ロボット用バッテリーの正しい選び方とは？

物流、倉庫管理からヘルスケア、農業、サービスロボットまで。すべてのロボットの心臓部には、その性能、信頼性、耐久性を決定づける重要な部品、バッテリーがあります。ロボットに適したバッテリーを選択することは、単なる技術的な決定ではなく、運用効率、メンテナンスコスト、長期的な持続可能性を左右する戦略的な決定なのです。

この記事では、ロボットに最適なバッテリーの選び方、考慮すべき主な要素、その理由について解説する。 東莞伊湛電子科技有限公司 は、高性能ロボット用バッテリーソリューションの世界的なパートナーとして信頼されている。

1.ロボットにおけるバッテリーの役割を理解する

ロボットのバッテリーは、その生命線の役割を果たす。モーター、センサー、コントローラー、通信モジュール、時にはAIプロセッサーのようなオンボードコンピューティングシステムに電力を供給するために必要な電気エネルギーを供給します。据え置き型システムとは異なり、ロボットはしばしば移動します。つまり、長時間中断することなく動作をサポートできるポータブル電源に依存しているのです。

倉庫で商品を移動させる自律移動ロボット（AMR）であれ、工場フロアをナビゲートする無人搬送車（AGV）であれ、ホテルで顧客に挨拶するサービスロボットであれ、適切なバッテリーは直接的に影響する：

• 充電1回あたりの稼働時間
• 重量と操縦性
• 安全性と熱性能
• エネルギー密度と充電時間
• ロボットのライフサイクルにおけるコスト効率

バッテリーの選択を誤ると、作業時間の短縮、頻繁なダウンタイム、オーバーヒートの危険性、あるいはシステムの完全な故障につながる可能性があります。

2.ロボット用の一般的なバッテリーの種類

バッテリーを選択する際には、使用可能な化学的性質を理解することが不可欠です。以下は、ロボットアプリケーションで使用される最も一般的なタイプです：

(1) 鉛蓄電池

長所成熟した技術、低コスト、高い信頼性。

短所：重い、エネルギー密度が低い、充電時間が長い。

用途エントリーレベルのAGV、清掃ロボット、または低出力の機械。

(2) ニッケル水素電池

長所鉛蓄電池より安全で軽く、エネルギー密度は中程度。

短所：メモリー効果、寿命の短さ、充電率の低さ。

用途小型サービスロボット、教育用ロボット

(3) リチウムイオンバッテリー

長所高エネルギー密度、軽量、急速充電、長サイクル寿命。

短所：コストが高い、インテリジェントなBMS（バッテリー管理システム）が必要。

用途ほとんどの産業用ロボット、AGV、AMR、配送ロボット、パトロールロボット。

(4) リン酸鉄リチウム（LiFePO₄）バッテリー

長所優れた安全性、長いサイクル寿命（3000サイクル以上）、熱安定性。

短所：標準的なリチウムイオン電池よりもエネルギー密度がやや低い。

アプリケーションAGV、倉庫ロボット、サービスロボット、協働ロボット。

その中でも、LiFePO₄とLiイオン電池は、安全性、性能、効率のバランスの良さから、現代のロボットシステムで最も広く使用されている。

3.ロボットバッテリーを選ぶ際に考慮すべき主な要素

ロボットアプリケーションに最適なバッテリーを選択するには、いくつかの重要なパラメータを評価する必要があります：

(1) 電圧と容量の要件

バッテリーの電圧は、ロボットのモーターとコントローラーの仕様に合わせる必要があります。一般的なロボットシステムでは、24V、36V、48V、あるいはそれ以上の電圧が使用されている。
容量(Ah)は、ロボットが1回の充電で作動できる時間を決定する。例えば、倉庫用AGVの場合、8時間の連続運転には48V 50Ahのパックが必要です。

(2) エネルギー密度

エネルギー密度とは、単位重量または単位体積あたりにどれだけの電力を蓄えることができるかを定義するものである。密度が高いほど、かさばることなく長時間動作することを意味し、軽量で機敏でなければならない移動ロボットにとって極めて重要である。

(3) サイクル寿命

ロボットは毎日複数のシフトで稼働することが多いため、バッテリーは頻繁に充電サイクルを繰り返します。LiFePO₄のような高サイクル寿命のケミストリーを選択することで、より長いサービス時間と低い総所有コストを保証します。

(4) 充電時間

ダウンタイムは生産性に影響します。特にスマートBMSを搭載した急速充電リチウム・バッテリーは、1～2時間以内に再充電できるため、アイドル時間を最小限に抑え、効率的な操業を維持することができます。

(5) 安全性と安定性

ロボット工学では安全性が最も重要です。高品質のBMS（バッテリー管理システム）は、過充電、過放電、短絡、熱暴走から保護する必要があります。LiFePO₄ケミストリーは、熱的・化学的安定性に優れているため、連続使用のロボットに最適です。

(6) 動作環境

温度、湿度、振動を考慮する産業用ロボットは過酷な環境で作業することが多い。そのため、防水性（IP65/IP67）と耐振動性を強化した堅牢なバッテリーパックが不可欠です。

