自作電動スケボーにUSB充電をつけるための考え

いまどきの中華ボードには表題の機能が実装されていたりする。スマホやリモコンを充電できます、と。

私の知識不足ゆえにメインバッテリーから5Vへ降圧する際の待機電力はどうなっているのか?やはりボードの電源を入れないと機能しないのか?その辺はわからない。

電動スケボーでスマホの充電とか滅多にやらないと思うし、過去にそれで困ったこともないので今後もそんなに必要に迫られることもないとは思うが、やはり自作派としてはこの実装にチャレンジしてみたいわけであります。

そしてまた余計なことを考える。

「どうせなら急速充電にしたいんだよね」

そこで調べたところ、スマホの急速充電は規格がかなり乱立しているようなのだ。USBの統一規格だったり、メーカーの独自規格だったり、5V固定かと思いきや20V5Aで100W充電というすごい規格まであるそうじゃないか。実際には熱の問題などがあり、100Wで充電することは無いらしいが・・・

↑ そこでAliExpressにこんなものが売っている。パネル実装型防水カバー付き。急速充電の規格であるUSB Type C+PDとQC3.0の各ポートがある。入力は12V。

QC3.0 × 2口の製品は日本国内でもたくさん売っているのだが、Type C+PDとQC3.0の組み合わせ、なおかつパネル実装型という製品はなかなか見つからない。これは合計で36Wまでイケるらしい。

簡単に言えば、PDはiPhone、QC3.0はAndroidにそれぞれ対応するがもちろん急速充電の対応はスマホの機種にもよるし、もし急速充電の規格に適合しなくとも充電そのものは問題なくできる。

↑ 12Vへの降圧にはこんなDCDCコンバーターがある。同じくAliExpress。20〜75V入力から12Vに降圧する。無負荷電流100mA。ちと効率が悪い。もっと良い製品があるかも?前回はこの無負荷電流を考慮せずにバッテリー直結でバッテリーがご臨終となりました。12V × 8Aで最大96W。

↑ サイズは小さい。ダブルスタックのエンクロージャーなら入りそうだ。シングルスタックでもセルの配置次第ではいけそうだ。

↑ 配線はこんな感じだ。USBを使わない時はBMSのスイッチで電源を切ることでDCDCコンバータとUSBの待機電力をカットする。このような電源スイッチ付きBMSは種類が少ない。

前回述べたとおり、VESCには放電バイパスで接続しバッテリー直結となる。これによりBMSのスイッチは走行において影響を受けない。

DCDCコンバータで降圧したあとにUSBに繋ぐ。理論上は最大出力36WのUSBを2つまで使えるので2個にしてみた。並列で分岐させる。これは電動スケボーに限らず、自作ポータブルバッテリーなどにも応用できるだろう。

前回は失敗したが今度こそは・・・という感じだ。