APCの奴の充電電圧が高くてビックリだった(個体差?,+27Vが多いみたい)が、色々検索すると容量稼ぐのにバッテリークラッシャー仕様になってるらしい...25.6~25.8V(12.8~12.9Vx2)にすれば実容量は減っちゃうが寿命はMAX延ばせるのでは...?



参考

https://www.fnf.jp/ups_1400.htm

この SUA750JBの回路図“apc sua750 UPS Schematic Diagrams"では見付からなかったが、分解した動画は発見...

https://www.youtube.com/watch?v=TT9je5yo7yM

https://elektrotanya.com/showresult?what=apc+smart&kategoria=ups&kat2=all

https://monitor.net.ru/forum/threads/555726/

https://electronics-components.ru/files/2015/732pschem_765.pdf


↑充電制御しているIC14(この機種だと)がキモらしい。(12V電池の古い機種の回路図みたい)

ざっくりネット検索したネタ整理、Vref端子を4.82Vにすれば充電26.3V(13.15Vx2)、4.73Vにすれば25.8V(12.9Vx2)に出来るかも。あとR118/R119の分圧比は丁度27.6Vになりそうな値なんだが。

問題は、SUA750JBズバリの回路図は見付からなかったのと、ADJで弄ったらADCで監視してる訳だし、エラーにならないか辺り。古い機種は色々参考になる情報出てるけどね...最新機種スカッと揃えられる財力は無しorz..

あとウチでは別問題も。コイツは良いが今、Z3805Aやルータに繋がってる方のオムロンのUPSも同様の問題抱えてる、調べるには活線から機械を外してバラシが必要なんだが、その間、Z3805Aとかは内部のインバータ電源線に別に電池をパラ臨時で繋いで生かさないと不味い、色々手間爆増になる。APCの方を弄って入れ替え、AC電源配線整理するにしても同じ。



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安く揚げるには三菱i-MiEVのLTO電池の中古上物探してバラシ....いや余計な事考えるのは止めよう...素直に鉛バッテリー入れ替え(但し互換の安い鉛の奴)だけが最小リスクとコスト、つまり貧民正義に繋がる...かも知れない。機械両方共もう12年選手ぐらいだし、部屋の湿度を50%台以下、24℃前後にしててもそろそろ基板とか他に故障も発生するかも。鉛電池なら、またまとめて廃鉄屋に持っててホマチ稼ぎの足しにすれば良いしw  






   

Chapter 3.


2022-2月
UPSの回路図漁ってたら、オムロンのBY120S(1200VA/720W)、2020年製らしい中古品?が新品1/3~4位い価格で売りに出てるの見掛け、脊髄反射ポチッてしまった...



数年使ったみたいな中古なら4~5千円からあったのにorz. ま、1台統合整理もアリかも。BY120S(待機15W)には、APC機の「AVRブースト機能」が無いが、この辺は96~106Vで比較的安定やし、選良高級な常時インバータ式ぢゃないのであまり意味は無い。カタログ上だと待機電力はBY50S(待機12W)と殆ど変わらない。(で、2台売って回収とかw)
(過去クレーマー対応では、都下でも配電電圧AC92V以下になる場所もあるみたい。出かけてッて分解してMOD。)

機械来てみると内部に埃が全く無くまるで新品みたいだが、バッテリー(2個、計24V)が高抵抗状態で死んでた。マ、定価の約1/5、個人売買なんでそんなモンか....経年劣化のゴミ増やしてしまい、典型的な貧困スパイラルなのかもw

現充電電圧、+27.64Vpk
バッテリートレー底面外形;W74xL120.9mm ⇒W73.5mm程度にしないと緊つい。
 トレー右側壁板外形;H155mm(左側限界は約h152mm) ⇒右側もh154.5mm程度にしないと緊
つい。


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内部バッテリーパック;
 CSB HRL1234W F2FR 12V(34W@15min-rate/1.67V@cell@25℃)
  (x2、ヒューズ無し、内部配線はアンダーソンコネクタ(小/30A品?))

バッテリー外形L151xD65xH94mm、規格はWP1234Wより僅かに定格低いだけ、電極配置は同じだった。バッテリーパック押さえの鉄板切り口角に配線が噛んでてヤベエ状態、前の奴が弄くったのかも。バッテリー劣化機械ばっかし増やした貧困スパイラルかorz.

