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Rider in a winter jacket holding an electric board on a cold, clear lakefront in Chicago
寒くて晴れた、絶好のライド日和。ただ、バッテリーには7月より少しだけ気を配る必要があります。

私が初めてダメにしたリチウムイオンパックは、ボードのものではありませんでした。満充電のまま、日の当たる窓辺にひと夏置きっぱなしにしたドローンのバッテリーです。枕のように膨らんでしまいました。安い授業料でした。しかしOnewheelのパックは安い授業料では済みませんし、毎回のライドでどこまで走れるかを決める部分でもあります。

このガイドは、当時誰かに教えてほしかったことのすべてです:冬の間のボードの保管方法、充電すべきときとそっとしておくべきとき、セルを実際に劣化させるもの、そして手入れを怠ったパックで航続距離が実際にどれだけ失われるか。正直に書いています。すべての数値は確認可能な情報源(Battery University、サンディア国立研究所の研究、Future Motion自身のサポートページ)に基づいています。誰も数値を公表していない部分については、推測せずにそう明記しています。

要点

  • 長期保管:パックを40~50%にして、10~15 °C(50~60 °F)程度の乾燥した場所に置き、毎月確認してください(Future Motion)。
  • 凍えたパックは絶対に充電しないでください。リチウムイオンは0 °C(32 °F)未満で充電すべきではありません(Battery University)。
  • 100%のまま何日も放置せず、0%近くでは一切放置しないでください。
  • 高温と満充電の組み合わせは最悪です。暑い車内や日差しで熱くなったガレージにボードを置かないでください。
  • 濡れた状態で走った、あるいは激しく転倒した?乾かして点検し、損傷や膨張のあるパックは使用を中止してください。

リチウムイオンパックを実際にダメにするもの

Onewheelのバッテリーは、リチウムイオンセルを積み重ね、その上にバッテリーマネジメントシステム(BMS)を載せたものです。BMSは最悪の酷使からは守ってくれますが、ゆっくり進む化学的な劣化は止められません。セルは通常、一度に死ぬわけではありません。少しずつ容量を失い、ある日いつものコースが明らかに早く終わってしまうのです。その劣化を早める5つの要因は次のとおりです。

Close-up of an all-terrain electric board and rider shoes in low evening light
どのパックもいずれは劣化します。その速さは、ほとんど持ち主次第です。

1. 高い充電量と高温

これが最大の要因です。Battery Universityは、リチウムイオンにとって30 °C(86 °F)を超える温度を高温、セルあたり4.10 Vを超える電圧を高電圧としており、高温下で長時間満充電のまま置いておくことは、実際に走るよりも負担が大きい場合があるとしています。同サイトの保管に関する表では、これが数値で示されています(コバルト系リチウムイオンを1年間保管した後の推定残存容量):

保管温度 40%充電で保管 100%充電で保管
0 °C (32 °F) 98% 94%
25 °C (77 °F) 96% 80%
40 °C (104 °F) 85% 65%
60 °C (140 °F) 75% 60%(わずか3か月後)

出典:Battery University BU-702 / BU-808。これらは1つのセル系統についての推定値です。BUは、すべてのリチウムイオンが同じ挙動を示すわけではないと注記しています。

室温の行を見てください。同じガレージ、同じ1年間で、違いはパックの充電量だけです:残存容量96%対80%。夏の間ずっと暑い車内に満充電で置かれたボードは、さらに悪い結果になります。

2. 過放電

パックを空になるまで使い、そのまま放置することは、ゆっくりと静かにパックをダメにする方法です。Battery Universityによると、リチウムイオンはセルあたり2 V未満の状態で少しの間も放置すべきではありません:内部に銅のシャントが形成されることがあり、そこまで電圧が下がったセルは再充電時に不安定になるおそれがあります。BUはまた、スリープモードに陥らないよう、リチウムイオンは充電された状態、理想的には約40%で保管することを推奨しています。Future Motionも同じことをより分かりやすく述べています:バッテリーが切れたまま長期間保管するとボードが劣化する可能性があるため、片付ける前に充電してください(冬季ガイド)。

3. 低温での充電(リチウム析出)

