奈良ノードが所属しています。バッテリのローカルルール京滋奈ブロック大会2017における電池の取り扱いについて(2016/12/07版)京滋奈ブロック大会は、2017年1月29日に開催を予定しています。その際の電池に関するローカルルールを以下のとおりとします。1.使用できる電池1)乾電池(充電できない1次電池)のうち、マンガン乾電池アルカリ乾電池は使用できます。(NiMH)電池は使用できます。)については、以下のように分けて使用条件を整理します。使用条件を満たさないものは使用できません。NXTを使用し、NXT以外に電源供給しない場合に限り、LEGO純正バッテリ(WPT9798、WPT9693)は使用できます。EV3を使用し、EV3以外に電源供給しない場合に限り、LEGO純正バッテリ(EVP45501)は使用できます。※NXT同様c)ロボットにスマートフォン等を搭載する場合、その機器のみを動作させる純正内蔵電池は、リチウム系のものでも使用できます。(その機器以外にも給電する場合は不可)d)スマートフォン等用外部電池(USB給電のもの)を搭載する場合、メーカー保証の最大電流値以下で使用する場合は使用できます。※事前に、保障値以下の電流しか流れない構造である証明提出e)その他のリチウム系2次電池のうち、リチウム燐酸鉄(LiFePO4、LiFe)電池は、別記条件1を満たす場合に使用できます。※事前に、条件を満たしていることの証明提出この場合、別記参考をもとに、事故が起こらないよう、自己責任において使用してください。万一、事故が発生した場合は、競技者およびその保護者に損害賠償請求せざるを得ない場合があります。f)その他のリチウム系バッテリのうち、18650型リチウムイオン電池は、別記条件2を満たす場合に使用できます。※事前に、条件を満たしていることの証明が必要この場合、別記参考をもとに、事故が起こらないよう、自己責任において使用してください。万一、事故が発生した場合は、競技者およびその保護者に損害賠償請求せざるを得ない場合があります。上記以外の電池は一切使用できません。リチウム系2次電池に関する参考情報は、別記参考をご覧ください。2.バッテリの容量に関する制限事項バッテリの容量に関する制限は、ジャパン2017大会のワールドリーグの制限に準じます。http://www.robocupjunior.jp/rule.htmlこのルールは、2次電池すべてに適用します。それ以外のバッテリに関する規定は、ジャパン2016大会のローカルルールに準じます。(上記と相異なる事項は、上記のルールを適用)http://rcjjinternational.blogspot.jp/2015/11/2016.htmlただし、下記事項には京滋奈ブロックのローカルルールを設定します。b-2(ヒューズ等)について、使用できるのは1)物理的に溶断し、再度電流が流れないもの(一般の半田ヒューズ)2)異常が継続する場合は、再度電流が流れないもの(安全回路)とします。ポリスイッチは使用できません。b-4(保護メガネ)については適用しません。3.全般的な事項ロボカップジュニアでは、技術的な点は参加者の自己責任です。個別製品について、使用の可否などの問合わせがあっても、ブロックにおいて全商品を十分にテストすることはできませんので、回答できません。LiFeであれば安全ということでなく、リチウムイオン電池特有の危険はLiFeにもあります。そのため、使用にあたっては、本稿の条件や参考の他、最大限に安全を確保したうえ、最悪の場合は賠償責任があるという点も踏まえていただきますようお願いします。いう説明をすると、安全を確保できる条件を示すようにという声が出ても不自然ではありませんが、2次電池やモーターのアプリケーションは、そう簡単なものではなく、電池と機械の「バランス」で決まってくるものなので、電池だけの規制では安全を確保することができない性格のものだということをご理解ください。電池も製造されなくなりました。乾電池でもそういった状態ですので、その数倍~数十倍の電流を流せる2次電池では、問題はもっと深刻であるという認識をお願いします。・潜在的危険性は容量によるもの・公式には、リチウムイオン電池は全て同じで、LiPoとかLiFeという区別はないというスタンスで臨まれているようです。明確に差があるという論文も出ていると聞いております。リチウムイオン電池が「公式に」一律同じものであるかどうかという点は、実際にどうすれば事故を防止できるかという観点とは全く関係のないものであり、事故防止の観点に立った情報提供もないというのが実態です。「危険の顕在化の防止」にブロックで出来る限りの対応をするとともに、その先に残る危険性は参加者の自己責任と位置づけたうえで、ブロックおよび競技者双方が、安全を確保するための現実的な取り組みを進めることが適当ではないかと考えています。