バッテリー電圧とは？総合ガイド

電気自動車、再生可能エネルギー・システム、ポータブル・エレクトロニクスが不可欠となった現代社会において、バッテリーは技術革新の原動力として中心的な役割を果たしています。しかし、容量、電流、エネルギー密度など、バッテリーに関連するあらゆる技術仕様の中で、電圧は最も重要なパラメータの1つであり、時に誤解されることもあります。

この包括的なガイドでは、バッテリーの電圧とは何か、電圧はどのように機能するのか、そしてなぜ電圧を理解することがアプリケーションに適したバッテリーを選択するために不可欠なのかを説明します。eBikeの設計でも、エネルギー貯蔵システムの開発でも、単に電力システムについて学ぶ場合でも、電圧は電気的性能の基礎です。

1.電圧の基礎を理解する

電圧とは、2点間の電位差を表すもので、バッテリーでいえばプラス端子とマイナス端子のことである。電圧は、回路を通して電荷を押し出す「圧力」と考えてください。電圧が高ければ高いほど、電子を動かして負荷に電力を供給するための電気的な力が大きくなります。

単位はボルト（V）で、1800年に最初の電池を発明したアレッサンドロ・ボルタにちなんで名付けられた。要するに、電圧はバッテリー内部の電気力の強さを教えてくれる。適切な電圧がなければ、大容量（Ah）のバッテリーであっても効果的に機器を駆動することはできません。

2.バッテリー電圧の種類：公称、最大、カットオフ

どのバッテリーも特定の電圧範囲で作動する：
- 公称電圧：通常動作時の標準電圧または平均電圧。
- 最大電圧：フル充電時の最高電圧。
- カットオフ電圧：バッテリーが放電を停止するまでの最低安全電圧。

リチウムイオンバッテリーの場合、一般的にセルあたり3.0Vから4.2Vの範囲であり、LiFePO₄の場合はセルあたり2.5Vから3.65Vである。

3.電圧と電力および容量の関係

電圧は電位を測定し、容量（Ah）は電荷を測定する。総エネルギーは次式で与えられる：
エネルギー（Wh）＝電圧（V）×容量（Ah）
例えば、48V 15Ahのリチウム・バッテリーは720Whのエネルギーを供給する。電圧は、デバイスが消費する電流にも影響する。高電圧システムは、同じ電力に対してより少ない電流で済み、効率が向上する。

4.一般的なバッテリー電圧とその用途

- 低電圧（1.2V-12V）：玩具、小型電子機器、車載システム。
- 中電圧（24V-60V）：eBike、スクーター、AGV、軽EV。
- 高電圧（72V以上）：フォークリフト、ゴルフカート、エネルギー貯蔵システム。

5.直列および並列構成の電圧

セルを直列に接続すると電圧が増加し、並列に接続すると容量が増加する。例：13S×3.7V＝公称48.1V。適切な構成により、性能と安全性が保証されます。

6.電圧降下とその影響

バッテリーが放電すると、内部抵抗、負荷、温度によって電圧は自然に低下します。スマートBMSシステムは、これらの変動を監視・管理するのに役立ちます。

7.バッテリー管理システム（BMS）の役割

BMSが電圧、電流、温度を監視し、過充電、過放電、過熱を防ぐ。深圳第一電力能源有限公司の高度なシステムには、スマート・モニタリングと故障診断が含まれています。

8.バッテリー選びで電圧が重要な理由

適切な電圧を選択することで、安全性と互換性が確保されます：
- 36V：通勤用eBike（250～350Wモーター）
- 48V：より強いトルク（500～750Wモーター）
- 60V-72V：高性能車または産業車

9.電圧とバッテリー化学

10.バッテリー電圧の測定と監視

電圧はマルチメーターまたはスマートBMSで測定できます。ファーストパワーのスマートパックは、Bluetooth/CAN電圧データを提供し、高精度なモニタリングを実現します。

11.電圧、温度、性能

電圧動作は温度によって変化する-低温は性能を低下させ、熱は老化を促進する。熱制御は安定性を維持します。

12.今後の動向

より高い電圧システム（400V-800V）とよりスマートなBMSが、次世代の電気自動車とエネルギー貯蔵技術をリードする。

バッテリーの電圧は、性能、効率、安全性を定義します。電圧を理解することで、より良いシステムを設計し、故障を防ぐことができます。

プロの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、先進のBMS、UL2271/EN50604認証、堅牢な設計を備えた36V-72Vスマートバッテリーパックを、世界中のeBike、AGV、エネルギー貯蔵システム向けに提供しています。

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、カスタムエネルギーソリューションを専門とするプロのリチウム電池メーカーである。同社はeBike、AGV、ロボット、家庭用エネルギーシステム用の高品質バッテリーパックを生産している。12年以上の経験、先進的な生産ライン、国際認証を有する、 イーツァン 技術革新と持続可能な電力技術でリードし続けている。