寒い中で走るのは問題ありません。冷えたパックを充電するのが問題なのです。Battery University BU-410によると、民生用リチウムイオンは0 °C(32 °F)未満で充電すべきではありません。パックは正常に充電されているように見えても、負極に金属リチウムが析出していることがあり、その損傷は永久的で、セルが故障しやすくなります。BUは急速充電の範囲を5 °C(41 °F)~45 °C(113 °F)とし、5 °C(41 °F)未満では電流を下げるよう述べ、最良の結果を得るには10~30 °C(50~86 °F)を推奨しています。

Future Motionのアドバイスもこれとぴったり一致します:ボードを寒い屋外に置いていた場合は、室内に入れて約15 °C(60 °F)まで温めてから乗ること、そしてTemperature Error(温度エラー)は、バッテリーがまだ使用するには冷たすぎることを意味します(出典)。私は充電する前も同じように待っています。

4. 大電流

激しい充電も激しい放電も、どちらも劣化を進めます。Battery University BU-808bは、セルを1Cより2Cや3Cでサイクルさせたほうが容量の低下が速いことを示し、急速充電によるリチウム析出がその原因である可能性を指摘しています。数年にわたるサンディア国立研究所の研究(Preger et al., 2020)では、市販のNMC、NCA、LFPセルをサイクル試験し、メーカーの仕様範囲内であっても、容量80%に達するまでのサイクル数が温度、放電深度、放電レートによって数千サイクルも異なることが分かりました。著者らはまた、こうした傾向は化学組成によって異なるため、一つのルールがすべてのセルに当てはまるわけではないと強調しています。

ライドにおける意味:残量の少ないパックや体重の重いライダーでのフルスロットルの坂道登坂は、クルーズ走行よりも多くの電流を各セルに流します。図書館司書のようにおとなしく乗る必要はありません。ただ、残量の少ないパックで最大出力の走行をするのを日常の習慣にせず、ボードに付属の充電器を使い続けてください。

5. 水と衝撃

ここにはラボの数値はなく、常識とメーカーの見解があるだけです。Future Motionは自社のボードを防水ではなく耐水と呼んでおり、濡れた路面を走った後は、ボードを拭いて完全に乾かしてから充電するよう求めています(出典)。雪の中を走った場合は、室内で溶ける前に雪を払い落としてください(出典)。また、パックに損傷が見られたり、充電が保持されなくなったりした場合は使用せず、サポートに連絡してください(出典)。Battery Universityは、負荷のかかったリチウムイオンセルは問題なく見えても、機械的な衝撃に弱くなることがあると付け加えています(出典)。ボードのバッテリー側を強く打ちつけるような転倒をした場合は、注意深く点検する価値があります。

いつ、どのように充電するか

100%のまま置いておかない。Battery Universityの推定では、一般的なリチウムイオンセルを4.20 Vまで充電すると300~500サイクルですが、4.10 Vで止めると1回の充電あたりの容量は多少減るものの、およそ2倍の600~1,000サイクルになります。Future Motionはまさにこのトレードオフを Onewheel GTに組み込んでいます:アプリの「90% Charge」設定で、同社によれば1回あたりの航続距離は減るものの、バッテリーのサイクル寿命を大幅に延ばせるとのことです(出典)。お使いのボードにこの機能があり、最後の1マイルまで必要でなければ、私ならオンにします。

Future Motionはまた、ボードを数日間充電器につないだままにしても損傷はしないが、何か月もつないだままにすべきではないと明言しています(出典)。そして、私が気に入っているOnewheel特有のポイントがあります:90%設定を使わない場合、満充電でのライドは平地か上り坂から始めることを勧めています。満充電のパックには、下り坂でのブレーキで生まれるエネルギーの行き場がないからです。

ときどきは満充電する。矛盾しているように聞こえますが、そうではありません。Future Motionは、航続距離がおかしいと感じたら100%まで充電することを推奨しています。セルの再キャリブレーションとバランス調整に役立つからです。ただし、満充電のまま保管はしないでください(出典)。同社の以前の充電ページでも、パックのバランスを取るために、ときどき一晩中充電器につないでおくことを勧めています(出典)。

深い放電より浅い放電。リチウムイオンにとっては、フルサイクルより部分的なサイクルのほうが負担が少なくなります。Battery UniversityによるNMCセルの推定値:容量70%に達するまで、放電深度100%で約300サイクル、80%で約400サイクル、40%で約1,000サイクル(出典)。リチウムイオンにはメモリー効果がないため、短いライドの後に継ぎ足し充電してもまったく問題ありません。

