カスタム リチウム バッテリ パックの選択: OEM 機器向け 24V vs 48V vs 51.2V

カスタム リチウム バッテリ パックの選択は、電圧が高いほど、またはアンペア時定格が大きいほど自動的に優れているという前提ではなく、機器の電源アーキテクチャから始める必要があります。

OEM 機器の場合は、24V、48V、および 51.2V クラスのプラットフォームがそれぞれ適切です。正しい選択は、許容可能な電圧ウィンドウ、連続電力とピーク電力、実行時間、充電器、モーター コントローラー、ケーブルとコネクタの制限、BMS 通信、機械スペース、動作環境、検証計画、および対象市場によって異なります。

簡単な答え:電流と導体の要件が実用的な場合、低電圧プラットフォームはコンパクトまたは低電力の機器に適しています。 48V クラスのシステムは、多くの産業用負荷に対して有用なバランスを提供できます。 51.2V クラスのプラットフォームは、高エネルギー システムや監視対象システムに適合する可能性がありますが、48V システムと自動的に互換性があるものとして扱ってはなりません。常に完全な電圧範囲とすべての接続コンポーネントを確認してください。

電圧プラットフォームが重要な理由

電力は電圧と電流に関係します。

電力 (W) = 電圧 (V) × 電流 (A)

同じ電力の場合、システム電圧を増加させると、理想的な計算で必要な電流が減少します。

電流が低いと、電圧降下、導体の加熱、コネクタのストレス、およびケーブルサイズの圧力が軽減される可能性があります。ただし、これらのメリットは自動的に得られるものではありません。実際の性能は、デューティ サイクル、導体抵抗、ケーブル長、コネクタ設計、温度、BMS 制限、セル構成、および保護戦略に依存します。

電圧は以下にも影響します。

• 充電器の選択

• モーターコントローラーとインバーター

• DC/DCコンバータ

• ヒューズ、リレー、コンタクタ

• BMS しきい値

• コネクタの沿面距離とクリアランスの要件

• 測定および通信アーキテクチャ

• サービス手順

このため、カスタム リチウム バッテリー パックの選択は、バッテリーのみの計算ではなく、システム レベルで決定されます。

電圧ラベルだけを比較しないでください

「24V」、「48V」、または「51.2V」の製品名は、全動作範囲を表すものではありません。

機器チームは以下を確認する必要があります。

• バッテリーの公称電圧

• 最大充電電圧

• 最低放電電圧

• 機器の最小および最大入力電圧

• 充電器の出力と充電プロファイル

• BMS の過電圧および不足電圧のしきい値

• コントローラーまたはインバーターの制限

• ケーブルとコネクタによる電圧降下

• 起動時および再生イベント中の動作

同様の電圧ラベルが付いた 2 つの製品でも、最大電圧と最小電圧が異なる場合があります。あるバッテリーで動作するコントローラー、充電器、DC/DC コンバーターは、別のバッテリーには適さない場合があります。

から選択する前に、産業用リチウム電池の製品範囲、モデル名に依存するのではなく、プロジェクト固有の完全なデータを確認してください。

24V クラスのプラットフォームが合理的な場合

24V クラスのシステムは、機器の電力要件が中程度で、コンパクトなパッケージング、統合の簡素化、または既存の 24V 電気アーキテクチャとの互換性を優先する場合に適しています。

潜在的な用途には次のものがあります。

• 産業用ハンドヘルドまたはポータブル端末

• コンパクトな監視・検査装置

• 小型のロボットまたは自動化モジュール

• 計器および制御装置

• 既存の 24V アーキテクチャに基づく置き換えプロジェクト

潜在的な利点

• すでに 24V コンポーネントを中心に設計されている機器とより簡単に統合できる可能性があります

• コンパクトで中程度の電力のシステムに実用的

• 充電器とコントローラーがすでに固定されている場合は交換が簡単になる可能性があります

• 実行時と負荷が許せば、より小さいパック アーキテクチャをサポートできます。

評価すべき主なリスク

• 同じ電力に対して 48V よりも高い電流が必要です

• ケーブルとコネクタの損失がさらに深刻になる可能性があります

• 起動またはモーターのピークにより、電圧低下または BMS 保護がトリガーされる可能性があります

• 容量を追加しても、必ずしも現在の配信の問題が解決されるわけではありません

• 将来の機器の電力増加により、元のプラットフォームのマージンを超える可能性があります

機器が物理的に小さいという理由だけで 24V クラスのプラットフォームを選択すべきではありません。負荷プロファイルを測定し、電流、温度上昇、電圧降下、コネクタの設計、および実行時間が許容範囲内であることを確認します。

