株式会社CSイノベーション 宇宙技術の応用・放射線線量計・ドローン・ものづくりコンサル・燃料電池・空気電池

株式会社CSイノベーションは宇宙技術を応用し、お客様のビジネスにイノベーションをもたらします。放射線線量計・ドローン(無人航空機)・燃料電池

TEL.045-228-8701

横浜市中区山下町24-8 SOHOSTATION1005

ドローン用電池の安全性

ドローン用電池の安全性

今回は安心安全なドローンをつくるために必要な電池についてお話したいと思います。

【リチウムポリマー電池のメリット・デメリット】

現在市場に出回っている多くのドローンには、ホビー用のリチウムポリマー電池が使われています。

メリットは、エネルギー密度の高さと、入手のしやすさです。エネルギー密度が高いと他の電池と比較して軽くなるので、より多くの時間飛行させることができます。ネット販売で手配すれば翌日にでも入手でき、価格も以前より安くなってきています。

しかし、産業用ドローンをつくるにあたっては、ホビー用のリチウムポリマー電池は安全とは言えません。

その理由は

1)性能が担保されていない、仕様書通りの性能が保証されていない

2)そもそも、ホビーユースなのでそれ以外(産業用途)の使い方について想定されて開発設計、製造されていない。

3)リチウムポリマー電池自身、可燃性があり爆発の危険がある。
      過充電、過放電、衝撃(ドローン落下)などにより発熱、爆発します。
      爆発力は、電池(バッテリー)自身の容量によりますがかなりの威力になります。
      インターネットサイトで リチウムポリマー電池 爆発というキーワード
      で検索していただくとい公的機関の注意喚起や個人の方のアップしている動画などで、
      爆発するということは理解できると思います。

【リチウムポリマー電池の未来】

通常のドローン用に使用されているリチウムポリマー電池は外装が缶(金属)ではなく
アルミラミネートなのでニーズに合わせた形状や軽量化が図れています。しかしアルミラミネートは破損しやすいというデメリットもあります。

以前、非常に高価な海外製ドローンの性能調査を実施した際、機体内部に設けられた電池格納部は耐衝撃を考慮したBOXとなっており、落下の際にも大きな被害が出ないように設計されていました。

国内で高まるドローン需要に合わせてドローン用のリチウムポリマー電池や機体格納電池BOXなどの市場が立ち上がると予測されます。ドローン1機に対して備える電池の数量は1:1ではなく電池の数はn倍になります。中国製に先行されないようにしなくてはなりません。

【ドローン用電池には何が最適か】

では、産業用の安心安全かつ使いやすい電池とはそのようなものでしょうか?

当社のドローンにおいてはできる限りリチウムポリマー電池の容量を小さくしています。これは上記の通り、性能保証されていない、落下すれば衝撃で爆発や発火するという危険性があるからです。

当社のドローンは動力源を選べます、
①リチウムポリマー電池
②水素燃料電池
③リチウムポリマー電池と水素電池のハイブリット式

水素燃料電池とリチウムポリマー電池をハイブリット化して動力源とすることで、超長時間飛行が可能です。通常ドローンの2倍から3倍の時間、2時間程度、飛行させることができます。

水素燃料電池は、燃料が水素なので危険だと思われがちですが
水素は産業用として既に自動車にも採用されており、安全に水素を貯蔵(ボンベなどに蓄える)技術があります。そして法規制、安全規制なども整備されています。

【新たな2次電池の可能性】

当社では、リチウムポリマー電池、水素燃料電池以外にも、ドローンに搭載して安全安心な新しい電池システムを開発しています。

電池自身は、10C充電、10C放電が可能です。電池材料の組成によって電池に衝撃、破損が起こっても爆発、発火はしません。
放電能力が必要との声が聞こえてきそうですがホビーユースで使用したりレースを楽しむためのものではありません。

産業用なのですから10C放電でも十分です。充電も10Cなので他の電池の3倍速い充電時間で完了します。
また、充電回数寿命も10倍となり1桁多い寿命でコスト的にも充分産業用途と使用できます。

機体の安全性についての議論も必要なのですが、まずは大元になる動力源について
目鼻を付けなくては下流のシステム設計は進みません。

ちなみにこの電池はドローンだけでなく、電動車いすや電動スクーターにも最適な電池(バッテリー)なので短時間で充電して長時間運転できるという市場も狙って行けそうな優れものです。

【事故責任について考える】

結論ですが、一般的にラジコン用として販売されているリチウムポリマー電池は
過充電保護、過放電保護、温度保護などの機能はありません。さらに外国製のため一般電気製品に適用されるような規格には準じていません。産業用として使用してよいかは企業としての判断は明確です。

PL法なども関わってきますし、もちろん製造者だけでなくも販売者にも責任が問われます。

ドローン保険なるものがありますが、機体の安全基準を設けて適用範囲を明確にランク付けするべきだと思います。操縦者と機体の掛け算で安全性は担保されなくてはなりません。
自動車においても類似基準で保険金額が決まってきていることは保険屋さん自身ご存じのはずです。
 
今回電池について概略考察しておりますが、ドローンを自動車に置き換えてみてください
自動車に搭載されているバッテリーが過放電などで発火してしまいボンネットから煙が出て前方が見えなくなり、事故につながったとします。
この場合、自動車メーカーがリコールするなりすぐに対処するでしょう。

たまたま、路肩に減速して助かった。
ドローンだったらどうでしょうか、ゆっくり減速はできません。
落下します。そして路肩ではなくてどこに落下するかわかりません。
人が乗れないからまだドローンの安全は軽視されているのでしょうか。

落下してその下に人間や動物や重要な建造物等があった場合、製造者、販売者、操縦者で責任をとることになります。
高まるドローン需要に合わせ、ドローンの安全安全性について深く考えていかなければなりません。

次回以降はドローンのハード面(機体設計)の安全性についてお話ししたいと思います。


« »