AGV および電動フォークリフト用の LiFePO4 バッテリー: 倉庫資材取り扱いガイド (2026)

最終更新日: 2026 年 10 月 | Enerbe エンジニアリング チームが執筆

はじめに: バッテリーがボトルネックになりました

2 つまたは 3 つのシフトを実行する倉庫では、バッテリーが実際に完了する作業量を決定します。鉛酸フォークリフトは充電に 8 時間、冷却にさらに 8 時間かかります。そのため、3 交代勤務にはトラック 1 台につき 2 ～ 3 個のバッテリーと専用の充電室が必要で、乗務員が重い荷物を出し入れする必要があります。フリートが AGV や AMR に移行すると、問題はさらに厳しくなります。これらのロボットは、オペレーターがパックを交換する必要がなく、スケジュールに従って自動的に充電されます。また、消耗することなく頻繁な短時間の補充に耐えるバッテリーが必要です。

これは、LiFePO4 バッテリーが構築されたギャップです。リン酸鉄リチウムパックは急速充電し、シフトの自然な一時停止中に充電する機会を受け入れ、数千サイクル動作し、散水や酸室を必要とせず、充電状態を CAN 経由で車両コントローラーに報告します。このガイドでは、これらのバッテリーを一緒に購入する 2 つのグループ、つまり新しい機械を設計する AGV および AMR のメーカーと、電動フォークリフト、パレット ジャッキ、リーチ トラックの鉛蓄電池を交換する倉庫またはフリートの管理者について説明します。どのトラックがどの電圧を使用するか、充電が実際にどのように行われるか、鉛酸コストの比較方法、パックのサイズと指定方法、サプライヤーに何を要求するかについて説明します。

AGV およびフォークリフト用 LiFePO4 バッテリーとは何ですか?

AGV は、固定されたルートまたはマーカーに従う自動誘導車両です。 AMR は、障害物を回避する独自の経路を計画する自律移動ロボットです。どちらも自動倉庫への移行の一環です。電動フォークリフトは、ウォーキーパレットジャッキから重いカウンターバランスマシンまで、パレットを移動および持ち上げるライダートラックです。これらはすべて走行用バッテリーで動作し、バッテリーの仕事は同じです。走行と持ち上げのために大電流を供給し、休憩中に充電します。

走行用バッテリーはリン酸鉄リチウムが使われることが増えています。現在指定されているほとんどの新しい AGV バッテリーとフォークリフト パックは LiFePO4 を使用しています。熱的に安定しており、機会充電によって生じる浅い充放電サイクルに耐え、耐用年数が長いため、産業車両に最適な化学物質です。 NMC セルは民生用および乗用車の EV では一般的ですが、安全性とサイクル寿命が追加のエネルギー密度を上回るフォークリフトではそれほど主流ではありません。基礎となる化学とそれが産業利用にとって重要である理由については、24V LiFePO4 バッテリーガイド.

産業用リチウムパックは、セルをバラバラに集めたものではありません。 LiFePO4 セル モジュールを、バッテリー管理システム、通電コネクタ、熱管理、および車両がパックの状態を読み取るための通信ポートと組み合わせます。この完全なアセンブリは、AGV メーカーがバッテリー システムとして購入するものであり、フォークリフト フリートがドロップイン交換品として購入するものです。

どの車両、どのバッテリー: トラックと電圧

電圧プラットフォームはトラックのサイズと電力需要によって設定され、それを一致させることが最初の決定事項です。小型の低床マシンは 24V を使用します。より重いライダーのトラックは最大 48V および 80V に対応します。以下の図は一般的なものであり、メーカーによって異なりますが、仕様の出発点となります。

電圧は互換性がありません。モーター、コントローラー、充電器は特定の公称電圧に合わせて作られており、代替リチウムはトラックの元の鉛蓄電池パックと一致する必要があります。四輪電動フォークリフトは、荷物が大きく、1 日のエネルギー使用量が多いため、特に一般的な代替対象となります。マシンが 48V を使用する場合、48V LiFePO4 仕様ガイドこれらのパックを組み立てるモジュール ブロックの詳細を示します。