48V クラスのプラットフォームが合理的な場合

48V クラスのシステムは、機器メーカーが選択した電気アーキテクチャの範囲内でありながら、コンパクトなプラットフォームが快適に提供できる以上の電力または実行時間を必要とする産業機器向けに検討されることがよくあります。

考えられるプロジェクトの種類は次のとおりです。

• 移動式産業機器

• ロボット、AGV、AMR

• 清掃またはマテリアルハンドリングプラットフォーム

• 自動機械

• 産業用バックアップモジュール

• 低電圧アーキテクチャからの機器のアップグレード

潜在的な利点

• 同じ理想電力でも 24V システムよりも低い電流

• 高出力機器のケーブルとコネクタの圧力を軽減する可能性があります

• 幅広い産業用コントローラーと充電アーキテクチャに適合可能

• 中エネルギー以上のエネルギーパック設計のための余地を提供

評価すべき主なリスク

• コントローラーと充電器の互換性は全電圧範囲にわたって確認する必要があります

• ピーク電流と持続時間は依然として重要

• エネルギー容量が大きくなると、機械的、熱的、輸送上の問題が生じる可能性があります

• 統合機器では通信要件がより複雑になる場合があります

• 48V ラベルは化学的性質、充電電圧、BMS 設定を定義しません。

モバイル機器の場合は、加速、旋回、昇降、制動、坂道動作、付属品の負荷を含む測定負荷波形をリクエストしてください。平均電流だけでは、最も重要な設計条件が隠れてしまう可能性があります。

51.2V クラスのプラットフォームが合理的な場合

51.2V クラスのプラットフォームは、高エネルギー機器、監視対象のバックアップ システム、産業用ロボット、通信機器、または定義済みの BMS インターフェイスを必要とする設備に検討できます。

