e-Wagonのバッテリーシステムを作る

e-Wagonは世界初の電動ユーティリティワゴン。荷物の持ち運びをシンプルかつ楽しくする電動システムを搭載しています。この電動ワゴンを実現したバッテリー開発プロセスをご紹介します。

なぜ電気自動車を選んだのか

アウトドア用品の持ち運びは、時に疲れ果てて、外に出るのが億劫に感じられるほどです。私たちと同じ気持ちなら、もっと良い解決策があるのではないかと疑問に思うかもしれません。そして、実はあるのです。

e-Wagonの導入により、実証済みの技術と革新的な電力システムを組み合わせた、ユーザーフレンドリーなソリューションを実現しました。そして、そのすべてはバッテリーから始まります。

バッテリーの選択

最初に頭に浮かんだのは、どのような種類のバッテリーを使うかという疑問でした。最終的に、業界で広く採用されている三元リチウムとLiFePo4に絞り込みました。三元リチウムはLiFePo4に比べてエネルギー密度が高く、軽量で省スペース設計に適しています。e-Wagonの重量を可能な限り抑えたい私たちにとって、これは重要なポイントです。

さらに、e-Wagonは屋外での使用を想定しているため、-4℉から140℉の温度範囲で使用可能なバッテリーシステムを選択しました。LiFePo4は他の業界での利点があるものの、私たちの想定する用途では三元系リチウム電池に及ばなかったため、最終的に三元系リチウム電池を採用することにしました。

バッテリー開発プロセス

その後、バッテリーシステムの開発に移りました。多くの要素を考慮しました。モーター出力、全体的な速度、容量、そして1回の充電で走行できる距離など、様々な要素を考慮しました。計算によると、約200Whのバッテリー容量が必要で、そこからが面白くなってきたのです。

バッテリーセルの選択

市場で標準的なバッテリーセルには、18650と21700があります。この命名法の内訳は非常に分かりやすく、最初の2桁の数字は直径（mm）、3桁目と4桁目は長さ（mm）を表します。つまり、市場で最も開発が進み、信頼性の高いバッテリーセルの一つである18650は、直径18mm、長さ65mmです。高い信頼性、成熟した技術、安全基準、そして生産能力を理由に、私たちは18650バッテリーセルを選択しました。

充電/放電速度

18650バッテリーセルを選んだ後、Cレート、つまりバッテリーの充放電速度を決定することにしました。これは重要なポイントです。一般的に、Cレートの高いバッテリーセルは一定時間内により多くの電力を放電できるため、モーター性能が向上します。モーター性能が向上すれば、機材を持ち運ぶ際の負担が軽減されます。

最終的に、5C、2500mAh 18650 バッテリー セルを選択しました。これにより、バッテリー パックはホイール モーターの要件を満たすために 15A で放電できるようになりました。

他のコンポーネントのためのスペースを節約

私たちのバッテリーパックには約20個の18650セルが必要ですが、コントロールパネル、PCB、BMS、充電ポート、その他の配線など、他のコンポーネントのためのスペースを節約できるような構造にする必要がありました。最適なバランスに到達するまで、内部構造設計と外観の工業デザインを同時に開発するのに多くの時間を費やしました。

バッテリーシステムコンポーネント

コントロールパネル

e-Wagonの頭脳。すべての制御システムはプリント基板（PCB）に統合されています。すべてのセンサー信号、制御コマンド、そしてユーザーインタラクションはここで処理されます。その重要性ゆえに、ハードウェアとソフトウェアの両方を組み合わせた非常に複雑なコンポーネントとなっています。PCBの開発とスムーズな制御ロジックシステムの構築には、多くの時間を費やしました。このシステムは相互排他性と集合的網羅性（MECE）を備え、すべての信号を正しく読み取り、単一のアクションのみで動作させる必要があります。

BMS

バッテリー管理システム（BMS）は、電流、電圧、温度をリアルタイムで制御します。これにより、バッテリーは500サイクル後も容量の75%を維持できます。

充電ポート/ワイヤー

充電ポートとケーブルも厳格な規制下でテストされています。e-Wagonでは、世界クラスのサプライヤーと協力し、お客様に最適なソリューションを提供しています。