LiFePO4 がマテリアルハンドリングにおいて鉛酸に代わる理由

フォークリフトにおける鉛酸かリチウムかの決定は、仕様書の選択ではなく、労働力と稼働時間によって決定されます。鉛酸は購入時点では安価ですが、複数シフトの操業では他のほとんどすべてのコストが高くなります。比較は以下にも記載されています。ディープサイクル対リチウムイオンガイド、産業用トラックの中で最もシャープです。

実際の影響は艦隊全体に及びます。 3 シフトの鉛酸トラックには、充電中にアイドル状態にある予備のパックに加えて、それらを交換するための床スペースと取り扱い機器が必要です。リチウム トラックは 1 つのパックを実行し、休憩時やシフト変更時に補充するため、資本はアイドル状態のバッテリーではなく、稼働中のトラックに費やされます。長寿命の背後にあるメカニズムは、「サイクル数と放電深度の関係」で説明されています。LiFePO4 サイクル寿命ガイド.

AGV とフォークリフトの充電: 機会、高速、自動、スワップ

機械の充電方法は、AGV システムとフォークリフト システムの最も異なる点であり、このカテゴリで最も検索されているトピックの 1 つです。パターンは 4 つあり、1 つのサイトで組み合わせられることがよくあります。

機会充電

オペレーターがトレーラーに荷物を積み込んでいる間、休憩時間やシフト変更など、仕事の自然な隙間にパックが補充されます。リチウムパックは、このような短時間の頻繁な充電を損傷することなく受け入れます。鉛酸パックは硫化を避けるために完全な充電と冷却サイクルを必要とするため、そうではありません。このようにして、1 つのリチウム電池が 2 つまたは 3 つの鉛蓄電池パックを置き換えます。

急速充電

高出力充電器を使用すると、リチウム パックのほとんどを 1 ～ 2 時間で返却できます。一部のパックは 1 時間料金で構築されています。急速充電には、電流と適切な熱管理に対応したパックと BMS の両方が必要です。遅い充電速度で指定されたバッテリーを速く充電すると、過熱して寿命が失われます。

AGV および AMR の自動充電

これは AGV 固有の方法です。ロボットは、充電状態が低下すると充電ステーションに移動し、接触充電ヘッドまたは充電接点とドッキングして、オペレーターなしで作業を再開します。一部の重量のある AGV は、固定停止時に誘導パッドを使用します。充電器、パック、および車両ソフトウェアは一致している必要があり、システムは通常、パックを完全なサイクリングではなく健全な中間帯域に保持します。これは LiFePO4 によく適しています。パックの CAN バスは、いつ充電するか、どのくらいの容量が残っているかをフリート ソフトウェアに通知します。

バッテリー交換

鉛酸フリートでは一般的で、チェンジャーを使用して数分でパックが交換され、空のパックが部屋に運ばれます。リチウムは充電が速いためスワップの必要性が減りますが、少数の施設では継続運用のためにスワップモデルを維持しています。パックの電圧と充電のルールは、次のとおりです。LiFePO4 充電ガイド.

シフトパターンにバッテリーを合わせる

シフトの数と充電ウィンドウの長さによって、バッテリーの戦略が決まります。これは、1 つのリチウム パックで十分かどうかを判断する最も明確な方法です。

• 単一シフト:バッテリーは一晩で充電されるため、どちらの化学反応も機能します。メンテナンスと寿命の点ではリチウムが有利ですが、不要になる予備のバッテリーがないため、元が取れるのは遅くなります。

• 2 つのシフト:シフトチェンジ時に充電する機会のあるリチウムは、通常 1 つのパックで実行されます。鉛酸は 2 パック必要です。ここからリチウムの回収が始まります。

• 3 つのシフト:急速充電または機会充電を備えたリチウムにより、1 つのパックが稼働状態に保たれ、2 番目のオプションのパックが予備として使用されます。鉛酸には、トラック 1 台につき 2 ～ 3 パック、充電室、交換労働力が必要ですが、これはリチウムが最も反論しにくい点です。

AGV と AMR は特殊なケースです。充電はフリート ソフトウェアによって自動でスケジュールされているため、パックは通常、使い果たされるのではなく健全な帯域内でサイクルを維持するため、完全なシフトではなく充電ポイント間の最長ギャップをカバーする容量が選択されます。

