電動スクーター用バッテリー
バッテリーは電動スクーターの「燃料タンク」のようなものです。DCモーター、ライト、コントローラー、その他の付属品が消費するエネルギーを蓄えます。

ほとんどの電動スクーターは、優れたエネルギー密度と長寿命性から、リチウムイオン電池をベースとしたバッテリーパックを搭載しています。子供用電動スクーターやその他の安価なモデルには、鉛蓄電池が使用されているものも多くあります。スクーターのバッテリーパックは、個々のセルと、安全な動作を維持するバッテリー管理システムと呼ばれる電子機器で構成されています。
バッテリーパックの容量が大きいほど（ワット時で測定）、電動スクーターの走行距離が伸びます。しかし、バッテリーパックの容量が大きいほどスクーターのサイズと重量も増え、持ち運びが不便になります。さらに、バッテリーはスクーターの中で最も高価な部品の一つであり、全体のコストもそれに伴って上昇します。

電池の種類
電動スクーターのバッテリーパックは、多数の個々のバッテリーセルで構成されています。より具体的には、18mm×65mmの円筒形寸法を持つリチウムイオン（Li-Ion）バッテリーのサイズ分類である18650セルで構成されています。

バッテリーパック内の各18650セルは、それほど印象的なものではなく、約3.6ボルト（公称）の電位を生成し、容量は約2.6アンペア時（2.6 A·h）または約9.4ワット時（9.4 Wh）です。

バッテリーセルは、3.0ボルト（充電率0%）から4.2ボルト（充電率100%）までの範囲で動作します。

リチウムイオン
リチウムイオン電池は、エネルギー密度（単位重量あたりの蓄電量）が非常に優れています。また、寿命も非常に長く、何度も放電と充電を繰り返しても蓄電容量を維持できます。

リチウムイオン電池とは、実際にはリチウムイオンを含む様々な電池化学を指します。以下にその一部を挙げます。

リチウムマンガン酸化物（LiMn2O4）；別名：IMR、LMO、リチウムマンガン
リチウムマンガンニッケル（LiNiMnCoO2）；別名INR、NMC
リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（LiNiCoAlO2）；別名NCA、リチウムアルミニウム
リチウムニッケルコバルト酸化物（LiCoO2）；別名NCO
リチウムコバルト酸化物（LiCoO2）；別名ICR、LCO、Li-コバルト
リン酸鉄リチウム（LiFePO4）別名：IFR、LFP、リン酸リチウム
これらのバッテリーの化学組成はそれぞれ、安全性、寿命、容量、および電流出力の間のトレードオフを表しています。

リチウムマンガン（INR、NMC）
幸いなことに、多くの高品質電動スクーターは、最も安全なバッテリー化学の一つであるINRバッテリーを採用しています。このバッテリーは、高い容量と出力電流を実現します。マンガンの存在によりバッテリーの内部抵抗が低下し、低温を維持しながら高電流出力が可能になります。結果として、熱暴走や火災の可能性が低減されます。

INRケミストリーを採用した電動スクーターには、WePed GT 50eやDualtronモデルなどがある。

鉛蓄電池
鉛蓄電池は非常に古い電池の化学組成で、自動車やゴルフカートなどの大型電気自動車によく使われています。また、一部の電動スクーターにも使われており、特にRazorなどの企業が販売する安価な子供用スクーターに多く見られます。

鉛蓄電池は安価であるという利点がある一方で、エネルギー密度が非常に低いという欠点がある。つまり、蓄えられるエネルギー量に比べて重量がかなり大きいということだ。これに対し、リチウムイオン電池は鉛蓄電池の約10倍のエネルギー密度を持つ。

バッテリーパック
数百ワット時または数千ワット時の容量を持つバッテリーパックを構築するには、多数の18650型リチウムイオン電池をレンガ状の構造に組み立てます。このレンガ状のバッテリーパックは、バッテリー管理システム（BMS）と呼ばれる電子回路によって監視および制御され、バッテリーへの電力の流入と流出を制御します。
バッテリーパック内の個々のセルは直列（端から端まで）に接続されており、その電圧が合計されます。この仕組みにより、36V、48V、52V、60V、あるいはそれ以上の電圧のバッテリーパックを搭載したスクーターが実現可能になります。

これらの個々の回路（多数の電池を直列に接続したもの）は、出力電流を増加させるために並列に接続される。

電動スクーターメーカーは、直列接続および並列接続するセルの数を調整することで、出力電圧、最大電流、およびアンペア時容量を増加させることができる。

バッテリーの構成を変更しても、蓄積される総エネルギー量は増加しませんが、バッテリーの航続距離を伸ばしたり、電圧を下げたり、あるいはその逆も可能になります。

電圧と残量（％）
バッテリーパック内の各セルは、一般的に3.0ボルト（充電率0%）から4.2ボルト（充電率100%）までの範囲で動作します。

つまり、36Vバッテリーパック（10個のバッテリーを直列接続）は、30V（充電率0%）から42V（充電率100%）まで動作します。バッテリー電圧チャートでは、各タイプのバッテリーについて、残量パーセントとバッテリー電圧（一部のスクーターでは直接表示されます）の関係を確認できます。

電圧降下
すべてのバッテリーは、電圧降下と呼ばれる現象の影響を受ける。

電圧降下は、リチウムイオンの化学反応、温度、電気抵抗など、いくつかの要因によって引き起こされます。これは常にバッテリー電圧の非線形挙動をもたらします。

バッテリーに負荷がかかると、電圧は瞬時に低下します。この現象により、バッテリー容量を誤って見積もってしまう可能性があります。バッテリー電圧を直接読み取っていた場合、容量が瞬時に10%以上も低下したと誤解してしまうでしょう。

