モバイルバッテリーにおけるバッテリーマネジメントシステム(BMS)の歴史
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モバイルバッテリー(ポータブルバッテリー)のバッテリーマネジメントシステム(BMS)の歴史は、リチウムイオン電池の発展とともに進化してきました。以下、主な歴史的な流れを紹介します。
年代 | 主な出来事 | BMSの特徴と進化 |
---|---|---|
1990年代 | – 1991年、ソニーが世界初の商用リチウムイオン電池を発表 – 高エネルギー密度で軽量な電池が可能に |
– リチウムイオン電池の安全な運用のためにBMSの開発が進められる |
2000年代 | – ノートPCや携帯電話のバッテリーがリチウムイオンに移行 – 予備バッテリー(交換式)が主流 |
– 小型のBMSが搭載 – 過充電・過放電保護機能が標準装備 |
2010年代前半 | – スマートフォンの普及により外部バッテリーの需要が急増 – モバイルバッテリー製品が本格的に市場に登場 |
– 過充電・過放電・短絡保護の基本機能 – 電圧調整(DC-DCコンバーター)搭載 – 簡易なセルバランシングを導入(一部製品) |
2010年代後半 | – QC・USB PDの普及 – 高出力の急速充電対応が進む – 認証規格の厳格化 |
– 電流制御機能を強化 – セルバランシング技術の向上 – 温度センサー搭載、過熱時自動シャットダウン機能 |
2020年代 | – USB PD 3.1対応の高出力モバイルバッテリー登場 – ワイヤレス充電(Qi)対応 – EV技術との融合 |
– AIによる充放電管理 – 高速ワイヤレス充電の制御 – 高度なエネルギーマネジメント |
1. 1990年代:リチウムイオン電池の登場
・これにより、従来のニッケル水素電池(NiMH)やニカド電池(NiCd)よりも高エネルギー密度で軽量な電池が可能に。
・しかし、リチウムイオン電池は過充電・過放電・短絡による発火リスクがあり、安全な運用のためにBMSの開発が進められた。
2. 2000年代:ノートPC・携帯電話向けバッテリーの進化
・この時期に、小型のBMSが搭載されるようになり、過充電・過放電保護機能が標準装備。
・モバイルバッテリーという概念はまだ普及していなかったが、予備バッテリー(交換式)が主流だった。
3. 2010年代前半:モバイルバッテリーの普及とBMSの強化
・モバイルバッテリー製品が本格的に市場に登場(Anker、Xiaomi、Sonyなどが製品化)。
・過充電・過放電・短絡保護の基本機能
・電圧調整(DC-DCコンバーター)を搭載し、5V出力に対応
・簡易なセルバランシングを導入(一部製品)
・低品質バッテリーやBMSを搭載していない製品が出回り、発火事故も発生
4. 2010年代後半:BMSの高度化と安全性向上
・高出力(18W以上)の急速充電対応が進み、BMSも電流制御機能を強化。
・複数の18650セルやリチウムポリマー電池のバランス充電・放電がより正確に。
・過熱時に自動シャットダウンする機能を持つモデルが一般化。
・PSE(日本)、UL(米国)、CE(EU)などの認証が求められるようになり、低品質なBMSを搭載した製品が市場から減少。
5. 2020年代:AI・IoTを活用したスマートBMSへ
・ノートPCやゲーム機にも対応し、より高度なBMSが必要に。
・スマートBMSにより、使用状況に応じた最適な充電制御が可能に。
・高速ワイヤレス充電の制御をBMSが担い、熱管理の精度が向上。
・自動車のバッテリー管理技術を応用し、モバイルバッテリーでも高度なエネルギーマネジメントが可能に。
まとめ
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モバイルバッテリーのBMSは、安全性向上・高出力化・スマート化の流れで進化してきました。特に、最近ではAIやIoT技術を取り入れた次世代BMSが登場し、より高度な電力管理が可能になっています。今後は、超急速充電技術や全固体電池の実用化とともに、BMSのさらなる発展が期待されます。
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