・電池にショックが加えられない構造であること。クッション材で支えてあるなどが必要。・電池に局所的に力がかからない構造であること。スペーサが電池に当たる構造は、そこだけに力がかかるので不可。冷却が十分できるような通気口なども設けるようにすること。・充電したまま保管しないこと。充電されたエネルギー量と、事故の規模は比例するため、長時間の保管を行う際には、満充電の状態とはしないこと。※満充電で放置したため、電池パックが破裂寸前まで膨らんだ事例があります。・移動、保管は少しだけ充電した状態で行うこと。放電終了状態だと、使用できなくなることがあるため。電池の性能に対し、十分な余裕をもって回路が切断されるよう設定しておくこと。電池の規格内の温度で使用すること。ショック防止のため、全面的にクッションテープを巻いた場合など過熱の危険が高くなるので、冷却も考慮し、通気口などが確保された構造とすること。・充電時は、常時監視し、放置しないこと。充電時の事故がありえること、場合により爆発などの危険があるため。・過充電をしないこと。充電器の設定を確認すること。(LiB,LiPoの設定のままだと事故が起こる。充電終端電圧の設定を間違えないこと。)また、ロボット搭載時に、モーターの回生電力の影響から、電池の限界値以上の充電電圧がかかることが無いように設計すること。・電池の定格を越えた電流値での放電(過放電)をしないこと。電池の電圧が終端電圧を下回った状態で放電を続けないこと。そのために、A)常時電池の電圧が表示される電圧計B)終端電圧において放電を停止する安全回路(両方搭載することが望ましい)の少なくともいずれか一つを搭載すること。A)のみを搭載する場合、LiFe電池の放電終端電圧は1セルあたり、2.2Vとする。障の申告を主審に行うこと。競技中に放電終端電圧を下回り、競技者から故障申告がない場合、審判が故障(電池切れ)を宣告する。その問題が何度も発生した場合はイエローカードまたはレッドカードの対象行為とする。2.2Vまで大丈夫という意味ではないことに注意し、そこまで電圧が下がる前に電池切れとして電池交換をすることが必要であるという点に注意すること。フル充電なのに、動くと2.2V以下にまで電圧が下がる場合は、電池に対して過負荷となっているか、電池が劣化している。過負荷である場合は、ロボットの走行速度を落としたり、ギア比をローギアードに変更して負荷を減らすこと。したことがあるバッテリは、外観に異常がなくても使用しないこと。・外観に異常(ふくらみなど)があるバッテリは使用しないこと。・充電済み電池パックを、ズボンの尻ポケットに裸で入れておくというような、言語道断な扱いはしないこと。電池は、ショートが発生しないようにしたうえで、安全バッグや硬質のケースに入れて保管すること。・電池セル本体に、保護ICが搭載されたもの(長さが少し長いタイプ)は、そのまま使用可能。例http://www.batteryspace.jp/shopbrand/020/001/X/・電池にショックが加えられない構造であること。バッテリボックスが、中でガタガタしないよう、クッション材などで支えてある構造とすること。・電池に局所的に力がかからない構造であること。電池表面の特定場所に力がかかるような部分がないこと。性は高いと考えられているが、変形すれば他の電池パック等と同様の問題があるため。・充電したまま保管しないこと。充電されたエネルギー量と、事故の規模は比例するため、長時間の保管を行う際には、満充電の状態とはしないこと。危険性は変わらないため・移動、保管は少しだけ充電した状態で行うこと。放電終了状態だと、使用できなくなることがある。電池の性能に対し、十分な余裕をもって回路が切断されるよう設定しておくこと。電池の規格内の温度で使用すること。ショック防止のため、全面的にクッションテープを巻いた場合など過熱の危険が高くなるので、冷却も考慮し、通気口などが確保された構造とすること。・充電時は、常時監視し、放置しないこと。充電時の事故がありえること、場合により爆発などの危険があるため。・過充電をしないこと。充電器の設定を確認すること。したことがあるバッテリは、外観に異常がなくても使用しないこと。・外観に異常(ふくらみなど)があるバッテリは使用しないこと。・充電済み電池パックを、ズボンの尻ポケットに裸で入れておくというような、言語道断な扱いはしないこと。電池は、ショートが発生しないようにしたうえで、安全バッグや硬質のケースに入れて保管すること。・常時電池の電圧が表示される電圧計を搭載すること。18650型リチウムイオン電池の放電終端電圧は、1セルあたり2.5Vが多い。