温度に気をつける。凍えるようなガレージや暑いバルコニーではなく、室内で充電してください。暖かい日に長くハードなライドをした後は、ボードを冷ましてから充電しています。Battery Universityによれば、そもそも多くの充電器は50 °C(122 °F)を超えると充電を拒否します(出典)。

Rider carving past autumn trees on a sunny city street
保管の問題が出てくるのは秋です。初霜の後ではなく、前に答えを出しておくのが一番です。

冬の保管:ステップ・バイ・ステップ

シーズン中にボードを片付ける場合は、Future Motion自身の手順(同社の冬季ガイドとサポートページより)に従ってください。これは上記のラボデータとも一致しています:

  1. 充電するか走って40~50%にする。満充電でも空でもない状態に。
  2. 清掃して乾かす。収納する前に、砂や湿気を取り除いてください。
  3. 10~15 °C(50~60 °F)程度の乾燥した場所で保管する。Future Motionは、夜間に冷え込むガレージや物置はバッテリーを危険にさらすおそれがあると特に警告しており、代わりに室内のクローゼットを勧めています。
  4. 毎月確認する。残量が40%を下回っていたら、40~50%まで充電し直してください。
  5. 少なくとも2か月に1回は充電する。Future Motionはこれを、保証に影響しうるバッテリーの要件として挙げています。

リチウムイオンはほとんど自己放電しないのに、なぜ毎月確認するのでしょうか?「ほとんど」はゼロではなく、ボードの電子機器もわずかに電力を消費するからです。Battery Universityによれば、リチウムイオンの自己放電は0 °C(32 °F)、充電量50%で月に約2%、暖かく満充電の状態ではそれよりはるかに多くなります(出典)。月に一度の5分間のチェックは、春に戻ってきたらパックが空になっていた、という事態を防ぐ安い保険です。

Two electric boards resting against an old stone wall next to a wooden door
室内で、乾燥していて、穏やかな温度:オフシーズンのボードには、退屈な場所こそが正しい場所です。

寒い中でのライド

寒さはあなたの動きを鈍らせるだけでなく、バッテリーの働きも鈍らせます。低温では内部抵抗が上がり、放電性能が低下します(Battery University)。Future Motionはこれを率直に認めています:冬用のパーカーが必要なほど寒いなら、夏と同じ航続距離は期待しないでください(出典)。どちらの情報源もこれについて具体的なパーセンテージを示しておらず、私も数字をでっち上げるつもりはありません。気温、パック、乗り方によって異なります。

寒さによる航続距離の低下のほとんどは、パックが温まれば元に戻ります。残ってしまう損傷は、冷えた状態で充電することから生じます。ですから:走って、室内に持ち込み、一晩中車に置きっぱなしにせず、温めてから充電してください。Battery Universityによれば、リチウムイオンの放電可能範囲は−20 °C(−4 °F)までですが、充電可能範囲は0 °C(32 °F)までです(出典)。

Rider on an electric board on a foggy, grey coastal path
湿って肌寒い日でも、走るのは問題ありません。充電は別の話です。

手入れをした場合と怠った場合:航続距離への影響

私はラボを持っていませんし、テストをでっち上げるつもりもありません。私にできるのは、Battery Universityが公表している1年間の保管データを、新品のパックで25 km(15.5 mi)走る例のボードに当てはめてみることです。航続距離がおおむね容量に比例すると仮定すると、次のようになります:

1年間の保管 残存容量(BUの推定値) 航続距離の例(km)
充電40%、涼しい部屋(25 °C(77 °F)) 96% 24 km (14.9 mi)
充電100%、同じ部屋(25 °C(77 °F)) 80% 20 km (12.4 mi)
充電100%、暑いガレージまたは車内(40 °C(104 °F)) 65% 16.3 km (10.1 mi)

BU-702の推定値から作成した例であり、特定のボードを測定したものではありません。実際の航続距離は、ライダーの体重、地形、タイヤの空気圧、気温、乗り方によっても変わります。

