今後数カ月から数年の間に、電気自動車、トラック、SUVが自動車メーカーから大量に発売される予定です。各州が内燃機関を搭載した新車販売の廃止を法制化し始めていることからも、これは一時的な流行ではない。早ければ2030年にもいくつかの禁止が行われる予定だ。電気自動車の流入により、そのほとんどがリチウムイオンで製造されたバッテリーに大量の電力が蓄えられることになる。
主要なポイント（要点）
- 電気自動車のバッテリー寿命を延ばす上で最も重要な習慣は、日常使用において充電状態を20％から80％の間に保つこと、つまり過放電と100％充電状態を長時間維持することを避けることです。
- DC急速充電は、主要な充電方法としては控えめに使用すべきです。ACレベル2充電と比較して、発熱量と充電速度が高いため、経年劣化が加速します。
- 温度管理は重要です。夏場は日陰やガレージに駐車し、冬場はバッテリーを電源に接続したまま予熱することで、低温による劣化を軽減できます。
- 最新の電気自動車のほとんどには、充電中や走行中にバッテリーを保護するアクティブ熱管理システムが搭載されているが、適切な使用習慣は長期的な容量維持に依然として大きく影響する。
- 12V補助バッテリーは個別に点検する必要がある。高電圧バッテリーパックが正常に動作していても、12Vバッテリーが故障する可能性があり、12Vバッテリーが故障するとEVは動作しなくなる。
一部のモデルでは、500 回の充電で最大 XNUMX マイル以上の航続距離を実現します。その有効範囲を維持できるかどうかは、バッテリー寿命を適切に維持できるかどうかにかかっています。
リチウムイオン電池の仕組み
使用による容量の低下を避ける方法を知りたい場合は、リチウムイオン (Li-ion) バッテリーの動作方法を理解するのに役立ちます。バッテリーには、アノード、カソード、セパレーター、および電解質が含まれています。電解質材料にはリチウム溶液が含まれており、アノードとカソードを分離するセパレータとして知られる薄いプラスチックフィルムを通してイオンのみを移動させます。
バッテリーが放電すると、リチウムイオンは負に帯電したアノードから正に帯電したカソードへ一方向に移動します。バッテリーの充電中、イオンは反対方向に流れます。
同じ原理が他の種類のバッテリーにも当てはまります。ただし、リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、メモリー効果がないため、EV にとって優れた選択肢となります。
EVのバッテリーは何が劣化するのでしょうか？
EV のバッテリー寿命は長年にわたって徐々に劣化するものであり、ほとんどの自動車メーカーはバッテリー パックの欠陥に対して 8 年程度の保証を行っています。一部のバッテリーは、容量の低下または電力の低下のいずれかの方法で、他のバッテリーよりも速い速度で劣化します。容量の低下によりバッテリーが蓄えるエネルギー量が減少し、電力の低下によりバッテリーの放電と再充電の速度が低下し、パフォーマンスに影響します。
これらの影響は、いくつかの一般的な操作によるものであり、必ずしも間違っている、または悪いというわけではありません。劣化を防ぐことができ、 これら 5 つのアクションでバッテリー寿命を最大限に延ばします:
1. 極端な温度への曝露を最小限に抑える
Wallbox などの自動車充電器メーカーが、EV を充電する際の推奨温度を定めていることをご存知ですか?リチウムイオン電池の充電に最適な温度は、摂氏 15 ～ 35 度、または華氏 59 ～ 95 度です。もちろん、この温度範囲で常に車を運転したり充電したりすることは不可能ですが、それがバッテリーの好みです。
EV バッテリーが極度の環境にさらされた場合 高温セパレーターやバッテリー内の化合物を結合する材料が劣化する可能性があります。電解質の分解などの他の影響も発生する可能性があります。また、低温では、イオンがセパレーター素材を通過するのが非常に難しくなります。
2. 充電したい衝動を抑える
航続距離に対する不安は、EV 導入に対する主な批判要因の 100 つであり、あなたも共感できるかもしれません。バッテリーの消耗や予定外の充電停止を心配することなく、必要な場所にどこにでも旅行できることは、ほとんどの購入希望者、特に毎日通勤する人にとって重要です。常に XNUMX% まで充電しておきたい人は、バッテリーに負担がかかります。
常に高い充電状態を維持すると、実際には充電式バッテリーが劣化する可能性があります。それは過充電とみなされるものです。ラップトップに搭載されている他のリチウムイオン バッテリーと同様に、再充電する前に時々バッテリーを使い切ることをお勧めします。したがって、EV のバッテリーが 80% で、翌日には航続距離の 30% を使用することがわかっている場合は、プラグを抜いたままにすることを検討してください。明日、50% かそれより少し下がったときに接続してください。
3. 完全に放電したままにしないでください。
電気自動車のバッテリーは、物理的に空になる燃料タンクのようなものではなく、「満タンにする」だけで簡単に補充できます。ゼロまで放電しても、バッテリーへの損傷を防ぐために少量の充電を維持します。しかし、使用や保管が不十分なために放電が許可されると、バッテリーの寿命に影響します。
