電力変換とリチウムイオンバッテリーの基礎知識 専門メーカーだからできる技術

電力変換とリチウムイオンバッテリーの基礎知識 専門メーカーだからできる技術

キャンピングカー、車中泊、独立型太陽光発電システムなどに電源やバッテリーを選ぶ際に、どのような製品を選んで、安心安全に使えるかは、悩んだことがあるではないでしょうか?“電源は交流と直流があるけど、その違いは?”、“なぜリチウムイオンバッテリーが選ばれるの?”、“リチウムイオンバッテリーはいろんな種類があるけど、どのように選んだほうが良いの?”、今回は電源やリチウムイオンバッテリーについて、基礎知識をご紹介します。

なぜ「電源」が必要なのか?

人間の食べるご飯と同じように、電気で動く機器内には、必ず電源部が入っています。 機器内に組み込まれており、あまり表面から見えないため、注目されていませんが、電気機器の安定動作及び信頼性は、電源の品質に大きく左右されます。下図に交流で動作する機器と直流で動作する機器の一例を示します。言い換えれば、電源がなければ電気機器は動きません。

なぜ「電源」が必要なのか?

電力変換の形態

電力変換とは、電力の形態を変更することです。下図のように、 ①交流(AC)から直流(DC)に変換したり(整流:Rectify)、 ②直流から直流に変換したり、③直流から交流に変換したり(インバーター:Inverter)、 ④交流から交流に変換したり、使いたい電気エネルギーに変換します。

電力変換の形態

なぜ「リチウムイオン電池」が選ばれるのか?

ズバリ!リチウムイオン電池は小型・軽量・長寿命であるためです。
下図に示す各種電池のエネルギー密度図は、リチウムイオン電池のエネルギー密度が高く、同じエネルギー貯蔵なら、より小さく、より軽くできるため、持ち運びなどの利便性向上につながります。また、電池の寿命比較図では、リチウムイオン電池の寿命が長く、同じ使用年数で交換不要なため、ライフサイクルコストや交換工数の低減につながります。そのほか、リチウムイオン電池を利用した蓄電システ ムでは、小型・軽量・長寿命のため、重機などの搬入施工コストや建物構造対策コストの低減にもつながります。

なぜ「リチウムイオン電池」が選ばれるのか?

鉛電池に比べて、リチウムイオン電池は自己放電がほとんどなく、内部抵抗も低いため、放電効率がよく省エネにつながります。

自己放電の比較

一般的に鉛電池は 1時間率、5時間率、10時間率、20時間率で容量を表示されます。例えば、5時間率100Ah容量の鉛電池は、20A(容量 ÷ 時間率)の電流を流すと5時間で放電終止になります。一方でリ チウムイオン電池の放電容量は、Cレートで表示されます。例えば、0.2Cの100Ah容量のリチウムイオン電池は、20A(容量×Cレート)の電流を流すと5時間で放電終止になります。下図に示す放電容量差では、鉛電池は時間率で放電可能な容量差がありますが、リチウムイオン電池はそのような容量差がありませんので、定格容量分をフルに活用することができます。そのため、電池導入のコスト削減につながります。

鉛電池とリチウムイオン電池の容量差

リチウムイオン電池選定の考え方

電気仕様の関係
環境仕様の関係

ハレスイッチ(Hare Switch)は、専門技術に基づいてキャンピングカー・車中泊・アウトドア用の電源やバッテリー製品を開発して、各利用シーンを考慮した安心安全な商品を提供しています。