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2009年11月22日

モータースポーツ&電動レーシングカート バッテリーの容量管理の難しさ

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バッテリー残量計はパソコンだけでなく、様々なモバイル機器でお馴染みになりました。

が、このバッテリー残量計はそれほど正確な値を示していないのが実情です。

もしこの残量をより正確に把握できるようになると、現在のモバイル機器はもう少し時間延長して使用できるようになるでしょう。

バッテリーは種類を問わず、充電して良いエネルギーと、使い切って良いエネルギーがあります。

これを超えると、バッテリーが壊れるだけでなく、超え具合がひどいと、もはやバッテリーとしてではない化学反応や物理現象を伴って、機器やユーザーに対しても危険な症状を発することになります。

充電しすぎることを「過充電」、電流を取り出しすぎることを「過放電」と呼びます。

危険な症状とは異常発熱、破裂(爆発)、内部薬品等の飛散、発火、などが代表的です。

乾電池程度では液漏れとそれによる機器の汚濁程度は経験している方も多いでしょう。

ですが、エネルギー密度が高いモバイル機器用バッテリーや、自動車やオートバイ等の鉛バッテリー、HEV(ハイブリッド自動車)、EV(電気自動車)用のバッテリーなどでは、深刻な結果を伴う可能性も高くなります。

そのため、充電器とバッテリーを使用する機器では、バッテリーの残量を慎重に管理するシステムが組み込まれています。

ただ先述のように、バッテリーの正確な残量を把握することは非常に難しい技術で、現在も充分な技術、研究成果は得られていません。

そのため、あらゆる危険因子を想定して、バッテリーの過充電、過放電を防げる範囲を決め、その範囲内で充電電流、放電電流をモニターする使い方をしています。

100%の理想的容量があるとして、80%まで充電して良いとするんです。

また0%までは使い切らずに、20%まで放電したら電流を出さないようにするんです。

ただ、この容量測定はバッテリー電圧、電流の出入りした量、周辺温度などをモニターして行っています。

ただし現在の技術では、これらがある値になると80%あるいは20%だと「類推」することしか出来ません。

この類推がモニターの誤差あるいはバッテリーそのものの不良などによって、100%を超えるあるいは0%を下回る可能性があり得るのです。

そこで、さらに安全を見て60%まで充電して良く、40%まで放電したら電流を出さないように制御する。

この結果、バッテリー容量のうち20%しか利用できないことになります。

実際のバッテリーの多くはこれほど極端では有りませんが、今後のHEV、EVなどではこれに近い使用方法をする可能性が高いと思います。

バッテリーそのものの進化も求められていますが、バッテリー残量計の高精度化も、バッテリーをフル活用するのには欠かせない、強く期待されている技術です。


posted by papacchi at 18:49| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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