バッテリーを空にすることは避けてください。バッテリー内部の遷移金属が溶解したり、その他の有害な影響が生じる可能性があります。繰り返し「空」になるまで放置すると、時間の経過とともに航続距離とパフォーマンスに累積的な影響が生じます。
4. 充電は遅いほど良い
自動車メーカーは、CCS 急速充電、テスラ スーパーチャージング、CHAdeMO 充電器などの急速充電機能 (レベル 3 充電とみなされる) を誇っています。場合によっては、約 80 分程度で 15% の充電が完了するため、忙しいライフスタイルに最適です。ただし、頻繁に行うとバッテリーの寿命が短くなる可能性があります。
特にレベル 3 の充電中は、急速充電と暖かい外気温が組み合わさり、バッテリの劣化が加速する可能性があります。数年間にわたって、レベル 3 を使用したバッテリーとレベル 2 の充電を使用したバッテリーの容量の差はおそらく数パーセントにすぎませんが、これは議論する価値があるほど十分に重要です。
5. 充電する前にバッテリーを冷ましてください
前述したように、駐車中および操作中の温度はバッテリーの寿命に影響しますが、バッテリーの温度自体も同様です。けん引や運搬、または激しい加速の期間が原因であっても、放電率が高い運転を行った後は、バッテリーの温度が大幅に上昇する可能性があります。それは、アノードからカソードへのイオンの流れがはるかに速い速度で起こり、その副産物として熱が発生するためです。バッテリーがまだ熱いときに充電すると、非常に暖かい周囲温度で充電したのと同じ効果があります。
代わりに、EV を充電器に置く前に、バッテリーが冷えるまで時間を与えてください。涼しいガレージに 30 分または 1 時間置くだけでもバッテリーが冷却されるため、影響を受けることなく充電を受け入れやすくなります。
要約すると…
すべての充電式バッテリーは時間の経過とともに劣化しますが、コツはできるだけ長くバッテリーを最高の状態に保つことです。それは、車を所有している間にどれだけ楽しみ、信頼できるかに違いをもたらし、いざというときに再販価値を高く保つのに間違いなく役立ちます。
EV バッテリーの最善のケアには、可能な限り極端な暑さや寒さを避けること、バッテリーの過充電や完全放電を避けること、充電速度を可能な限り遅く安定した状態に保つことが含まれます。
よくある質問
電気自動車のバッテリー寿命を最大限に延ばすために最も重要な習慣は何ですか？
バッテリーの充電状態を毎日20%から80%の間に保つようにしてください。リチウムイオン電池は、0%に近い状態（過放電により化学的損傷が発生する）と100%に近い状態（高電圧ストレスにより劣化が加速する）という両極端な状態で最も大きなストレスを受けます。ほとんどのEVメーカーや充電アプリでは、日常使用時の充電制限を80%に設定し、長距離走行用に100%の充電量を確保することができます。
直流急速充電は電気自動車のバッテリーにダメージを与えますか？
適切な熱管理機能を備えた設計のバッテリーパックであれば、時折の急速充電による影響は最小限です。しかし、特に暑い時期に頻繁に毎日DC急速充電を行うと、発熱量が増え、セル化学に負担をかけるような速度でエネルギーが供給されます。レベル2のAC充電はバッテリーへの負担が少なく、日常使用における主要な充電方法として推奨されます。
充電中のEVバッテリーの状態は、温度によってどのように影響を受けるのでしょうか？
冷えたバッテリーを高速充電すると、リチウムめっきと呼ばれる不可逆的な損傷を引き起こす可能性があります。ほとんどの電気自動車は低温時には自動的に充電速度を落としますが、充電前にバッテリーを温めておく（充電前にプラグを差し込んだままにしておく）方がより良い方法です。高温時にはバッテリー管理システムが冷却を管理しますが、高温での急速充電直後の充電を避けることが有効です。
電気自動車は毎晩100%まで充電すべきでしょうか？
ほとんどの日常的な運転状況では、いいえ。1日の充電上限を80%に抑えることで、バッテリーが高充電状態にある時間を短縮できます。これは、バッテリーの劣化を加速させる要因の一つです。ほとんどのメーカーは、長距離ドライブの前にのみ100%充電することを推奨しています。お車の取扱説明書をご確認ください。LFPなどの新しいタイプのバッテリーは、NMCセルよりも100%充電に適して設計されています。
電気自動車のバッテリーは専門家によるメンテナンスが必要ですか？
はい、定期的なサービス間隔で、12V補助バッテリーは、次のようなプロ仕様のテスターでテストする必要があります。 xLVS-9000これは、EVアプリケーションにおける12V診断専用に設計されています。航続距離が著しく低下したり、充電挙動が変化した場合は、スキャンツールまたは専用診断システムを使用して高電圧パックを評価する必要があります。モジュールレベルの問題を早期に検出することで、パック全体の交換ではなく、対象を絞った修理で済む可能性があります。
電気自動車用バッテリーのメンテナンスに関するベストプラクティスを網羅した業界リソースにはどのようなものがありますか？
米国エネルギー省車両技術局 電気自動車の所有とバッテリーのメンテナンスに関するガイドラインを公開している。 SAEインターナショナル 電気自動車用バッテリーの試験および性能に関する技術基準を維持しています。車種別の充電推奨事項については、メーカーの取扱説明書が最も信頼できる情報源となります。