産業車両用バッテリーのサイズ設定と仕様

フォークリフトを交換する場合、電圧はトラックによって固定され、パックは元のバッテリーコンパートメントを物理的に占有する必要があるため、寸法と重量はキロワット時と同じくらい重要です。純正のドロップイン交換品は同じ設置面積とコネクタを使用し、鉛酸が有用なカウンターウェイトを提供する場合、トラックの定格容量を維持するために軽量のリチウムパックには追加のバラストが必要になる場合があります。ゼロから構築された AGV の場合、パックは利用可能な体積、デューティ サイクル、充電ポイントを中心に設計されています。

仕様に書き込むパラメータは次のとおりです。

• 公称電圧と容量(V / Ah)、および総エネルギー (kWh)、トラックに一致します。

• 連続放電電流とピーク放電電流運転と持ち上げ用。フォークリフトはリフト上で短い高電流のピークを引っ張ります。

• 充電速度と時間、夜間の最も遅い充電速度から定格の高速充電速度、およびパックがそれをサポートしているかどうかまで。

• 放電深さとサイクル寿命定格国防総省で、書面による保証のサイクル数とスループットを伴います。

• 通信インターフェース、通常は CAN または CANopen なので、トラックまたはフリートのソフトウェアは SOC と障害を読み取ることができます。

• 寸法、重量、コネクタ、および侵入保護コンパートメントと環境のために。

• 使用温度範囲、特に冷蔵保管用。

必要な電圧または容量を達成するために複数のモジュールを組み合わせる場合、直列および並列の規則が適用されます。LiFePO4シリーズとパラレルガイドBMS はモジュール数全体をカバーする必要があります。

OEM向けAGVおよびAMRバッテリーシステム

AGV および AMR のメーカーは通常、単一のブロックではなくバッテリー システムを購入し、このシステムはこのクラスター内で最も大量の検索を行います。プロダクション AGV パックにはいくつかの要素が統合されており、セルのみを引用すると残りの部分は OEM が設計することになります。

• LiFePO4セルモジュールシャーシとデューティサイクルに合わせてサイズを調整します。

• 統合されたBMSセルのバランスをとり、パックを保護し、CAN 経由でレポートします。

• 熱管理、寒い場所のパッシブ冷却からアクティブ加熱まで。

• 充電接点またはドッキングインターフェース自動局に合わせます。

• 機械的筐体とコネクタ適切な侵入定格と耐振動性を備えています。

AGV フリートはマシン モデルごとにカスタム パックを注文するため、会話はカタログ購入ではなく、OEM/カスタム バッテリー プロジェクトになります。カスタム パックのコンプライアンスとドキュメントのパスについては、カスタムリチウム電池のコンプライアンス事例、サプラ​​イヤー認定プロセスは、プロジェクト規模のバッテリー購入に使用されるプロセスと同じです。LiFePO4 サプライヤー選択ガイド.

冷蔵保管および厳しい環境

冷蔵倉庫は、最も要求の厳しいフォークリフト用途の 1 つです。リチウムの容量と充電性能は氷点下に低下し、低温の電池を充電すると損傷する可能性があります。冷凍庫または冷蔵室用のパックには、充電を開始する前にセルを安全な充電しきい値以上にする内蔵加熱装置が必要であり、充電器と BMS はそれを調整する必要があります。良い面としては、リチウムパックは酸性ガスを発生させず、充電室の換気を必要としないため、密閉された施設における実際の鉛酸の問題が解消されます。屋外の冷蔵倉庫、ほこり、湿気、および洗い場は侵入定格を決定し、屋外ヤードには定格動作温度範囲が必要です。常温のパックを冷蔵倉庫に指定することは、よくある失敗であり、避けられるものです。

認証と安全性

産業用トラックは、認定バッテリーを期待する車両および保険会社に販売されており、リチウム パックも例外ではありません。 LiFePO4 はより安全な化学物質ですが、それでも認定されたパックと正しく適合する充電器が必要です。このセグメントにとって重要な基準は次のとおりです。

