リチウムバッテリーの新しい可能性の追求
EVOTECダイレクトショップにてポイント付与を開始します。ランクによって還元率が異なるシステムです。3つのランク設定で、付与されたポイントは永久不滅ポイントとなります。
| レギュラー | スペシャル | プレミアム | |
| ご購入金額 | ～￥99,999 | ￥100,000～￥499,999 | ￥500,000～ |
| ポイント還元率 | 5% | 7% | 10% |
最大電圧を低く設定したバッテリー。この電圧設定は依頼を受けて作成しましたが、ガーミンフォースを24Vで使用する場合、通常の電圧ですと36Vバッテリーと認識されてしまい、低電圧エラーが出てしまいます。そこで、電圧を低くし、ガーミンフォースに対応出来るように作っています。その他のエレキにも使用できます。電圧が低い場合は、速度が遅くなります。その分重量が軽くなります。限定販売となります。
日本のコンセントの電圧は、通常100Vとなっております。100Vと言っても100Vピッタリでは無く、105Vなど若干上の電圧だったり、100Vを下回っている場合もあります。その電源の環境下で電圧が異なっています。
高電圧化しているバッテリー環境。昔は12Vバッテリーをゆっくり充電すれば良かったのが、今は24V、36Vなど高電圧バッテリーを早く充電する事が多くなりました。高電圧のバッテリーを早く充電するという事は、「高電力が必要」という事になります。高電力が必要という事は、AC電源の電圧が降下する事になります。それではどれぐらい降下するのでしょうか？
通常のリチウムバッテリ用の充電器3台を使用し、それぞれ3台のリチウムバッテリー充電します。AC電源の電圧が、充電前：104.5V→97.8V 約7V弱の電圧降下が確認されました。
そこで、より抵抗値を増やすため、30mのリールコードを使用しました。電気抵抗は、配線の長さが2倍となれば、抵抗も2倍となります。皆様もリールコードを使用されたことはあるのではないでしょうか？リールコードを使用して、上記のように3台のリチウムバッテリーを専用の充電器で充電します。AC電源電圧 充電前：104.4V→充電後：93.0V 約11.5V程電圧を降下させます。
電圧降下した環境下で充電を行っていると、電圧不足により、使用している機器の動作が正しく動かなかったり、使用している機器にダメージを与え、壊してしまいます。また、電流値が高くなりますので、電気代金が高くなってしまいます。
前述の検証から、充電器をリチウム専用充電器から、マルチチャージャーに変更して、同じようにリチウムバッテリー3台を充電し検証してみました。
| 通常リチウム充電器3台 | マルチチャージャー | |
| 3台のリチウムバッテリーを充電 | 104.5V→97.8V 6.7V降下 | 105.2V→101.1V 4.1V降下 |
| リールコード使用3台リチウムバッテリー充電 | 104.4V→93.0V 11.4V降下 | 104.7V→97.0V 7.7V降下 |
高出力のリチウム充電器（3台）は、約7.0V弱の電圧降下となります。マルチチャージャー使用した場合は、大幅な電圧降下を実現します。それが抵抗値が増えるリールコードを使用した時は、それがより如実に確認できます。この事から、今の充電環境下はどうなのか？確認する事が大事と考えます。より、確実・安全に充電環境下をマルチチャージャーは確約します。
リチウムバッテリーの利点として、「急速充電」というキーワードが出てくると思いますが、確かに鉛バッテリーより、急速に充電を行っても、バッテリーのパフォーマンスを落とす事無く充電が出来ます。しかし、急速に充電できるという事は、充電にかかる電力は大きいという事です。「電力が大きい＝負荷が大きい＝AC電源の電圧降下＝充電器に負荷がかかる」という事になります。1,2台のリチウムバッテリーの同時充電ぐらいならば、AC電源の電圧降下はある程度許容できる範囲ですが、数人の方が、同一箇所で複数台のバッテリーを同時に充電されたらどのようになるのでしょうか？弊社の充電器で6台のバッテリーを同時充電した場合、AC電源 104Vが94Vまで10V降下しました。
電圧降下により、充電器に及ぶ影響を考えてみましょう。電圧が低下した場合、機器動作が不安定となり、正常に動作しなくなることがあります。充電が最後まで完了していないのに、充電が止まってしまう。このような事経験された方はいらっしゃるのではないでしょうか？また、電圧降下は充電器に与えるストレスが増加します。電圧降下は充電器への電力供給が不足し、過負荷状態へとなり、多くの部品に負荷を与え故障してしまいます。
温暖化が叫ばれている昨今、夏場の異常な気温は、充電器に新たなリスクが及びます。リチウム充電器は、充電中の熱を放熱し、外気を取り込み冷やすのですが、夏場の異常気温では、十分に冷やす事が難しくなっています。熱交換がままならない充電器はに対しては、大きなストレスを与えてしまいます。
