电动摩托车的安全性分析（电池和二次保护保险丝）

世界范围内快速扩大的电动摩托车市场

目前，电动摩托车和电动汽车正在迅速普及。各位中也有人曾骑乘过电动摩托车和电动汽车吧。在提倡可持续发展目标和减少环境负担的现代社会中，无论是行驶途中还是停车时都不排出废气的电动汽车和电动摩托车作为减少环境负担的交通工具备受世界瞩目。       其中，电动摩托车以轻松代步的“一类小排量摩托车”为代表，有各种车型可供选择。由于电动摩托车具有不排放二氧化碳、低运行成本等优点，预计今后市场份额将继续保持增长。本文将对在电动摩托车上的应用逐渐扩大的迪睿合的二次保险丝“自我控制保护器（SCP）”进行说明。  

电动摩托车的优点和缺点

电动摩托车是通过电力驱动的摩托车。通常摩托车以汽油为燃料驱动发动机，而电动摩托车由可充电电池向电动机供电，由电动机驱动摩托车运行。近年来，随着降低环境负担的意识提高，电动汽车作为新一代汽车受到关注，并开始广泛普及。电动摩托车和电动汽车一样，将代替汽油驱动的摩托车，作为环保、轻松代步的交通工具，其市场的增长前景备受期待。   燃油摩托车和电动摩托车的主要区别如下所示:  

	燃油摩托车	电动摩托车
废气	排放	不排放
噪音	有	无
运行成本（油耗、电费）	不高（小排量一次加油，需要几百日元）	更低 （一次充电100日元以下）
续航距离	小排量一次加油可续航数百公里	一次充电续航几十公里
补给	加油站加油	使用充电器在室内充电（更换式除外）
加油、充电	需要几分钟	需要几个小时（更换式除外）

电动摩托车的充电时间取决于其搭载的锂离子电池型号和额定电压，但从电池空载到充满电往往需要数小时。其主要优点是它的运行成本较低。充电电费根据型号的不同而有所不同，一般为几十日元左右，比汽油便宜很多。缺点是，与燃油摩托车几分钟就能加满油这一点相比，后者充电所需的时间较长，但运行成本能大幅降低。      

电动摩托车的类型

电动摩托车中，适合街道骑行的摩托车类型最为畅销。与此同时，欧洲厂商也推出了最高速度和续航距离大幅度提升的电动摩托车，推动了能够进行长距离行驶的电动摩托车的普及。   此外，电动摩托车中也有能够折叠的小巧、便于携带的车型。该折叠型电动摩托车，可以收纳在小型汽车和多功能房车等车内，方便在旅行目的地进行短距离移动，适用于各种场景。

  另外，还推出了被称为“带脚踏板的电动摩托车”的电动摩托车，可以通过“电动机”、“脚踏板”、“电动机和脚踏板”这三种动力方式驱动摩托车。其优点在于，即使电量耗尽，也可以使用脚踏板像普通自行车一样移动。电动机辅助的两轮交通工具中，还有一种“电动辅助自行车”。但是电动自行车需要踩脚踏板才能移动。与此相比，“带脚踏板的电动摩托车”即使不踩脚踏板也能以一定的速度像摩托车一样前进，因此在道路交通法中被定义为“带动力的自行车”，需要持有摩托车驾照才能驾驶。  

在电动摩托车上扩大应用的锂离子电池

电动摩托车普遍使用的是“铅酸电池”。铅酸电池因其生产成本低廉、耐反复充电而被广泛用于电动摩托车。在铅酸电池的一般构造中，正极、负极使用的是铅或铅合金板，稀硫酸作为电解液使用。由于成本低廉，因此价格便宜的电动摩托车大多采用铅酸电池，但铅酸电池的缺点是体积大、重量重。   因此，近年来，更多车型采用锂离子电池，尤其是处于高价格区间的电动摩托车。锂离子电池用于包括笔记本电脑和智能手机等在内的小型移动IT设备，在我们日常生活中十分常见。锂离子电池与铅酸电池相比，具有小型、轻量、高电压等突出特点。对比相同体积、相同重量的电池容量的能量密度，锂离子电池较铅酸电池显示出较高数值。  

正如所述比较表所示，电动摩托车在续航距离方面不如燃油摩托车，因此提高续航里程成为一项挑战。由于电池容量越大续航距离越长，因此高端车型倾向于搭载更多电池。另一方面，由于车身重量越重续航距离越短，因此需要在拥有较大电池容量的同时必须减轻其重量。目前，电动摩托车行业寄希望于大力发展锂离子电池。

  很多电动摩托车都设计成可以用家用电源充电。充电时使用专用充电器。每辆电动摩托车的充电时间根据搭载的电池类型和容量、使用的充电器的不同而有所不同。另外，锂离子电池充满电所需时间也短于铅酸电池。