考えられるプロジェクトの種類は次のとおりです。

• 大型モバイル機器

• 産業用ロボットシステム

• 通信または監視のバックアップ

• 機器レベルのエネルギー貯蔵

• リモートステータスデータを必要とする固定システム

• 高エネルギーのカスタム OEM プロジェクト

潜在的な利点

• 高エネルギーのシステム アーキテクチャをサポート可能

• 詳細な BMS モニタリングが必要なプロジェクトに適している可能性があります

• 完全なプロトコルが定義されている CAN または RS485 と統合可能

• 同じ理想的な電力でも、低電圧システムに比べて電流が削減される可能性があります

評価すべき主なリスク

• 51.2V クラスのバッテリーは、48V バッテリーと自動的に交換できません。

• 最大充電電圧が既存の機器の制限を超える可能性があります

• 充電器、インバーター、DC/DCコンバーター、コンタクター、ヒューズ、BMSの設定をすべて確認する必要があります

• 大きなパックの場合は、取り付け、重量、サービス、冷却、および輸送の計画に注意が必要です

• 並列操作やシステム拡張は、技術的な確認なしに想定しないでください。

電圧ラベルからセルの化学的性質を推測しないでください。化学的性質、構成、充電制限、保護しきい値、および提案された製品の正確な証拠を確認します。

24V vs 48V vs 51.2Vの比較

選択要因	24Vクラスのプラットフォーム	48Vクラスのプラットフォーム	51.2Vクラスのプラットフォーム
典型的なデザインの方向性	コンパクトまたは中出力の機器	中出力産業用機器	高エネルギーまたは監視された産業システム
等しい理想電力での電流	3つの中で一番高い	24V未満	正確な電圧に応じて、48V までの同様のシステムレベル範囲
ケーブルとコネクタの圧力	高出力ではさらに大きくなる可能性があります	多くの場合、同じ電力であれば管理が容易です	電流、アーキテクチャ、保護に一致する必要がある
メカニカルスケール	コンパクト設計にも対応可能	中規模から大規模のデザイン	より大きなエネルギー容量が必要な場合によく使用されます
充電	フル充電プロファイルを確認する	充電器とコントローラーのウィンドウを確認します	48V 充電器との互換性を想定しないでください
コミュニケーション	オプションまたはプロジェクト固有	多くの場合、プロジェクト固有の	監視対象システムにおいて重要なことが多い
主なリスク	過剰な電流または電圧低下	隠れた負荷ピークと統合の仮定	48V と 51.2V を交換可能として扱う

この表は設計フレームワークであり、製品仕様ではありません。最終的な選択には、確認されたパックと機器のデータが必要です。

容量の前に電力を計算する

OEM チームは多くの場合、アンペア時定格を求めることから始めます。電力要件が定義されていない場合、誤解を招く可能性があります。

機器が特定の電力を必要とする場合、理想的な計算では、低電圧プラットフォームは高電圧プラットフォームよりも多くの電流を供給する必要があります。

したがって、パックは次の点について評価する必要があります。

• 最大連続電流

• ピーク電流

• ピーク持続時間

• ピーク繰り返し率

• 電圧低下

• BMS 電流制限

• ケーブルとコネクタの抵抗

• 温度上昇

容量は蓄積される電荷​​量を決定しますが、バッテリーが短時間の高電力イベントに対応できるかどうかだけが決定するわけではありません。

現実的な仮定に基づいて実行時間を計算する

基本的な名目エネルギーの計算は次のとおりです。

公称電力量（Wh）＝公称電圧（V）×定格容量（Ah）

初期計画の場合:

必要な公称エネルギー ≈ 平均負荷電力 × 目標実行時間 ÷ 効率 ÷ 計画された使用可能な割合

実際の実行時間は、次の理由により異なる場合があります。

• 変動負荷

• 温度

• 変換効率

• BMS カットオフ

• 吐出量

• 老齢手当

• 必要な予備

• 充電と動作スケジュール

あらゆる仮定を文書化します。次に、合意されたデューティ サイクルの下で代表的な機器での実行時間を検証します。

ワット時に換算せずに、異なる電圧のアンペア時を比較しないでください。より低い電圧でより高い Ah 値は、より高い電圧でより低い Ah 値よりも少ない公称エネルギーを蓄積する可能性があります。

完全な負荷プロファイルを確認する

強力な負荷プロファイルにより、以下が分離されます。

• スリープ電流

• 待機電流

• 通常動作電流

• 最大連続電流

• 起動電流

• 加速またはピークの持ち上げ

• コミュニケーションのピーク

• 冷暖房負荷

• 回生電流

• ピークの持続時間と頻度

ロボットやモバイル産業機器の場合は、実際の動作サイクルにわたる電流を記録します。始動、加速、旋回、傾斜動作、積載量の変更、ドッキング、充電、付属品の積載が含まれます。

