LiFePO4 電動三輪車バッテリーのサイクル寿命は何によって決まりますか?

バッテリーのサイクル寿命は、電動三輪車のメーカー、車両管理者、販売業者によって最初にチェックされる仕様の 1 つです。ただし、データシートに示されている数値は、実際の動作でバッテリーがどれくらいの時間使用できるかを完全に説明するものではありません。セルの品質、放電深度、充電条件、積載量、道路の勾配、温度、バッテリー管理はすべて、最終的な耐用年数に影響します。

サイクルは通常、蓄積された放電がバッテリーの定格容量の 100% に達したときにカウントされます。たとえば、50% の 2 回の放電は、1 つの完全なサイクルにほぼ等しくなります。通常、サイクル寿命の終わりは、バッテリーが突然動作しなくなることを意味するものではありません。これは通常、残りの容量が定義されたレベル (通常は元の定格容量の 80%) まで低下したことを意味します。

一般に LiFePO4 または LFP として知られるリン酸鉄リチウムは、安定した熱性能、長いサイクル寿命、信頼性の高い大電流出力を兼ね備えているため、電動三輪車に広く使用されています。-。鉛酸バッテリーと比較して、LFP バッテリー パックは軽量でより多くの利用可能なエネルギーを提供でき、シャーシ、サスペンション、駆動システムにかかる負荷を軽減します。

セルグレードはバッテリーの化学的性質と同じくらい重要です。グレード-自動車用セルは、容量、内部抵抗、自己放電、一貫性についてより厳格な管理のもとで製造されています。-低グレードのセルでも、最初は規定の電圧と容量に達する可能性がありますが、充電と放電を繰り返すと、個々のセル間の違いがより明らかになります。

1 つの弱いセルが他のセルよりも早く電圧制限に達すると、BMS はパック全体の充電または放電を停止する必要があります。その結果、ほとんどのセルがまだ許容可能な状態にあるにもかかわらず、完全なバッテリーの使用可能な容量が低下する可能性があります。このため、セルの調達、グレーディング、受入検査が長期的なバッテリー性能の基礎となります。-

放電深度 (DoD) は、各動作サイクル中に利用可能なバッテリー容量がどれだけ使用されるかを表します。利用可能なエネルギーの 80% を定期的に使用する三輪車は、最小カットオフ電圧まで繰り返し放電する三輪車よりもセルにかかるストレスが少なくなります。-

放電が深くなると、1回の充電あたりの走行距離が長くなりますが、電気化学的ストレスも増加します。したがって、艦隊運営者は、必要な距離をかろうじて走行できる最小のバッテリーを選択するのではなく、実際の 1 日の航路に応じて容量を選択する必要があります。

たとえば、車両が営業日ごとにほぼ全バッテリー容量を消費する場合、より大きなパックを選択すると平均 DoD を減らすことができます。これにより、重い荷物、交通の遅れ、坂道、バッテリーの老朽化に対応できる航続距離が広がり、パックの耐用年数を延長することができます。

指定された動作およびテスト条件下で、当社の LFP バッテリー パックは、残りの容量が約 80% に達するまでに 80% DoD で 4,000 回を超える充放電サイクルを実現するように設計されています。実際の結果は車両の構成と動作環境によって異なります。

すべてのバッテリー パックには、推奨される最大充電電流があります。充電電流が高くなると充電時間を短縮できますが、セル内でより多くの熱が発生します。最大許容電流で充電を繰り返すと、特に周囲温度が高い場合、劣化が加速する可能性があります。

充電器はバッテリーの化学的性質、公称電圧、充電終了電圧と一致している必要があります。--鉛蓄電池用の充電器は、両方のシステムの公称電圧が類似しているように見える場合でも、自動的に LFP バッテリに使用しないでください。{3}}充電プロファイルと電圧制限は異なる場合があります。

標準構成の場合、51.2V パックは充電終了電圧 58.0V を使用しますが、64V バージョンは 73.0V を使用します。--したがって、充電器の出力、通信プロトコル、コネクタの種類を製造前に確認する必要があります。正しくマッチングすると、セルが過充電から保護され、BMS がパックのバランスを適切に保つことができます。

電動三輪車は、通常の電動自転車よりも厳しい条件で動作することがよくあります。貨物モデルは、農産物、工具、小包、または建設資材を運ぶ場合があります。乗用三輪車は、1 日を通して繰り返しの発進、交通渋滞、荷重の変化に対応する必要があります。

重い荷物を積んで発進したり、急な坂を登ったりする場合は、バッテリーから大電流が必要になります。モーターとコントローラーがバッテリーの設計限界に近い、またはそれを超える電流を定期的に要求すると、セルと電気接続が追加の熱を発生します。電流ピークが繰り返されると、内部抵抗が増加し、容量損失が加速する可能性があります。

バッテリーは、モーター出力、コントローラー電流、車両重量、予想積載量、道路勾配、必要な速度に応じて選択する必要があります。当社の標準製品範囲には、60Ah ～ 314Ah の容量を持つ 51.2V および 64V 構成が含まれます。最大放電電流は一部のモデルで 150A に達し、重量貨物や車両用途に安定した出力を提供します。-

十分な電流容量を選択することは、パフォーマンスだけを考慮するわけではありません。また、バッテリーが限界近くで継続的に動作することを防ぎ、耐用年数を延ばします。

温度はバッテリーの性能と劣化の両方に直接影響します。高温は細胞内の望ましくない化学反応を加速させます。環境からの熱と高い充電または放電電流が重なると、バッテリーの劣化が著しく速くなる可能性があります。

