EVOTEC BLOG

3年ほど使用した弊社バッテリーSE24600（24V60Ah）。使用中にバッテリーが作動を停止し、バッテリー診断を受けたバッテリーです。

バッテリーが作動停止する主な原因には、①過放電保護装置が作動しバッテリーが停止する。②過電流保護装置が作動する。③BMSの故障。などがあります。そこで電池のバランス状況を確認します。

24Vバッテリーは7ブロックで構成されています。一番電圧の高い6ブロック4.076V、一番低い3ブロックが3.608Vで、この高低差が0.468Vあります。この高低差が原因で、充電を行っても満充電とならず、充電を行ってもバッテリー容量を十分に引き出せず、バッテリーが停止してしまうのです。

そこで専用の機器でバランス調整を行います。0.468Vあった高低差を0.003Vまで縮める事が出来ました。しかし、これだけではバッテリーが問題無く動くかは保証できません。何故なら電池が弱っていたならば、高負荷をかけた状態にすると、どこかのブロックが著しく電圧を下げ、0.003Vまで少なくなった高低差が再び大きな差となり、またバランスが崩れてしまうからです。

そこで大きな負荷をかけて各バランスの状況を確認します。高負荷測定器とバランス確認スコープを組み合わせて確認します。

40A放電を続け、約半分の容量に達した時の状況です。この時のブロック高低差は0.033Vとなりました。バランス調整直後から0.03V程増えていますが、この差は放電時には容認できる電圧差です。

放電容量は53.406Ah。40Ahの連続放電の高負荷で53.4Ahの容量を測定できたことは、電池に大きな問題が無かった事を示します。しかし、1回では確定できませんので数回これを繰り返します。また、放電後も検査機が停止しなかったことは、放電時には大きなブロック電圧差異が無かった事を示しています。次には充電を行い、各ブロックの電圧差を確認します。

充電が終了後の各ブロックの電圧状況です。一番高いブロック５が4.173V。一番低いブロック3が4.165V。ブロック高低差が0.008Vとなりました。無事に充電を終了し、99％の容量まで充電が出来ました。確実な診断結果を得る為、数回これを繰り返します。

ブロック毎の電圧を整える重要性！！

最近弊社以外のバッテリーの修理依頼を受ける事があります。そのほとんどがブロック毎の電圧差による不動が原因です。その場合修理が可能なケースがあります。またBMS故障の場合も修理が可能です。「修理不可」と判断を受けたというケースで、今回紹介したバランス調整で直ったケースもございます。諦めるのは早いかもしれません！！。

リチウムバッテリーが止まってしまう原因の多くは、バッテリー電池の電圧アンバランスにより、過放電保護装置が作動が起因となります。それでは、アンバランスになってしまったバッテリーは使用できなくなってしまうのでしょうか？

電池のアンバランスの原因が電池の寿命場合は、その電池を取り除く、人で言う外科的手術が必要となります。しかし、電池の寿命では無くアンバランスを起こす事があります。その場合は、手術までは必要なく、検査・調整である程度アンバランスを解消し、使用できるようになります。

アンバランスは何故起きる？

リチウムバッテリーは、幾つかのブロックで構成されています。その電圧が高くなればなるほど、ブロック数は多くなります。弊社の場合、12V（3ブロック）、24V（7ブロック）、36V（10ブロック）となります。このブロック毎の電圧差異が大きければ大きいほど、バッテリーの容量は低下します。

電池は放電が大きい（電池の電圧低下）ほど、電池ブロック毎の電圧差異が大きくなります。その差異を大きくしないようにするには、深放電使用をしない事が大事となります。

例えば、このバッテリー。3年間使用したバッテリーの各ブロック電圧を測定した結果です。NO4ブロックの電池が大きく電圧を低下させています。このブロックNO4が、放電時には一早く過放電保護機能作動電圧に達し、また充電時には、その他の電池ブロックが過充電保護電圧まで達し、充電器を止める事になります。これにより容量低下となっている状態です。この方は、深放電（容量を使い切ってしまう程）での使用回数が多く、電池のバランスを大きくしてしまったようです。