電圧の監視を行い、限界に達する前に電池切れとして電池交換をおこない、2.5Vまでは大丈夫という意味ではないことに注意する。障の申告を主審に行うこと。安全回路により、終端電圧まで電圧が下がった場合は、自動的に回路が切断されるはずであるが、安全回路に頼ることがないようにすること。フル充電なのに、動くと2.5以下にまで電圧が下がる場合は、電池に対して過負荷となっているか、電池が劣化している。過負荷である場合は、ロボットの走行速度を落としたり、ギア比をローギアードに変更して負荷を減らすこと。したことがあるバッテリは、外観に異常がなくても使用しないこと。・外観に異常(液漏れ、へこみなど)があるバッテリは使用しないこと。(別記参考)リチウム系二次電池には、さまざまな商品があるため、一部に混乱が見られます。下記事項を十分に理解しておいてください。リチウム系二次電池には、下記のような名称のものが流通しています。(正極は、ニッケル、マンガン、コバルトを含む三元系が多い)しかしながら、これらは基本的には全て「リチウムイオン電池」になります。名称の違いは、一般的には正極(+極)の材料の違いを表しているもので、原理は基本的に同じであり、共通した性質を持っています。リチウムイオン電池の電解質は、可燃性ある有機溶剤系の液体が使用されます。(*2)したがって異常な高温になると、電解質が気化し、電池をふくらませることになりますし、パンクすると発火、爆発などが発生します。電解質を液体ではなく半固体のゲル状にしたのが、LiPoなどの、いわゆるポリマー電池になります。溶剤系のものですから、現実的には危険性に大きな差はありません。無いもの(*3)があり、「LiFePO」「LiFeポリマー」は使えるかといった質問を受けるようになりました。POLYMER(ポリマー)の頭文字を意味しているものではありません。少なくとも市販されているリチウム燐酸鉄電池の中で、明確にポリマー電解質を用いていると表示をしている商品は見たことがありません。これは、質問以前に、電池の種類などが理解できていないことになり、その点だけでも高性能電池を使える知識・技術が無いということになりそうです。池を、一般にLiFeと称していることを理解しましょう。以上から分かるように、LiFe電池も、リチウムイオン電池の1種であることに変わりはありません。他のリチウム系2次電池と大きな差があるわけでもありません。例があることから、条件を追加して使用できると設定したものです。型のみを採用し、テスラ社としては、詳しくは言えないが、他のタイプに比べて少なくとも5つの利点があると言っているところです。いったことで、実績と、外力への安全という点を考慮し使用可能としたものです。電池の能力を超えるほど、消費電力の大きなモーターを使用したような場合までの安全性確認ができているわけではなく、140-280クラスのモーターで、2セル直列の7.4Vならば実績があるという話であり、なんでもOKと保証するものではありません。発火事故に至る危険があります。発火しなくとも微量ですがフッ化水素ガスが発生することがあります。これは負極(-極)にフッ化カーボンが使用されていることによりますが、微量とはいえ、フッ化水素ガスは法律で毒物に指定されている物質ですので、安全のためには電池を破損させないことが何よりも重要です。その他の詳細な技術情報は、別稿にゆずります。(*1)2016ジャパンのルールでは、「高性能電池=LiPo」と定義されていましたが、リチウム系2次電池の「潜在的な」危険性は、内部に蓄えられたエネルギーの大小、すなわち基本的には電池の容量に依存するものです。そのことから、2017のルールでは、LiPoだけを特別扱いするのではなく、広い意味でのリチウムイオン電池全般への規制と変更されています。池すべてに共通するものですので、京滋奈ブロックでは、より実態に即し、リチウム系2次電池全てを「高性能電池」と定義しローカルルールを定めました。一方で、危険性の「顕在化」の可能性は、電極材料による差があると聞いています。構造が強固なため、熱暴走の発生可能性は小さく、熱暴走による危険性の顕在化や、事故が起こりにくいという意味で安全性が高いことが知られています。(熱暴走以外の危険はあります)日本メーカーは、LiFeという電池の種類は存在しない、リチウム系2次電池は全部同じで「潜在的危険性」に差はないと言っているようですが、危険の「顕在化」の違いについては無視しているという面もあるようです。(*2)金属リチウムと水が反応すると、水素ガスが発生し危険です。そのためリチウムイオン電池は、内部の水分を徹底的に脱水してサブppmまでに「乾燥」させて製造されています。