現在、3台のサンプル充電器でテストを実行中。いろいろ事を考慮しテストしていただいています。テスト機は36Vも24Vも3バンクですが、実機の24Vは2バンクとなります。皆様に安心して充電いただける環境を目指し、開発を進めていきたいと思います。
現在、弊社ではスマホアプリでバッテリーの状況を判別できるようにする為、新BMS（バッテリー内臓される基板）を開発中です。しかし、これが結構難しい作業でして、一番ネックとなるのが、電波法に則り、日本の技術基準に適合したbluetoothモジュールとして認証される事でした。
技適とは日本の電波法に定められている法律で、日本の技術基準に適合している無線機であるという証明するマークであります。bluetoothは微弱な電波ではありますが、機器を識別するための信号を発信している為、技適マーク取得が必要となります。bluetoothを使用される方は、個々に電波局としてみなされ、総務省に届け出を行う事が義務付けられ、それを行わないと電波法違反とみなされる場合があります。技適マークを取得しているモジュールを使用される場合は、個々の届け出は必要なくなります。よって弊社では、このBMS開発に伴い、bluetoothモジュールを技適取得する事としました。
最近はドローンでの技適違反が多いようで、技適違反の罰則も強化されているようです。
以下、総務省HP抜粋の罰則規定
※電波法違反の場合、１年以下の懲役又は１００万円以下の罰金の対象となります。また、公共性の高い無線局に妨害を与えた場合は、５年以下の懲役又は２５０万円以下の罰金の対象となります。）
弊社24V60Ahのバッテリーに搭載し、テストを行ってまいりました。細かい電圧設定の狂いは無いか？実際の電圧と、アプリでの電圧との誤差が無いか等を確認してきました。まだ、開発段階としているのは、iosのアプリ登録が終了しておらず、現段階では、アンドロイドのみのアプリ使用が可能となっています。10月中にはiosでも使用可能となる予定です。先ずは、24V、36V、48Vバッテリーで使用可能となります。今までに弊社バッテリー、24V、36V、48Vバッテリーを購入頂いた方にも、装着可能となります。
このBMS開発には、とある企業様の依頼から始まりました。止まってはいけない機器を使用されており、バッテリーの状況を可視化できないか!?という依頼を受けました。bluethooth通信だけでは、判断は個々のお客様にゆだねる事になり、バッテリーの状況判断が正確には行えません。そこで、ある物を装着する事により、データをクラウドに預け、その情報を弊社が確認できるシステムを構築中です。いろいろと先は紆余曲折ありそうですが、トライしてみようと思います。
新しいエンジン始動用バッテリーを10月から発売します。このバッテリーは、エンジン始動用ですが、バスボートに使用を想定し、開発をしました。バスボート用とは何か？
バスボートで使用される方は、エンジン始動用バッテリーから、魚探電源としてもご使用される方がおられます。その場合、始動用バッテリーは深放電状態になる事があります。組電池の場合、放電時に電池のバランスが崩れやすくなります。電池それぞれの電池バランスが崩れ、一瞬でも大きな電流を引き出すクランキングは、一番低い電圧電池にダメージを与えてしまいます。
電池はバランスがとても重要となります。
このBMSは、充放電時に各電池がバランスを整えるように調整させる機能があります。一番低い電圧電池の電圧を、他の電池から充電させて、電圧をなるべく均一化させるために作動します。
これは、充電時にバランス調整させているBMSの動きです。一番低い電圧電池：3.240V、一番高い電池の電圧：3.256V。電圧差：0.016Vあります。赤いランプがBMSの作動を示します。そこからより充電が進んだ状態が次の画像です。
この状態での電圧差は0.004V。かなり均一化されました。このようにバランスを保つことで、電池の保護と組電池全体のポテンシャル維持に繋がります。
弊社で販売を開始した36V50Ahバッテリー。どのくらいの時間が使用できるのか？というお問い合わせを多数いただきました。「50Ahだと心配だ！！」というご意見が多数ありましたので、実際使用してみて使用後の残容量を測定しました。
亀山ロコアングラーの鶴岡さんにご協力いただき、使用結果を下記にまとめました。
AM 7:00 野村ボート出発 （41.75V）→ 段々畑 → 松下ボート → よりともボート前ワンド → 笹川上流 → トキタボート前 → 長崎 →折木沢上流→ PM 16:00 野村ボート 帰着（36.48V）
約20km弱を9時間移動で、50Ahバッテリーの残容量が22.3Ahでした。50Ahバッテリーを約半分消費したという結果です。コンディションよって異なると思いますが、リチウムバッテリーの36Vは電圧が高い為、鉛バッテリー12V×3個と比較して、消費電流値が少なく、容量が減りにくい事がメリットです。