同じボード、同じ1年間でも、どこにどう置いていたかだけで、航続距離の最大3分の1が失われます。そこにサイクルによる劣化が加わります。サンディアのデータによると、サイクル条件だけで容量80%に達するまでのサイクル数が数千サイクルも変わることがあり(出典)、Battery Universityは、EVのバッテリーを充電状態約50%に制限すると期待寿命が44~130%延びたというチャルマース工科大学の研究結果を紹介しています(出典)。これらは異なる条件下の異なるバッテリーなので、Onewheelについて正確な数値を示すつもりはありません。ただ、方向性はどこでも同じです:涼しく、充電量は中程度、穏やかに使うほうが、暑く、満充電で、空になるまで使うよりも良いのです。

Rider crouched on an electric board on a hilltop at sunset
冬は日が短く、ライドも短め。寒くなったら航続距離は短くなると考えてください。

パックを本当に老化させるのは夏

注目されるのは冬ばかりですが、保管の表をもう一度見ると、最悪の数値はすべて高温側にあります。Battery Universityは熱をバッテリーの最大の敵と呼んでおり(出典)、最もダメージが大きいのは高温と満充電の組み合わせです(出典)。朝に100%まで充電して、午後じゅう駐車中の車内や日の当たるバルコニーに置いておけば、ボードはまさにその状態になります。

特定の気候で閉め切った車内がどれほど熱くなるかについて、信頼できる公表データは見つからなかったので、数値は引用しません。それがなくてもリスクは分かります:座っていられないほど暑い車内は、Battery Universityがリチウムイオンにとって高温とする30 °C(86 °F)をとうに超えています。私の夏のルーティンはシンプルです:

  • ボードが暑い中に置かれる日の前夜ではなく、乗る直前に充電する。
  • ボードは日陰に置き、暑い日に閉め切ったトランクには絶対に入れない。
  • 暖かい日に長くハードなライドをした後は、ボードを冷ましてから充電する。BUによれば、高温での充電や放電はガスの発生を招き、円筒形セルではガスの噴出、パウチセルでは膨張につながることがあります(出典)。
  • 1週間乗らない場合は、満充電のままにせず、中程度の残量まで下げておく。

バッテリー残量の表示はどこまで信頼できるか

アプリに表示されるパーセンテージは推定値であり、測定値ではありません。リチウムイオンの電圧は約20%から100%の間でかなり平坦で、温度によっても変化するため、Battery Universityは、内蔵のバッテリーマネジメントシステムの表示はおおむね妥当だが正確であることはまれだとしています(出典)。これで、ライダーが気づくいくつかの現象が説明できます:

  • 寒い中を走った後は数値が低く見え、室内でパックが温まると少しずつ上がることがあります。これは寒さの影響であり、バッテリーが容量を回復したわけではありません。
  • 充電直後やハードなライドの直後は、電圧が落ち着くまで時間が必要です。BUは、保管のために残量を読む前に、パックを約90分休ませることを勧めています(出典)。冬の前に40~50%を目指すなら、翌日にもう一度確認してください。
  • 推定値がずれて航続距離がおかしいと感じたら、満充電することでボードが再キャリブレーションされます。これはまさにFuture Motionが推奨していることです(出典)。そのためにパックを0まで使い切る必要はありません。Battery Universityは、リチウムイオンにはメモリー効果がなく、定期的な完全放電は不要だと明言しています(出典)。

ボードのバッテリーを飛行機で運ぶ・発送する場合

ここでバッテリーの容量が重要になります。FAAのPackSafe規則では、予備のリチウムイオンバッテリーは機内持ち込み手荷物に限られ、1個あたり100 Whまで(160 Whまでの大きなものは航空会社の承認が必要)、端子をショートから保護する必要があります。航空会社はさらに厳しい制限を設けることがあるため、出発前にご利用の航空会社に確認してください(出典)。フルサイズのセルフバランスボードのパックはこれらの容量を大きく超えているため、実際には飛行機に持ち込めません。

発送については、Battery Universityによると、IATAとFAAは取り外し可能なリチウムイオンパックを充電状態30%で発送するよう求めています。その理由の一つは、50%未満のパックのほうが万一の際に反応が穏やかだからです(出典)。保管と同じ教訓です:半分空のバッテリーは落ち着いたバッテリーです。そして何を運ぶにしても、FAAは損傷、過熱、水濡れ、過充電がいずれも熱暴走の要因になると指摘しています(出典)。へこんだり濡れたりしたパックは、決して飛行機に載せてはいけません。