UPS用と謳ってるタッ買いバッテリーをバカ正直に買うので無く、今回はヤッスイ自動車用汎用鉛蓄で逝くか...まずは硫化水素と硫酸漏れ対策「硫化水素 吸収」で事例検索...金属のタワシみたいなの被せて吸収、数年後に管理不行き届きでドライアップ、狭い汚部屋室内に硫化水素ガス充満で、肌が緑色になっちゃうカモとか 防げるかな。...? こないだ工事現場のバッテリー車で休憩してて2人だったかタヒ亡したしなぁ。

一番安そうなのは百均スチールウールで排気弁を覆う辺りか...でも燃えちゃうかも...やはり木造住宅でカチカチ山ぢゃ不味いw  差額3~5千円以内、半額の2千円以下で実現出来る方法...、百均テーブルタップとか電線で延ばして通路に本体置くか....クルマのサブバッテリーには、不織布(厚手ウエットティッシュの奴)と粘着包帯とかでカバー作って被せてたけど、UPS用だと常に過充電気味でリスク高いしなぁ...







 

Chapter 4 .

2022-7/22、ほぼZ3805A専用UPSのBY50Sのアラームが鳴り始め。...と思って確認したら、電圧低下警報だった。7/22~24頃、長いと夜通し。電圧不安定。瞬停は午前中に1回?(落雷は無し)
予想よりも3~6ヶ月も早い電池寿命orz...かと焦った。この数か月、交換用にリン酸鉄リチウム電池が使えないか、使えそうな大電流が流せて値段も程々、とか都合の良い奴探したが同一フォームファクタで「大電流が流せるが精々4Ah」「最大10~20Apkしか流せないが容量は7~10Ah」「価格¥7千~¥2万円」...とかまだ現在は現実的ぢゃない。...今回、あっても鉛電池で交換コース。



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2023-10/6午前2時~....
リレーカチカチ(1分程度間隔)からの~UPSアラーム発生...~約12時間後カチカチ」リレー音(約1~2秒間隔になり)、バッテリー劣化警報音に。今度は低電圧警報でなくバッテリー劣化の方、ついに「その日」が来てしまったw でも今回は予想よりも約1年長かったなラッキーと云うべきなのか。RAIDは停止していたタイミングだったので負荷はZ3805A1台だけ、23W程度の低負荷なので問題は比較的少ないマ、ボチボチ鉛で交換しますか。前回購買記録だと2019-9/7に交換用電池を買ってたんで、今回約4年1ヶ月」保った勘定、バッテリーが家に来るのに1~2日は掛かるべな。

~2日目にバッテリー(WP1236W)到着して交換、外したバッテリーは横に膨れていて熱い(40℃ぐらい)ので驚いた。作業後、開放電圧を測定すると9.88Vしか無かった。結果からするとリレーカチカチからのアラーム発生期間約1日で致命的な状態に、って事かも。

UPS用長寿命リン酸鉄リチウム電池をまたもや散々検討したけど、同一サイズで50Apk出せるとかはまだ無理、価格も鉛の2~3倍確実。またpk電流にて選択して50~60Apk出せる50~75AhクラスのLiFe電池(配線延長して外部設置になってしまう)の場合は価格も5~7倍はする状況。この1年でリン酸鉄リチウム電池の供給は更に回復、価格(us$ベース)も若干低下したものの、やはり5~10Cとか大電流を流せる小型の互換品」というのがまだまだ入手できない((コバルト)リチウムイオン系ならば有るが、危険やし)。あと、電池パックの膨れ」が鉛と違って大きい可能性が高い」、経験的に劣化読めない」とかまだまだ問題。


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2025-10月、GPSDO(10MHz基準器(Z3805A))に電源供給しているオムロンのUPS(BY50S)が故障、なんと電源断になったorz. GPSクロックが停止...
電源ボタンに全く無反応(いや、そもそも活線が切れてしまった事が既に大問題。)。...いま高周波機器は弄っていないので直に影響は無いが、今のは13年ぐらい連続維持していたのが停止。次回はオムロンはやめよう...でもAPCにするか?、いや今度こそZ3805A内部そのものに電池を仕込み(前回はAC電源系のUPSだけで、GPSDO(Z3805A)機器側はDC接続コネクタ部分だけ作った)、低電圧警報も別個に作り込まないと。


https://rkphs.blogspot.com/2022/01/z3805a-58503ab-z3801a.html

https://rkphs.blogspot.com/2026/07/z3805anai.html







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