負荷が取り除かれると、バッテリー電圧は本来のレベルに戻ります。

バッテリーの長時間放電時（例えば、長距離走行時）にも電圧降下が発生します。バッテリー内のリチウム化学反応が放電速度に追いつくには時間がかかるため、長距離走行の終盤ではバッテリー電圧がさらに急速に低下する可能性があります。

バッテリーを休ませれば、本来の正確な電圧レベルに戻ります。

耐荷重定格
電動スクーターのバッテリー容量は、ワット時（Wh）というエネルギー単位で表されます。この単位は非常に分かりやすいものです。例えば、1Whのバッテリーは、1ワットの電力を1時間供給するのに十分なエネルギーを蓄えています。

エネルギー容量が大きいほどバッテリーのワット時が高くなり、モーターサイズが同じであれば、電動スクーターの航続距離が長くなります。一般的なスクーターの容量は約250Whで、平均時速15マイルで約10マイル走行できます。高性能スクーターは数千ワット時の容量を持ち、航続距離は最大60マイルに達するものもあります。

バッテリーブランド
電動スクーターのバッテリーパックに使用されているリチウムイオン電池は、ごく少数の国際的に有名な企業によって製造されています。最高品質の電池は、LG、サムスン、パナソニック、三洋電機などが製造しています。これらの電池は、ハイエンドのスクーターのバッテリーパックにのみ搭載されている傾向があります。

ほとんどの低価格帯および通勤用電動スクーターは、品質に大きなばらつきのある、中国製の汎用セルを使用したバッテリーパックを使用している。

ブランド品のバッテリーを搭載したスクーターと、中国製の汎用バッテリーを搭載したスクーターの違いは、定評のあるブランドの方が品質管理がしっかりしている点です。もし予算的にそれが難しい場合は、信頼できるメーカーが製造し、高品質な部品を使用し、適切な品質管理（QC）体制を整えているスクーターを選ぶようにしましょう。

品質管理が優れている可能性が高い企業の例としては、XiaomiやSegwayなどが挙げられる。

バッテリー管理システム
リチウムイオン18650セルは素晴らしい利点を持つ一方で、他のバッテリー技術に比べて扱いが難しく、不適切な使用をすると爆発する恐れがあります。そのため、ほとんどの場合、バッテリー管理システムを備えたバッテリーパックに組み込まれています。

バッテリー管理システム（BMS）は、バッテリーパックを監視し、充電と放電を制御する電子部品です。リチウムイオンバッテリーは、約2.5～4.0Vの電圧範囲で動作するように設計されています。過充電や完全放電は、バッテリー寿命を縮めたり、危険な熱暴走状態を引き起こしたりする可能性があります。BMSは過充電を防止する役割を担っています。多くのBMSは、バッテリー寿命を延ばすために、バッテリーが完全に放電する前に電源を遮断します。しかしながら、多くのライダーはバッテリーを過保護に扱い、決して完全放電させず、充電速度と量を細かく制御するために専用の充電器を使用しています。

より高度なバッテリー管理システムは、バッテリーパックの温度を監視し、過熱が発生した場合は電源を遮断する機能も備えています。

Cレート
バッテリー充電について調べていると、Cレートという言葉を目にするでしょう。Cレートとは、バッテリーが完全に充電または放電される速度を表すものです。例えば、Cレートが1Cであれば、バッテリーは1時間で充電されます。2Cであれば、0.5時間で完全に充電されます。0.5Cであれば、2時間で完全に充電されます。100Aの電流で100A・hのバッテリーを完全に充電する場合、1時間かかり、Cレートは1Cとなります。

バッテリー寿命
一般的なリチウムイオン電池は、容量が低下するまでに300～500回の充放電サイクルに耐えることができます。平均的な電動スクーターの場合、これは3000～10000マイルに相当します。「容量が低下する」とは「容量が完全に失われる」という意味ではなく、10～20%の顕著な容量低下を意味し、その低下は徐々に悪化していくことを覚えておいてください。

最新のバッテリー管理システムはバッテリーの寿命を延ばすのに役立つため、バッテリーを過度に大切に扱う必要はありません。

しかし、バッテリー寿命をできるだけ延ばしたい場合は、500サイクルを超えるためにできることがいくつかあります。それらは次のとおりです。

スクーターをフル充電した状態、または充電器を長時間接続したまま保管しないでください。
電動スクーターは完全に放電した状態で保管しないでください。リチウムイオン電池は電圧が2.5Vを下回ると劣化します。ほとんどのメーカーは、スクーターを50%充電した状態で保管し、長期保管の場合は定期的にこのレベルまで充電することを推奨しています。
スクーターのバッテリーは、華氏32度（摂氏0度）未満または華氏113度（摂氏45度）を超える温度では使用しないでください。
スクーターの充電は、バッテリーの寿命を維持・向上させるために、Cレートを低く設定してください。つまり、バッテリーの最大容量に対して低い充電レートで充電してください。Cレートは1未満が最適です。一部の高性能充電器や高速充電器では、この設定を制御できます。
電動スクーターの充電方法について詳しくはこちらをご覧ください。

まとめ

ここで最も重要なことは、バッテリーを酷使しなければ、スクーターの寿命までバッテリーは持ちます。電動スクーターが故障したという相談は様々な方から寄せられますが、バッテリーの問題であることは稀です。