パックの寿命が近づいたら

数年かけて航続距離がゆっくり落ちていくのは、通常の経年劣化です。本当に異常があるサインは別物です:充電が保持されなくなったパック、急激に落ち込む航続距離、膨張、ケースの損傷、異常に熱くなるバッテリー。Future Motionの指示はシンプルです:パックに損傷が見られる、または充電が保持されない場合は、使用を中止して同社のサポートに連絡してください(出典)。評価すべき点として、同社は往復配送と古いパックのリサイクルを含むバッテリー交換サービスも提供しています(出典)。大切なボードなら、サードパーティの修理を探す前に知っておく価値があります。

ZENOに交換式バッテリーを採用した理由

正直に言うと、ここはONSRAのブログなので、ここから私たちの話になります。手短にします。上記の内容はすべて私たちのボードにも当てはまります。化学はロゴを気にしません。しかし、ZENOを交換式パックを中心に設計したことで、こうした習慣のいくつかが実践しやすくなっています。ZENOのバッテリーページによると、プラグ・アンド・プレイのバージョンは2種類あります:IATAの基準を満たし飛行機に持ち込める99 Whパックと、地上での航続距離を延ばす259 Wh拡張パックです。

実際には、ボードは玄関に置いたまま、バッテリーだけを暖かい部屋に持ち込んで充電したり、冬の間半分の充電量で保管したりできるということです。また、劣化したパックは交換できるパーツであり、ボードを引退させる理由にはならないということでもあります。バッテリーが永遠に持つわけではありません。良い習慣を実践しやすくなる、というだけです。

Video: how to travel internationally with an electric skateboard, by ONSRA

ボードを持って飛行機に乗れるかどうかは、バッテリー次第です。タップして再生。

ZENOを見る

Rider with an electric board in front of the Chicago skyline
写真はONSRAボードに乗るライダーです。バッテリーに関するアドバイスは、Onewheelを含むすべてのリチウムイオン搭載ボードに当てはまります。

よくある質問への簡単な回答

Onewheelを一晩中充電器につないでおいてもいい?

はい。Future Motionによると、数日間充電器につないでおいてもボードは損傷しませんが、何か月もつないだままにはしないでください(出典)。長期間乗らない場合は、代わりに40~50%での保管手順に従ってください。

冬の間はどのくらいの充電量で保管すべき?

40~50%で、10~15 °C(50~60 °F)程度の乾燥した場所に置き、毎月確認してください(出典)。

寒い中で走るのはバッテリーに悪い?

走ること自体は問題ではありません。航続距離は短くなりますが、本当のリスクは0 °C(32 °F)未満での充電です(出典)。まずボードを室内で温めてください。

Onewheelのバッテリーは何サイクル持つ?

Future Motionが公表しているサイクル寿命の数値は見つからなかったので、推測はしません。参考までに、Battery Universityによると、メーカーは一般に民生用リチウムイオンを控えめに300~500フルサイクルと規定しており、実際の数値は放電深度、充電量、温度に大きく左右されます(出典)。

ときどき0まで使い切るべき?

いいえ。リチウムイオンにはメモリー効果がありません(出典)。航続距離がおかしいと感じたら、Future Motionは完全放電ではなく、セルのバランスを取り直すための満充電を推奨しています(出典)。

保存版チェックリスト

バッテリーケア(すべてのリチウムイオン搭載ボード共通)

  • 数週間以上保管する場合:40~50%、乾燥した場所、約10~15 °C(50~60 °F)、毎月確認。
  • 0 °C(32 °F)未満では絶対に充電しない。冷えたボードはまず温める。
  • 満充電のまま放置しない。ボードに90%制限機能があれば使う。
  • セルのバランスを取るためにときどき満充電し、その後は走って残量を減らす。
  • 空のまま保管しない。少なくとも2か月に1回は充電する。
  • 暑い車内、日差しで熱くなったガレージはNG。熱いうちに充電しない。
  • 濡れた路面を走った後は、充電前に乾かす。損傷や膨張のあるパックは使用をやめる。

出典

OnewheelはFuture Motion, Inc.の商標です。ONSRAはFuture Motionとは提携していません。必ずご自身のボードの取扱説明書に従ってください。

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