  安装铅酸电池的电动摩托车必须是在电池安装在车身情况下进行充电。由于铅酸电池笨重且体积较大，无法拆下。因此，必须在充电位置准备插座或电源线。这导致在外出、住宅楼或公寓的停车场无法进行充电。   但是，在安装锂离子电池的部分车型中，由于电池是可以拆卸的，因此即使停车场没有电源线和电源，也可以通过拆下电池，并在有电源的地方进行充电。      

另外，电池一般有普通充电和快速充电两种充电方法，但是反复快速充电会对电池造成较大负担，造成电池寿命缩短。因此，各公司的电动摩托车根据电池类型和特性采取了负担较少的充电方法。    

电动摩托车的困境和电池的改良

从减少环境负担的角度来看，在亚洲普及电动摩托车尤为重要，但摩托车的电动化本身也存在一定“困境”。   在电动汽车和电动摩托车中，续航距离是最重要的指标之一。近来，与燃油汽车相比，电动汽车的续航距离不断增长，出现了续航距离介于300km-400km之间的电动汽车。另一方面，电动摩托车单次充电的续航距离只有约40km（1人乘车时）。同类型的160cc燃油摩托车一次加油可以行驶400km以上。相比之下，电动摩托车只能行驶其十分之一的距离。  

如前所述，影响电动摩托车续航距离的主要因素是电池容量以及包括摩托车和电池在内的车身重量。一方面，搭载大容量电池，可以增加车辆的续航距离；但另一方面，电池本身的重量也会增加车身重量，进而导致续航距离缩短。因此，这导致陷入了一个两难的困境：为了增加续航距离，必须装载大容量电池，但是这会增加车身重量，从而导致续航距离缩短。  

电动汽车虽然也面临同样的困境，但可以通过在车身框架中采用碳纤维增强塑料等轻量化材料的解决方案来达到减轻重量的目的。但是电动摩托车本身尺寸就小，车重也不是很重，因此即使在车体上使用轻量化材料，轻量化程度也是有限的。另外，由于摩托车车身很小，因此可以搭载电池的空间也有限。就是说，为了使电动摩托车的续航距离与燃油摩托车相媲美，电池本身性能的提高是非常必要的。   另一方面，目前的电动摩托车在一些固定路径的配送用途（快递和邮政服务）方面已经得到了应用。尽管续航距离有限，但在特定范围内可以发挥作用。实际上，在报纸配送和邮局快递等业务中已经投入使用了电动摩托车，尤其是在深夜和清晨业务量较大的报纸配送业务中，低噪音电动摩托车备受好评。      

另外，像电动辅助自行车那样采用了可以更换电池的盒式电动摩托车，即使电池余量变少，也可以通过更换电池继续行驶。电动汽车（EV）的电池重量很重，用户不能自己更换，但是对于小型轻量的电动摩托车电池而言，用户可以自己动手更换。  

世界各国电动摩托车市场的现状和未来

放眼全球市场，电动摩托车的情况在不同国家和地区存在巨大差异。首先，包括汽油摩托车在内的全球动力二轮车销量每年约为5300万辆，而需求量约为4770万辆，其中超过70%的需求来自亚洲国家，这些国家将摩托车作为日常交通工具。据了解，中国的销售量约为1780万辆，成为世界最大的摩托车市场。此外，印度的生产量也接近1770万辆。其次，印度尼西亚为580万辆，越南为320万辆，泰国为230万辆。据了解，巴基斯坦、巴西、泰国的 生产量也超过100万辆。另一方面，在日本和北美等地的需求并不是很高，日本每年的销售量不到40万辆，北美每年销售量约为60万辆。   在这些车辆中，电动摩托车所占比例如何？中国年销售量约为300万辆左右，印度为14～15万量左右。印度尼西亚计划在2030年拥有1300万台以上电动二轮车，而大力推广普及。此外，亚洲各国也以减少CO2排放等为目的，制定了引进电动摩托车的法规和目标。 例如，在预计未来将出现巨大增长的印度电动摩托车市场中，人们对环境问题关注度的提升、政府政策的鼓励、汽油价格的上涨，充电基础设施的改善以及电动汽车零部件生产本土化和成本削减带来的电池价格降低等因素促进了电动车辆的普及。另一方面，续航距离低和充电时间长、充电基础设施在农村地区的普及率低、加速性能和速度性能差，电池交换成本高等成为普及过程中的难题。   针对这些市场情况，各国摩托车制造商和零件供应商不断进行技术开发，特别是电池相关技术的开发不断深入。如前所述，针对电动摩托车不易延长续航距离的问题，正在进行更换电池的系统研究。此外，还提出使电池具备互换性、容量增大、耐劣化性和耐振动性、耐冲击性提升以及通过统一电池规格展开共享服务等动态举措。此外，部分国家计划将电动摩托车接入为家庭供电的电力系统中，用剩余电力充电的方式降低电力系统负荷，实现错峰充电，以推动可再生能源的扩大使用。  