• 小型電気自動車のバッテリーに関する UL 2271。産業用トラックや移動機械でよく引用されています。

• 動力および定置用途で使用されるバッテリー パックに関する UL 1973、および産業用バッテリーの安全性に関する IEC 62619。

• セルとパックの輸送に関する UN 38.3、EU の EN 1175 などの CE およびフォークリフト関連の安全要件。

• 米国では、フォークリフトの操作とバッテリーの取り扱いは職場のトラックの安全規則に該当し、訓練された取り扱いと準拠したバッテリーと充電器が必要です。

正確なセットは市場によって異なり、化学物質の火災および熱暴走の挙動については、次のセクションで説明されています。LiFePO4 バッテリーの安全ガイド。中国市場プロジェクトにも、GB 38031-2025 安全規格。一般的なセル証明書ではなく、正確なパック モデルの証明書をサプライヤーに問い合わせてください。

購入者が犯す間違い

• リチウムで鉛酸充電器を使用する。異なる充電プロファイルと終端。必ずパックと充電器をペアリングしてください。

• コンパートメントと重量は無視します。バッテリーボックスに適合しないパック、またはバラストなしで軽すぎるパックは、ドロップインとして機能しません。

• パックが急速充電できると仮定します。急速充電には、それに対応した BMS、セル、熱設計が必要です。低速パックはプッシュできません。

• 保冷用に常温パックを購入。加熱しないとパックは充電されず、冷凍庫では容量が減少します。

• kWhの価格だけで買う。ステッカー価格ではなく、サイクル、スループット保証、料金レート、および通信を比較してください。

• CAN 互換性のない AGV パックを注文する。BMS がフリート コントローラーと通信できない場合、自動充電と SOC レポートは機能しません。

• パック証明書の代わりにセル証明書を受け入れます。内部のセルだけでなく、完成したパックにも認証が必要です。

関連リソース

• 24V LiFePO4 バッテリー完全ガイド: 小型AGVおよびパレットジャッキ用プラットフォーム

• 48V LiFePO4 バッテリーガイド: リーチトラックおよび中型AGV用ブロック

• 48V ゴルフ カート バッテリー ガイド: 他の電気自動車と同じ低電圧化学反応

• LiFePO4 を正しく充電する方法: 充電プロファイルと対応する充電器

• LiFePO4 バッテリーの持続時間: サイクル、DoD、およびスループット

• ディープサイクル vs リチウムイオン: 鉛酸の比較と 10 年間の TCO

• LiFePO4 シリーズとパラレル: トラックに必要な電圧と容量の構築

• カスタム リチウム バッテリーのコンプライアンス ケーススタディ: OEM AGV パックのドキュメント

• LiFePO4 安全ガイド: 熱暴走とパックの安全性

• Enerbe 産業用電池製品: 24V、48V、80V トラクションおよび AGV パック

よくある質問

AGV にはどのようなバッテリーが使用されますか?

ほとんどの AGV および AMR は、BMS および CAN 通信ポートを備えた 24V または 48V LiFePO4 パックを自動ドッキング充電器と組み合わせて使用​​します。パックは充電ポイント間のギャップをカバーするサイズになっており、完全に放電するのではなく、フリート ソフトウェアによって健全な充電状態帯域に維持されます。大型の高負荷 AGV は最大 48 V または 80 V まで動作します。

電動フォークリフトはどのような電圧のバッテリーを使用しますか?

通常、パレット ジャッキとスタッカーは 24 V を使用し、リーチ トラックは 48 V または 80 V を使用し、カウンターバランス フォークリフトはより重いモデルには 48 V、80 V、または 96 V を使用します。トラックのモーターと充電器はその電圧に合わせて作られているため、代替リチウムは元の鉛酸パックの電圧と一致する必要があります。

リチウム フォークリフト バッテリーは機会充電できますか?

はい、これが彼らの主な利点の 1 つです。 LiFePO4 は、フル充電と冷却が必要な鉛酸とは異なり、寿命を失うことなく休憩やシフト変更中に短時間の補充を受け入れます。これにより、鉛蓄電池では 2 つまたは 3 つのパックが必要となるところを、1 つのリチウム パックで 2 つまたは 3 つのシフトをカバーできます。

フォークリフトのリチウムバッテリーの充電にはどのくらい時間がかかりますか?

夜間の低速充電には数時間かかりますが、高速充電対応のパックと充電器を使用すると、1 ～ 2 時間でほとんどの容量を回復できます。実際の時間は充電器の電力とパックの定格充電速度によって異なりますので、事前に指定する必要があります。

AGV はどのように充電するのですか?