(7) スマート・バッテリー・マネージメント

最新のロボットは、CAN/RS485通信、リアルタイムモニタリング、診断を備えたスマートBMSを統合しています。これらのシステムは、電圧、温度、振動などのライブデータを提供します。
担当者がメンテナンスを計画し、予期せぬシャットダウンを回避するのに役立つ。

4.LiFePO₄バッテリーがロボットに最適な理由

従来のリチウムイオンバッテリーと比較して、LiFePO₄（リン酸鉄リチウム）はいくつかの理由でロボット工学に好ましい選択肢となっている：

高い安全性：高温下でも極めて安定しており、爆発の危険性はない。

長寿命：標準的なリチウムイオンが800～1000サイクルであるのに対し、3000～5000サイクル。

高効率：95%以上の充放電効率。

環境にやさしい：無害でリサイクル可能な素材構成。

広い温度範囲：20°Cから+60°Cまで確実に動作。

LiFePO₄は、安定した長期稼働を必要とする自律型ロボットに、厳しい条件下でも安心と信頼性の高い性能を提供します。

5.ケーススタディロボットバッテリーソリューション 東莞伊湛電子科技有限公司

中国の大手リチウム電池メーカーとして、 東莞伊湛電子科技有限公司 は、産業機器、ロボット、AGV、eモビリティ機器向けにカスタムリチウムバッテリーソリューションを提供して12年以上の経験があります。

カスタマイズされたバッテリー設計

Yizhanのエンジニアリングチームは、電力要件、スペースの制約、および通信プロトコルに基づいて、各ロボットバッテリーパックを調整します。24V 20Ahのコンパクト設計であれ、72V 50Ahのハイパワーソリューションであれ、すべてのパックは最適なパフォーマンスのために設計されています。

スマートBMSの統合

すべてのYizhanロボットバッテリーは、CANBusまたはRS485通信をサポートするインテリジェントBMSを装備しており、ロボットと電源システム間のリアルタイムの監視とデータ交換を可能にします。

安全性と耐久性の向上

各バッテリーは、短絡試験、振動試験、耐熱試験、防水試験などの厳しい安全試験を受けています。多くのモデルがIP65以上の等級を達成しており、過酷な産業環境においても長期的な信頼性を保証します。

認証とグローバルスタンダード

Yizhanのバッテリーは、UL2271、IEC62133、UN38.3、CE、RoHSなど、主要な国際安全・品質認証を取得しています。コンプライアンスに準拠することで、グローバルなロボットシステムへのシームレスな統合と、国際的な輸出準備が保証されます。

幅広い用途

AGV & AMRバッテリー：24V/36V/48VリチウムおよびLiFePO₄パック、ロジスティクスおよび倉庫管理用。

サービスロボット：スマートな通信機能を備えた小型軽量パック。

巡回・配送ロボット：急速充電機能を備えた長寿命バッテリー。

協働ロボット（Co-bot）：安定した電圧供給で精度と安全性を確保

標準化されたモジュールと完全にカスタマイズされたバッテリーソリューションの両方を提供することで、Yizhanは世界のロボットメーカーがより高い効率性、より長い稼働時間、よりスマートな電源管理を実現できるよう支援しています。

6.ロボット用バッテリーの未来

ロボットの進化に伴い、バッテリー技術も急速に進歩している。いくつかのトレンドが未来を形成している：

固体電池：より高いエネルギー密度と安全性を提供します。

急速充電テクノロジー：充電時間を30分以内に短縮。

モジュール式バッテリーシステム：簡単な交換で連続運転が可能。

AI統合BMS：データ分析でメンテナンスの必要性を予測。

リサイクルと持続可能性：環境に優しい素材と再利用性を重視。

Yizhanは研究開発と次世代リチウム技術への投資を継続し、同社のロボット用バッテリーがインテリジェント・オートメーションの増大し続ける電力需要に対応できるようにしている。

7.結論未来を動かすロボットへの電力供給

ロボットに適したバッテリーを選ぶには、エネルギー密度、安全性、寿命、コスト効率のバランスが重要です。オートメーションが世界の産業にとって不可欠になるにつれ、信頼性が高くインテリジェントなバッテリーシステムの需要は高まり続けるでしょう。

10年以上にわたる製造経験、高度な生産設備、そして品質に対する世界的な評価、 東莞伊湛電子科技有限公司はロボットパワーソリューションの最前線にいる。

製造、物流、スマートライフの未来を形作るロボットに電力を供給します。

について 東莞伊湛電子科技有限公司

東莞伊湛電子科技有限公司 は、AGV、AMR、ロボット、ゴルフカート、eBike、産業機器などの用途向けにLiFePO₄とリチウムイオン電池パックを専門とするリチウム電池の専門メーカーです。
強力な研究開発能力、完全な品質管理システム、国際的な認証により、Yizhanは世界中の顧客に信頼性が高く、安全で高性能なエネルギーソリューションを提供している。