時間ベースの波形は、単一の最大電流値よりも役立ちます。

充電器とバッテリーを正確に一致させる

充電器は確認済みのバッテリー構成と BMS 要件に一致する必要があります。

特定：

• 充電器出力電圧

• 充電電流範囲

• 充電プロファイル

• コネクタとピンの割り当て

• 通信要件

• 最大充電時間

• 充電温度条件

• 充電中に機器が動作するかどうか

• 障害と回復の動作

マーケティングラベルに「48V」または「24V」と書かれているという理由だけで充電器を使用しないでください。実際の出力と制御方法を確認してください。

カスタム機器については、レビューをご覧ください電池設計、サンプリング、システムマッチングサービス充電器とバッテリーのアーキテクチャがフリーズする前に。

BMS と通信要件を定義する

BMS 要件には次のものが含まれる場合があります。

• 過充電および過放電保護

• 過電流および短絡保護

• 温度検知

• 充電および放電の許可

• 充電状態レポート

• 障害ロギング

• 睡眠と覚醒の制御

• サービス診断

CAN または RS485 の場合、次を定義します。

• 物理インターフェース

• プロトコル

• ボーレート

• メッセージ識別子

• スケーリングと単位

• 更新間隔

• アラームの定義

• ノードアドレス指定

• コミュニケーションロスへの対応

「CAN サポート」または「RS485 サポート」では互換性は確立されません。バッテリーとホスト コントローラーは同じプロトコルと動作を使用する必要があります。

機械的統合をチェックする

提供する：

• 最大の長さ、幅、高さ

• 重量制限

• 取付方向

• 取り付け穴またはブラケット

• コネクタの位置

• ケーブル取出し方向

• サービスクリアランス

• 冷却条件

• 重心の制約

• 振動・衝撃環境

電圧が高いからといって自動的にバッテリーが大きくなるわけではありません。物理的なサイズは、エネルギー、電力、セル形式、エンクロージャ、BMS、機械的保護、および熱戦略によって異なります。

交換プロジェクトの場合は、元のバッテリー、図面、コネクタ情報、充電器データ、および機器の仕様を送信してください。検証済みのドロップイン交換品は、エンクロージャ以上に適合する必要があります。

環境とアプリケーションのリスクを考慮する

書類：

• 動作温度と充電温度

• 保管温度と期間

• 湿気と結露

• 粉塵や水濡れへの曝露

• 洗浄用化学物質または腐食性条件

• 屋内、屋外、または冷蔵での使用

• 振動、衝撃、落下条件

• 関連する場合の高度

• 無人または遠隔操作

正確な設計の証拠なしに、IP 定格、温度範囲、低温機能、または耐用年数を仮定したり公表したりしないでください。

冷蔵倉庫、屋外、およびリモートのアプリケーションでは、熱、筐体、充電、監視、およびメンテナンスについて追加の考慮事項が必要になる場合があります。

安全性、コンプライアンス、および輸送

適用される要件は、製品、最終用途、仕向地市場、設置、および輸送モードによって異なります。

IEC 62619:2022産業用途で使用される二次リチウム電池およびバッテリーの安全要件とテストを指定します。その範囲には産業用の固定および動力の例が含まれますが、アプリケーション固有の規格が優先される場合があります。

輸送の場合、 UNECE テストおよび基準マニュアル、改訂 8 および改訂 1サブセクション 38.3 には、リチウム電池とバッテリーに関する規定が含まれます。

航空輸送の場合、 IATA 2026 バッテリーに関するガイダンス文書2025 ～ 2026 年の ICAO 技術指示および IATA 危険物規則の第 67 版に基づいています。 IATA は、ガイダンス自体を規制順守の情報源として信頼すべきではないと指摘しています。

どのレポート、テスト概要、ラベル、パッケージ、および文書が正確なバッテリー構成に適用されるかを確認してください。別のモデルの証拠はカスタム パックをカバーしていない可能性があります。

品質管理とサンプルの検証

承認された設計が製造時にどのように管理されるかをサプライヤーに尋ねてください。

レビュー：

• 入荷検査

• セルの識別とマッチング

• 組み立てと結合の制御

• 絶縁体と導体のチェック

• BMS プログラミングとバージョン管理

• 電気試験および保護機能試験

• 最終検査

• シリアル番号とバッチのトレーサビリティ

• 不適合対応

• 変更通知

サンプルの検証には、代表的な機器と合意された合否基準を使用する必要があります。

プロジェクトに応じて、以下をテストします。

• 起動時とピーク時の負荷

• 連続運転

• ランタイム

• 充電

• コミュニケーション

• 保護イベント

• ケーブルとコネクタの温度

• 環境条件

• 振動と機械的フィット

• 障害回復

コストと商業的リスク

単価以上の比較が可能。

含む：

• エンジニアリングとNRE

• 試作費用

• 工具と治具

• 検証

• テストと文書化

• 容量別単価

• MOQ

• リードタイムの​​仮定

• 梱包と物流

• 保証範囲

• 故障解析

• 変更管理

低電圧設計では、電力をサポートするためにより多くの導体材料または並列容量が必要になる場合があります。高電圧設計では、コントローラー、充電器、スイッチング デバイス、サービス手順、またはコンプライアンス範囲の変更が必要になる場合があります。