AGV は、充電状態が低下すると充電ステーションに移動し、接触充電ピンまたは充電ヘッドとドッキングして、自動的に作業を再開します。一部の重量のある AGV は、固定停止時に誘導パッドを使用します。充電器、パック、および車両フリート ソフトウェアが一致し、BMS が CAN 経由で充電レベルを報告します。

フォークリフトの鉛蓄電池をリチウムと交換できますか?

はい、ドロップイン交換品として使用できます。ただし、パックは電圧に一致し、バッテリー収納部に適合し、互換性のあるコネクタを使用する必要があります。リチウムは軽いため、トラックの定格吊り上げ能力を維持するには追加のバラストが必要になる場合があり、充電器をリチウム充電器に変更する必要があります。リチウムと鉛酸を混合したり、同じ充電器を使用したりすることはできません。

3 シフト フォークリフトにはバッテリーが何個必要ですか?

鉛蓄電池の場合、充電に 8 時間、冷却に 8 時間かかるため、3 シフトのトラックには通常 2 つまたは 3 つのバッテリーが必要です。 LiFePO4 と急速充電または機会充電を使用すると、通常、1 つのバッテリーが稼働し続け、オプションの 2 つ目のバッテリーが予備として使用されるため、予備パック、充電室、交換の手間が省けます。

フォークリフトのリチウムバッテリーの寿命はどれくらいですか?

高品質の LiFePO4 工業用パックは、放電深度 80% でおよそ 3,000 ～ 6,000 サイクルの定格があり、数年間の単一または複数シフトの使用に対応し、鉛酸の典型的な 1,000 ～ 1,500 サイクルをはるかに上回ります。実際の寿命は、放電深度、充電率、温度によって異なります。

リチウム フォークリフト バッテリーは冷蔵倉庫で使用できますか?

はい、ヒーターが内蔵されている場合は可能です。氷点下で冷えたリチウム電池を充電すると損傷するため、コールドルームパックは充電前に電池を安全閾値以上に加熱します。加熱せずに周囲温度のパックを使用すると容量が失われるため、冷凍庫で充電しないでください。

AGV バッテリー管理システム (BMS) は何のためにありますか?

BMS はセルのバランスをとり、電圧、電流、温度の過不足を防止し、充電状態と障害を CAN 経由で車両またはフリートのコントローラーに報告します。互換性のある BMS がないと、AGV は自動充電を管理したり、バッテリーの状態を報告したりすることができないため、通信インターフェイスは仕様の一部です。

AGV またはフォークリフトのバッテリーにはどのような認証が必要ですか?

共通の要件は、電気自動車のバッテリーに関する UL 2271、パックの安全性に関する UL 1973 および IEC 62619、輸送に関する UN 38.3、および EU の EN 1175 などのフォークリフト関連規格による CE です。内部のセルだけでなく、完成したパック自体にも認証が必要であり、米国市場では準拠したフォークリフトの取り扱いが必要です。

LiFePO4 はフォークリフト用の鉛酸よりも安いですか?

リチウムパックは初期費用が高くなりますが、複数シフトの現場では予備バッテリー、充電室、給水と交換の労働、鉛酸によるエネルギー損失が不要になり、数倍のサイクル持続します。夜間充電のみの 1 シフトのトラックでは、回収は遅くなります。最も強力なケースは、2 シフトまたは 3 シフトまたは自動化された AGV フリートです。

まとめ

現代の倉庫におけるバッテリーの選択は、前払い価格ではなく、車両、シフト パターン、充電間隔によって決まります。小型 AGV とパレット ジャッキは 24V と 48V で動作します。リーチ アンド カウンターバランス トラックは 48V、80V、96V で動作します。 LiFePO4 は、高速充電や機会充電によって予備バッテリー、充電室、乗務員の交代が不要になり、CAN 接続された BMS によってフリートが自動的に管理される、複数シフトの自動化された現場で高い評価を得ています。電圧、容量、充電速度、通信、温度、認定パックを指定し、バッテリーと充電器を適合するペアとして供給します。 Enerbe は、統合 BMS、CAN 通信、フリートや OEM が必要とする産業用および輸送用の認証を備えた、24V、48V、80V の LiFePO4 トラクションおよび AGV バッテリー システムを提供しています。