电动摩托车和迪睿合的SCP

在电动摩托车市场快速发展的背景下，迪睿合的“大电流自动控制保护器（SCP）”作为保证电池安全的零件，需求也在显著增加。   笔记本电脑、智能手机、平板电脑等使用的电池组电压在4V～12V左右。近期，利用将超过10个电池单元连接到一个电池组中以实现数十伏高电压的锂离子电池也被用于电动工具、应急电源、电动助力自行车和电动摩托车中。   因此，二次保险丝“自控保护器（SCP）”也需要与高电压相兼容，以便在发生过充电等故障时，能够安全切断电路。以下是我们最新推荐的一款产品。   支持额定125V高压和150A大电流・螺丝固定式自动控制保护器"SFM-50150"实现产品化

有助于提高锂离子电池的安全性,助力碳中和和物联网化

谨此向您告知、向智能手机、汽车等提供最前沿技术、材料、组件的迪睿合株式会社（总部：栃木县下野市，代表取缔役社长：Yoshihisa Shinya，以下称为我公司）研发出支持最大额定电压125V、额定电流150A的螺丝固定式自动控制保护器“SFM-50150”并实现产品化。    

  自动控制保护器（以下称为SCP）是一种用于二次保护的保险丝，可在控制锂离子电池充放电的一次保护装置无法正常工作导致过充电或过电流发生时使保险丝组件熔断，从而切断电路。自1994年上市以来，SCP产品被广泛用于笔记本电脑、智能手机等的电池中。  

近年来，为实现碳中和，电动车辆的使用场景逐渐增加：电动摩托车得到普及，同时为推动社会物联网化，电动无人搬运车被广泛使用。为了向电动车辆提供电力，蓄电池等储能系统也进一步普及，需要锂离子电池的领域正在扩大。相比消费类IT设备，这些设备电压更高、电流更大，因而需要保险丝作为保护措施。而我公司一直致力于研发支持高电压和大电流的SCP。   本次实现产品化的“SFM-50150”支持最大额定电压125V和额定电流150A，均为SCP产品系列之最。   一般来说，产品的电压越高，锂离子电池在过电流场景下产生的电弧放电的影响就越大，难以通过保险丝组件断开电路。“SFM-50150”通过优化产品结构，在实现150A额定电流的同时，抑制了高电压产品断开电路时产生的电弧放电。通过解决这一难题，让切断高电压和大电流成为可能。   此外，它还是我公司首款完全无铅的螺丝固定式SCP，有助于减少对环境的影响。  

今后，我公司将继续研发支持高电压、大电流和小型化等特点的SCP，提高锂离子电池在广泛应用场景中的安全性，从而推动碳中和的实现以及社会的数字化和物联网化，并为实现社会可持续发展做出贡献。  

自动控制保护器（SCP）“SFM-50150”的产品详情   ■产品名称 自动控制保护器（SCP）“SFM-50150”   ■产品特性 通过优化材料和结构，支持最大额定电压125V，为我公司产品系列之最

通过优化外壳材料和产品整体结构，成功抑制了锂离子电池出现过电流时产生的电弧放电。实现了此前难以达成的最大额定电压125V（与以往产品※1相比提高56% ）。  

优化保险丝组件，实现额定电流150A

通过加厚保险丝组件、降低保险丝组件电阻，实现了额定电流150A，是我公司产品系列之最。适用于需要大电流的电动摩托车和蓄电池等储能系统。  

产品整体实现无铅化

在使用本公司自主研发的无铅※2保险丝组件的同时，通过优化电路板部分的材料，首次实现螺丝固定式SCP的完全无铅化，降低了对环境的影响。

■规格

型号	SFM-50150
电池组串数	12 ～ 14 串
额定电流（A）	150
最大额定电压 （VDC）※3	125
最大阻断电流 （A）	400
动作电压范围 （V）	37.7 ～ 62.0
加热器电阻 （Ω）	22.0 ～ 33.0
保险丝组件电阻 （mΩ）	0.4
尺寸 （mm）	40.0 x 29.4 x 18.0

※1 120A SFM系列 ※2 在欧洲限制有害物质使用的RoHS指令，无铅的定义是指铅含量为1,000ppm以下的状态。 ※3 保险丝部可阻断的最大电压值。请注意并非是加热器部的动作电压。  

审核编辑：黄飞