通常は、電池内に金属リチウムは存在しませんが、過充電などで針状の金属リチウムが析出し、それが絶縁層を突き抜けて内部短絡を起こすことで、充電して置いてあった電池が突然発火するといった発火事故の原因になることがありますが、それにより電池が破損して水と接触すると、析出した金属リチウムと水から水素ガスが発生し、爆発の危険を生じます。リチウムイオン電池の処分方法で、塩水に漬けて放電させるというのがWeb上で見られますが、京商などの一部メーカーは、その方法を推奨しないという話も出ています。(金属電極の腐食により、放電し切れない場合がある等)(*3)LiFePOと書いてあるバッテリパックは見たことがあります。パックにする前の、単体の電池で、そのように書いているものは見たことがありません。自社で電池単体を製造せず、他から仕入れてパックに組み立てるだけのメーカーが、確実な知識がないまま、LiPoのようにポリマー電解質を持つものと誤解して、パック表面に誤記をしている可能性が高いと思われます。LiFeポリマーなどと言うと、そういったいい加減なメーカーと同等と思われることにもなりそうです。8:00~18:00競技参加者は8:45の開会式までに来てください。受付は、8:00からチーム単位で行います。9:30以降にお入りください。参加費は、当日朝の受付で集めます。実施競技:今回のブロック大会は、従来の年齢別サブリーグ構成(プライマリ、セカンダリ)の区分を採用しません。LINECoSpaceは開催いたしません。ノードの、いずれかの推薦を受けたチームに参加資格があるものとします。エントリーは各ノードで受付けます。オンステージは、京滋奈ブロック運営委員会に直接エントリーしてください。エントリー方法の詳細は、後日、当HP(ブログ)に公開します。:ロボカップジュニア2016公式ルールを基本に、一部ローカルルールを適用します。2017年7月1日の時点でメンバー全員が19歳以下(19歳も含みます)のチームが参加できます。上位大会において、より細かい年齢条件等が設定された場合は、推薦を行うにあたり一部メンバーを除外するなどの対応が必要になる場合があります。限りの日本リーグがあり、細かな条件が異なります。推薦も、その条件に合わせて行うので、ご注意ください。2017世界(名古屋)大会では11歳以上の年齢制限があります。チーム人数は最大5人となります。)他のブロック大会に参加登録をしている人は、京滋奈ブロック大会への重複参加はできません。ローカルルール(抜粋):<サッカー>サッカーコートは、2016国際ルールに準拠します。電池の使用については、別にローカルルールを示しています。日本リーグ(サッカー・ビギナーズ、レスキューLINE)は、ロボカップジュニアジャパン公表のルール等に準じます。ロボットの外部に青色と黄色は利用できません。キッカーのソレノイド駆動回路に限り昇圧回路の使用を可とします。選手、審判、他の機体、フィールド等と接触しても危険がないと認められる構造であることが必要です。以上の電圧が発生する部分があるものをいいます。キッカーのパワー制限を適用します。キッカー搭載機は、車検時に任意にキッカーを動作させることができる構造としてください。キッカー搭載機で、その性能テストができない場合、車検失格とすることがあります。PSDはルール上、使用を認められていますが、車検判定、他のロボットへの影響判定が難しいことから、なるべく避けてください。故障機の管理のため、競技時には番号を書いたシールを機体に貼ります。<レスキュー>2016国際ルールに準じます。スロープを上がって降りてくるという内容で競技を行います。競技開始前に、交差点で右曲がり、左曲がりのどちらにするかを、クジ等で決定します。<オンステージ>2016国際ルールに準じます。発表場所はホール内のステージ上となります。京滋奈ブロック大会に出場し、上位の成績を収めなくてはなりません。ブロック大会の成績により、後に割り当てられるジャパンオープンの出場枠数内のチームをジャパンオープンに推薦します。持参物:1.プレゼンテーションシート下記を参考に作成したプレゼンテーションシートを持参し、会場に掲示してください。車検やインタビューで、このシートの内容をもとにインタビューを行うことがあります。記入の上、必ず提出していただきます。サッカー、レスキューは、エントリー時に、各ノードに提出してください。オンステージは、大会当日に持参してください。ダウンロードは以下のページからお願いします。会場には、上履きの用意がありません。土足厳禁ですので、スリッパ、体育館シューズなどを持参してください。靴箱の数も限られているので、土足を入れる袋を持参し、保管してください。(出場者は、この時間までに必ず集合)そのほか:今後の詳細情報は,このブログページ上で発表していきます。定期的に確認してください。