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リチウムイオン電池の基礎

 


[ 目次へ] 24. カスタム電池パックの開発  
25.カスタムパックチェックリスト
1. 電池とは何か

25.カスタムパックチェックリスト

カスタムパックをご検討中のお客様は下記フォーマットをダウンロードし、弊社までご送付ください。
詳細が決まっていない場合は、お分かりのことのみのご記入で構いません。
お打ち合わせをさせて頂き、仕様を決めてまいります。

【フォーマット】
Word カスタムパックチェックリスト(Word)
PDF カスタムパックチェックリスト(PDF)

PDF READERPDFファイルをご覧いただくには、AdobeReaderが必要です。
左のアイコンをクリックして、ダウンロードいただけます。(無料)

【送付先】
(メール)service@baysun.net
(FAX)045-474-4325



電池パックにはハードパックとソフトパックがあります。

ハードパックとはプラスチックス製のケースに収納されており、多くの場合は出力は端子形状になります。ノートパソコンの電池パックはほぼ全数、ハードパックです。
ソフトパックとはセルと保護回路等を熱収縮チューブで固定し、出力はフライイングリード線で供給されます。例えばコードレス電話の子機の電池パックのイメージです。




ハードパックは、ある程度の数量(例えば50個以上)を製作する場合はケースの金型が必要となります。

ハードパックのプラスチックケースはモールド金型が必要です。数量が少ない場合は光造形によるケースの製作、または光造形品を母型とするゴム型で製作することも可能です。いずれにしろ、多額の初期費用、または単価が必要となります。
しかし、電池パックをエンドユーザが交換する場合や、落下衝撃に対する強度、防水、防爆などの要求がある場合にはハードパックで無ければなりません。
ソフトパックは本体内に組み込み、交換は本体のメーカーのサービスマンが行うことが条件となります。また、ソフトパック状態で、落下や衝撃に対して、保証することはできません。これはメーカーが本体に組み込むことによって、実現して頂く必要があります。
すなわち、エンドユーザがソフトパックを手にすると、シュリンクチューブを剥いてみたり、保護回路をショートさせてみたり、落下させてセルを壊したり、保護回路の部品を壊したりする可能性があります。電池メーカーはそれによって事故が起こることを心配します。これは業界共通認識です。

リチウムイオン電池のソフトパック品は本体に組み込み、エンドユーザが電池交換を行わないものに限定されるとお考えください。また、OEM先のサービスマンのみがソフトパックを扱うことになっていても、落下による破損は保証されないことを前提としてください。



セットが必要とする下記の項目を決めてください。
最大電圧: セットが正常に動作する上限電圧です。
最小電圧: セットが正常に動作する下限電圧です。
平均電流: 運転中の平均的な電流値です。
ピーク電流: 例えばモータを駆動する場合は起動時の電流値、またはモータの負荷が重くなった ときの電流値です。
電池による駆動時間:  1回の充電で何時間駆動するか



電池の電圧は1直あたり4.2V〜3Vです。満充電直後は4.2Vで放電させるに従って電圧が下がっていき、3V近辺まで放電させると、以降は急激に電圧が低下し、2.3Vになった時点で放電が強制的に遮断されます。この電圧でセットの最大電圧と最小電圧をどう実現するかご検討ください。例えば、セットの許容電圧範囲が狭い場合には電池出力をDC/DCコンバータで変換、安定化する必要もあります。なお、セットの最小電圧によって電池パックの出力電圧を決めた場合には、逆に、電池パックの最大電圧でセットが破損しないことを確認してください。
このステップにより、電池の直列数が決まり、DC/DCコンバータの要否が決まります。



セットが必要とする平均電流と電池による駆動時間を掛算すれば、電池パックに要求される電流容量が決まります。例えば平均電流が3Aで、電池駆動時間が2時間とすれば、電池パックは6Ahが必要ということになります。最も代表的なセル18650で、現状、安心して使える上限は2.2Ahです(2.4Ahの18650も存在しますが、弊社では性能、品質が安定しているとは判断していません。)電池パックの必要容量値をセルの容量値で割算すれば、電池パックの並列数が得られます。2.2Ahの18650の最大電流は4A程度です。これを並列数に掛算した値がセットのピーク電流よりも大きいことを確認してください。



このようなステップで電池パックを決めていくと、一般的にはかなり大きな電池パックが必要ということになってしまいます。サイズ、重量、そして何よりも予算に余裕があれば、もちろんこれで構いません。しかし一般的にはそれぞれに制限があるため、ご相談、検討することになります。



充電をどうするかご検討ください。ハードパックの電池は独立した充電器で充電するのが一般的です。ソフトパックで、機器の内部に組み込まれた電池パックはセットごと充電器に載せるか、セットの中に充電制御回路を組み込み、セットにはライン入力またはACアダプターからの直流電圧を入れることになります。ライン入力をセットに接続する場合はセットとして電気用品安全法の規制に適合する必要があるため、できれば、電気用品安全法の認定を取得した既成のACアダプターを使用するのがお勧めです。



製品の出荷先を決め、必要な規格への適合を決めてください。規格認定取得ごとにかなり高額な費用が必要となります。



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1. 電池とは何か

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