バッテリーの価格が最も低いからといって、機器の総コストが最も低くなるわけではありません。

OEM の電圧選択チェックリスト

プラットフォームを選択する前に、次のことを確認してください。

• 機器の最小および最大入力電圧

• 最大充電バッテリー電圧

• 充電器の出力と充電プロファイル

• 継続的な電力と電流

• ピーク電流、持続時間、および周波数

• ランタイムとエネルギー目標

• ケーブル、コネクタ、ヒューズ、コンタクタの制限

• BMS の保護と通信

• 機械的エンベロープと重量

• 環境条件

• 検証基準

• ターゲット市場と輸送要件

よくある質問

1. 48V バッテリーは 51.2V バッテリーと同じですか?

必ずしもそうとは限りません。公称ラベルは、完全な動作範囲、充電電圧、化学的性質、構成、または BMS しきい値を定義するものではありません。すべての接続コンポーネントとの互換性を確認します。

2. 電圧が高くなると電流が減るのはなぜですか?

なぜなら、電力は電圧と電流の積に等しいからです。同じ理想電力の場合、電圧が増加すると必要な電流が減少します。実際のシステムの損失と制限は依然として評価する必要があります。

3. 24V バッテリーは常に 48V バッテリーより小さいですか?

いいえ。サイズは、電圧だけではなく、必要なエネルギー、電力、セル形式、機械設計、BMS、エンクロージャ、および熱戦略によって決まります。

4. アンペアアワーを使用して 24V バッテリーと 48V バッテリーを比較できますか?

直接ではありません。公称エネルギーを比較するために電圧と容量をワット時に変換し、使用可能なエネルギー、負荷、効率、温度、BMS カットオフを評価します。

5. 産業用ロボットに最適な電圧はどれですか?

普遍的な答えはありません。ロボットのコントローラー制限、負荷波形、ピーク持続時間、実行時間、充電器、通信、スペース、重量、安全要件を使用します。

6. 51.2V バッテリーは 48V 充電器を使用できますか?

そう思い込まないでください。充電器の実際の出力電圧、充電プロファイル、通信、コネクタ、および正確なバッテリーおよび BMS との互換性を確認します。

7. 容量を増やせば電圧低下は解決しますか?

いつもではありません。電圧低下には、セル抵抗、電流需要、温度、コネクタ、ケーブル、構成、充電状態、BMS 制限が関係する可能性があります。

8. CAN または RS485 が必要になるのはどのような場合ですか?

ホスト システムがバッテリ ステータス、アラーム、充電状態、制御許可、または診断を必要とする場合に必要になる場合があります。完全なプロトコルを定義する必要があります。

9. 本番前に何をテストする必要がありますか?

該当する場合、代表的な負荷、ピーク、実行時間、充電、通信、保護機能、温度挙動、機械的適合、環境条件、および障害回復をテストします。

10. OEM は技術レビューのために何を送信する必要がありますか?

電圧ウィンドウ、負荷波形、ランタイム、充電器、利用可能なスペース、コネクタ、BMS プロトコル、環境、ターゲット市場、サンプル数量、予測、および合格基準を送信します。

結論

カスタム リチウム バッテリー パックの選択は、24V、48V、51.2V のラベル間で争われるものではありません。

適切なプラットフォームとは、機器の完全な電圧ウィンドウ、電力とランタイム、充電器、制御、BMS 通信、機械設計、環境、検証計画、商用要件に適合するプラットフォームです。

新しい機器を開発している場合、または既存のバッテリーを交換している場合、プロジェクト要件を eDailyMag に送信します電圧プラットフォームを最終決定する前に、技術的なレビューを行うことができます。