EVの安全性は高度なバッテリーマネジメントに依存

E-スクーターをはじめとする低速電気自動車（EV）の急速な普及は都市のモビリティを変革していますが、同時にライダーの安全と車両の信頼性を確保するため、より高度なバッテリーマネジメントシステム（BMS）が求められています。

リチウム系電池へのシフト

高速EV（自動車、トラック、SUV）が注目を集める一方、低・中速セグメント（E-バイク、E-スクーター、電動スケートボード、ATV）は、より長寿命で軽量なバッテリーパックによって急成長しています。Global Market Insightsのレポートによると、E-バイクおよびE-スクーター市場は2019年に300億ドルと評価され、年平均成長率4%以上で2026年までに400億ドルに達すると予測されています。

鉛酸からリチウムへ

歴史的に、小型E-ビークルやE-バイクには鉛酸（PbA）電池が採用されてきました。しかし、より軽量で環境に優しく、安全な電池化学への追求が、リチウムベースのソリューション（リチウムイオン、LiFePO₄）への移行を加速させています。特に軽量EV（LEV）において顕著です。これらの化学系は高いエネルギー密度、軽量化、安全性向上を実現し、より機敏でレスポンスの良いE-バイクやスクーターを可能にします。

E-スクーターの販売が急増しています。

安全規格の整備

中国では、電子部品を含む自転車の包括的な安全性を規定するGB 17761-2018規格が2019年4月に正式採用されました。インドやその他の市場でも、E-バイク登録の制限（速度25km/h上限、リチウム電池義務化、ペダル装着義務）を設け、ライダーの安全性を高める類似規格の策定が進んでいます。

空飛ぶクルマやホバーボードが現実味を帯びる未来を見据えると、リチウムベース電池が業界標準となることは確実です。それらの安全な運用を確保するため、堅牢なバッテリー監視が不可欠なイネーブラーとなります。

目的を持った監視：リアルタイムデータがもたらす安心

セル電圧、電流、温度に関するリアルタイムデータを提供するバッテリー監視ソリューションは、より安全で大容量なパック設計に必要な自信を与えます。正確なセンシングにより、パラメータが安全限界を超える前に、充放電停止などの保護アクションをトリガーできます。

温度管理の重要性

温度は極めて重要な要素です。5℃以下ではリチウム系電池の性能が低下し、動作や充電が制限されます。45℃以上では過熱を防ぐため充電が制限され、さらに温度が上昇すると放電も制限されます。これらの制限は、バッテリーの膨張や爆発を引き起こす熱暴走を防ぐためのものです。

例えば、テキサス・インスツルメンツ（TI）のBQ76942およびBQ76952は、内部ダイ温度と外部サーミスタ読み取りの両方を監視します。統合された熱保護機能により、極端な温度が検出されると自動的に充放電を遮断します。

リチウムベース電池で駆動するE-バイク。

電圧・電流監視によるきめ細かな制御

温度に加え、電圧と電流の監視によりバッテリー健全性の精密な制御が可能になります。セルの開放電圧が定格充電電圧を超える場合、監視システムは過電圧を検知して充電を停止し、余剰エネルギーを熱として放出します。同様に、過電流状態では保護用スイッチFETが作動してパックを保護します。

精密な電圧、電流、温度データを組み合わせることで、設計者はエネルギー効率の最適化、サイクル寿命の延長、ライダーの安全確保に必要な洞察を得られます。

将来展望：安全と長寿命を標準設計に

安全性と長寿命を優先するバッテリー監視ソリューションの選択は、すべてのE-バイクメーカーにとって標準的な設計プラクティスであるべきです。高度な監視と洗練された製造プロセスの組み合わせは、安全性を高めるだけでなく、電動交通の環境メリットをさらに拡大します。

これからの時代、道路が不要になるかもしれませんが、安全で信頼性が高く、効率的なバッテリーは間違いなく必要とされ続けるでしょう。

追加リソース

• 次世代バッテリーモニター：精度向上とランタイム延長でバッテリー安全性を改善する方法
• バッテリー監視システムにおける温度測定精度の向上
• バッテリー監視システムにおける電圧測定精度の向上
• バッテリーモニターの精度に疑問？ これらのヒントで安全性と精度を向上

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— Vikram Sundaram, Product Marketing Engineer, Texas Instruments.

>> この記事は姉妹サイトEE Timesで最初に公開されました。

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