低温では異なる影響が生じます。これらは利用可能な電力を一時的に減少させ、内部抵抗を増加させます。 BMS が適切な保護を提供しない場合、過度に低い温度でリチウム電池を充電すると、セルが損傷する可能性があります。

当社のバッテリー パックは、約 -20 度から 60 度の温度範囲で動作するように設計されており、異常な温度条件に対する BMS 保護が備わっています。それにも関わらず、バッテリーが動作時間と充電時間の大部分を適度な温度範囲内で費やした場合に、最良のサイクル寿命結果が得られます。

熱帯、砂漠、または寒冷気候の市場におけるプロジェクトの場合、選択段階で動作環境について話し合う必要があります。{0}エンクロージャの設計、設置位置、換気、断熱、およびオプションの熱管理をすべて考慮する必要がある場合があります。

BMS はバッテリー パック全体を監視し、保護します。その主な機能には、過充電保護、過放電保護、過電流保護、短絡保護、温度監視、セルバランスなどが含まれます。-

正確な電圧測定は特に重要です。 BMS によってセルが安全な電圧範囲を超えたり下回ったりすることが許可されている場合、そのセルはパックの残りの部分よりも早く劣化する可能性があります。効果的なバランスにより、セル間の電圧差が減少し、バッテリーが長期間にわたってより多くの使用可能な容量を保持できるようになります。

BMS 電流定格もモーター コントローラーと一致する必要があります。低すぎると、加速中または登坂中にシステムが切断される可能性があります。保護しきい値の設定が高すぎると、セルと接続が不必要なストレスにさらされる可能性があります。 OEM およびフリート プロジェクトの場合、公称モーター出力のみに依存するのではなく、車両の実際の電気負荷に応じて BMS 設定を選択する必要があります。

バッテリーの長寿命は、優れたセルだけではありません。-同じパック内のセルは、容量、内部抵抗、電圧が一致している必要があります。一貫性が低いと不均一な充電と放電が発生し、システム全体で使用できるエネルギーが徐々に減少します。

アセンブリの品質も抵抗と発熱に影響します。バスバー、溶接点、ケーブル、コネクタ、ヒューズ、端子は、予想される電流に合わせたサイズにする必要があります。接続が緩んでいたり、導電性コンポーネントが不十分であると、局所的な抵抗が生じ、電圧損失や過剰な発熱が発生します。

バッテリーの製造中、容量テスト、内部抵抗測定、絶縁検査、BMS 検証、充放電テストは、出荷前に問題を特定するのに役立ちます。{0}高負荷の車両用途では、耐振動性とセルの機械的固定も同様に重要です。

業務用電動三輪車は、雨、泥、埃、でこぼこした路面に頻繁にさらされます。筐体内に湿気が侵入すると、端子や電子部品が腐食する可能性があり、繰り返しの振動により接続が緩んだり、固定が不十分なセルが損傷したりする可能性があります。

当社の標準金属エンクロージャは、粉塵や大雨や道路の飛沫などの噴流に対して IP65 の保護を提供します。 IP65 は、バッテリーを水没させたり、至近距離で高圧水で洗浄したりする必要があることを意味するものではありません。-シール、コネクタ、取り付けポイントの正しい取り付けと定期的な検査は引き続き必要です。

バッテリーも車両にしっかりと取り付けられている必要があります。特大のバッテリーコンパートメント内で移動すると、エンクロージャや内部コンポーネントに繰り返し衝撃が伝わり、機械的信頼性が低下する可能性があります。

操作習慣はバッテリー寿命に大きく影響する可能性があります。車両を完全に放電した状態で長期間放置しないでください。勤務終了後は、承認された充電器を使用してバッテリーを再充電し、異常な熱、衝撃、または水への曝露がないかどうかを検査する必要があります。

長期保管する場合、パックは直射日光や極端な温度を避け、乾燥した換気の良い環境に保管してください。{0}} BMS およびその他の電子機器は車両が動作していないときでも少量のエネルギーを消費するため、充電状態を定期的にチェックする必要があります。

フリート管理者は、走行距離、充電時間、異常なシャットダウン イベントを記録することもできます。ルート距離の突然の減少は、タイヤの空気圧、機械的抗力、モーター効率、積載量、またはバッテリーの状態の変化を示している可能性があります。車両全体をチェックすることで、実際の原因が別の場所にある場合でもバッテリーの交換を回避できます。

大量注文または OEM 注文を行う前に、購入者は次の情報を提供する必要があります。

• モーターの定格とピーク電力
• コントローラーの電圧と最大電流
• 1日あたりの必要走行距離
• 平均および最大積載量
• 一般的な道路の勾配
• 利用可能なバッテリー収納部の寸法
• 充電時間の要件
• 使用温度範囲
• コネクタと通信の要件
• 必要な認証と対象市場

これらの詳細により、工場では正しい電圧、容量、放電電流、エンクロージャ、BMS 構成を選択できます。また、航続距離と耐用年数の見積もりもより現実的になります。{1}

サイクル寿命電動三輪車のバッテリーデータシート上の 1 つの仕様ではなく、システム全体によって決まります。高品質の LFP セルは強力な基盤を提供しますが、適切な容量、制御された充電、正確な電流マッチング、正確な BMS 保護、一貫した組み立て、適切な日常操作も同様に重要です。

自動車メーカーや車両管理者にとって、適切なエネルギーと現在の予備量を備えたバッテリーを選択することは、通常、初期購入価格のみで選択するよりも長期的な価値が高くなります。{0}}適切に適合した LFP バッテリーは交換頻度を減らし、安定した毎日のルートをサポートし、電動三輪車の耐用年数全体にわたる総運用コストを削減します。