バランス調整器で各ブロック電圧を均一に調整。

弊社のバランス調整器で、電圧を調整した時の電池ブロック毎の電圧です。大きく異なっていたブロック電圧差異を0.010Vまで調整。これでバッテリーブロック電圧は均一とはなりましたが、これで正常に使用できるとは限りません。充放電テスト行い、放電時でどこまで電圧差が広がり、充電時でどこまで電圧差を小さくできるかの確認を行わなければ行けません。また、3年間使用していた電池です。全ての電池が新品同様といきません。

新アイテムを導入

弊社では各ブロック電圧差を維持調整を出来るように、新アイテムを導入してバッテリーのメンテナンスを行っています。これは、設定した範囲内で各ブロック電圧を監視し、電池ブロック電圧差異を自動で調整するものです。

左が放電時のデータ。右が充電終了後の電圧データとなります。放電時には電池ブロック毎の電圧差（Cell Volt.Diff：）0.424Vだったものが、充電完了時には電圧差は（Cell Volt.Diff：）0.010Vとなっています。これで、大きく容量を低下させたバッテリーは、62Ah程の容量を使用できるバッテリーとして蘇りました。

チタン酸リチウムクランキングバッテリー、新開発BMS搭載で新登場！！

弊社では以前からチタン酸リチウムバッテリー（以下LTO）を採用し、LTO500というモーターサイクル用クランキング用バッテリーを販売していました。このLTO電池はとても素晴らしい電池で、今主流となっているリチウム電池と比べて下記のような利点があります。

LTO電池の利点

• 1,　LTO電池は金属系リチウム電池が充放電時や過充電等で起こる物質反応が少なく、安全性が高い
• 2　温度特性が高く、低温・高温時においても安定していて、通常のリチウム電池が氷点下時充電が困難になるのに比べ、-50℃の低温時にでも正常に充放電が可能です。
• 3　長寿命　通常のLifePO4等の電池が2000回の充放電サイクルで20%の容量低下と言われていますが、LTOはその倍以上の充放電サイクルが可能です。
• 4　高い放電レートにも耐えられる電池。通常のLifePO4等の電池が1C放電（5Ah電池ならば5Aの放電電流値）と言われていますが、LTOは10C放電が可能です。

LTO電池採用のバッテリーが主流にならない理由

上記のような利点が有るにも関わらず、LTO電池が主流にならないのには理由があります。それは、現主流の金属系リチウム電池と比べると高価になってしまう事が挙げられます。主流とならない電池用の基板開発（BMS）も遅く、今まではLTOのBMSもとても高価な物でした。また、電池自体の体積エネルギーが低く、エネルギーを大きくしようとすると、他のリチウム電池と比べると大きくなってしまう事がデメリットでした。

新開発のBMS採用でデメリットを削減

今回の新LTOクランキングバッテリーには新開発のBMSが採用されています。過充電過放電保護機能に加え、各電池のバランシングボートをプラスして、充放電時の電池バランスを最適化します。また、リススタートテクノロジーを採用し、過放電保護が作動したバッテリーの緊急起動をバッテリーを揺らす事でセンサーが作動し、過放電保護装置を解除しクランキングが可能となります。

新LTOバッテリーは2ラインナップリリース

LTO800はTOYOTA GR86に装着され、街乗りからサーキット走行でも対応できます。

LTO1000はNISSAN SKYLINE 400Rに装着し、街乗りからサーキット走行でも対応しています。

平素は格別のお引き立てをいただき厚くお礼申し上げます。
弊社では、誠に勝手ながら下記日程を冬季休業とさせていただきます。

■冬季休業期間
2022年12月29日(木)　～　01月05日(木)

尚、今年受注受付日は12月26日迄となります。以降受注頂いた商品や休業期間中にいただいたお問合せについては、営業開始日以降に順次回答させていただきます。
皆様には大変ご不便をおかけいたしますが、何卒ご理解の程お願い申し上げます