参考にしてください。
船検対応バッテリーについて、お問い合わせが多数ありますので、弊社現状の詳細と今後の展望を纏めてみましたので、参考にしてください。
今までJCIが船検対応として認めてきた基準について下記の表に纏めてみました。
| 基準番号 | 基準種類 | 基準内容 | 備考 |
| ① | IEC62619 組蓄電池安全基準 国際安全基準 | 組電池とBMS（基板）の安全基準 | JCIが対応と認める基準値の現最高位の基準 |
| ② | JIS C 8175-2 組畜電池安全基 準 日本安全基準 | 組電池とBMS（基板）の安全基準 | JCIが対応と認める基準値の現最高位の基準 |
| ③ | IEC62619 単電池安全基準 国際安全基準 | 単電池のみの安全基準 | 電池のみの安全基準、現在は対応基準として認められている |
| ④ | IEC62133-2 単電池安全基準 国際安全基準 | 単電池のみの安全基準 | 電池のみの安全基準、現在は対応基準として認められている |
| ⑤ | UN38.3 国際輸送に求められる安全基準 | 輸送時求められる基本的安全基準 法的拘束力無し 自己宣言 | この基準での船検対応は現在廃止されました。 |
上記表にあるように、船検対応バッテリーと一括りにしても、その対応基準は5種類の基準がございます。しかし、UN38.3で対応としていた基準は廃止され、現対応基準は4種類となっています。現在はこの基準では船検対応とはなりません。このように船検対応バッテリーの基準は流動的になっています。よって、現在は認められている基準でも、今後その基準が変わり非対応となる事も注意しなければいけません。
弊社がJCIに船検対応となる基準を上記表の2つの最高基準で申請する理由は、JCI本部担当者から、「最高基準であるこの2つの基準での申請は、今後基準廃止とはならない」という事を確認したからです。表にもあるように、対応基準とされていた基準が、その後、廃止された事実がある為、船検対応バッテリーがその後、非対応のバッテリーになる事を防ぎたいという事からの対応です。
また、バッテリー自体の安全性をテスト機関に認められることも重要と考えています。リチウムバッテリーは、皆さんもご存じのように「安全」なものではありません。その安全性を長い時間とコストをかけても、電池とBMS両方を試験して、第三者機関に認められる事が、とても重要な事と認識し、取得を続けています。
＊下記表の基準番号とは上記表の基準番号となります。
| 種類 | SE1230 | SE12750 | SE121000 | SE15500 | SE151000 | SE151800 | SE24600 | SE24900 | SE36500 | SE36700 |
| 基準番号 | 無し | 無し | 無し | 無し | 無し | ①、② | ① | ① | ② | ① |
| 備考 | 検査期間申請中（3月中旬頃） | 検査期間申請中（3月中旬頃） | 対応済み | 対応済み（現行ケース） | 対応済み（現行ケース） | 検査機関申請中（2月初旬頃） | 対応済み（1個前のケースから） |
前述の通り、船検対応と言えども、幾つかの基準種類に分かれています。今後この船検対応がどのように推移するかは流動的です。しかし、昨年末PSE電気安全法が改正された通り、BMSの安全性が求められるようになったように、リチウムバッテリーの安全性にはBMSの性能基準は重要となります。リチウムバッテリーの動作はBMSで制御されます。それが規定されるという事は、過充電での事故（BMS制御不能）が多いという事です。そのような事からも、リチウム電池ブロック＋BMSの安全性が必至となるのではないでしょうか？「船検対応とされているバッテリーが、どの基準で対応となっているかを確認されることも重要と考えます。
令和4年（2022年)12月28日より電気安全法が改正されました。今までの基準では足りなかった基準を補うために改正が行われました。大きな変更点は保護回路基準が定められていなかった別表第9基準を、国際規格に対応した別表第十二基準に1本化し、BMS性能の厳格化となったようです。
弊社では、移動用として使用するリチウムバッテリーを先行してIEC62619/JIS C 8715-2を取得してまいりました。それは、リチウムバッテリーには重要な役割を果たすBMSを検査する項目があり、それをテストし認証を受ける事により、安心・安全につながる思いで各バッテリーで取得を続けてまいりました。また、この認証は船検対応出来るバッテリーとして高いランクで認められるため、取得を続けていますが、PSE電気安全法でもこの認証を基準値として改正されたとの事です。